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한 장의 도화지에 일반적으로 흔히 볼 수 있는 그림이 그려져 있다. 하지만 레이저를 비추면 그림과 전혀 다른 홀로그램이 그 뒤에 나타난다. 다시 레이저를 끄면 원래의 보통 그림으로 돌아오는데, 아무런 표시가 없기 때문에 홀로그램이 내장돼 있는지 육안으론 전혀 알 수 없다. 이 기술을 명품이나 지폐에 적용하면 진품을 쉽게 가려낼 수 있는데 영화 같은 이 기술은 홀로그램 내장 여부를 육안으론 식별할 수 없어서 위조 시도로부터 안전하다는 점에서 더욱 주목받는다.

POSTECH(포항공대, 총장 김도연) 기계·화학공학과 노준석 교수는 기계공학과 석·박사 통합과정 윤관호 씨, 기계공학과 박사과정 이다솔 씨, 서울대학교 재료공학부 남기태 교수와 함께 하나의 디바이스에 홀로그램과 반사형 디스플레이가 동시에 구현 가능한 메타표면을 제작하는 데 성공했다. 이 기술이 상용화된다면 홀로그램을 통한 보안이 한층 강화될 것으로 전망된다.

메타표면은 나노미터 수준에서 빛의 파장보다 작은 크기의 구조물을 배열해 만든 소자로 투명망토와 같은 신기한 현상을 구현 할 수 있다. 홀로그램 또한 메타표면을 응용한 기술로 기존의 공간 광 변조기 기반의 홀로그램 기술에 비해 높은 해상도와 넓은 시야각 등의 많은 장점이 있어서 차세대 디스플레이 기술로서 각광받고 있다.

하지만 메타표면 홀로그램 기술은 레이저를 기반으로 하기 때문에 태양광과 같은 일반적인 백색광 아래서는 작동하지 않는다는 문제점이 있었다. 연구팀은 레이저와 백색광 모두에서 서로 다른 그림으로 작동하는 이중 모드 메타표면을 구현해 냈다. 기존의 메타표면 기술은 홀로그램과 반사형 디스플레이 중 하나만 구현 가능했지만, 이 기술을 활용하면 두 가지를 동시에 구현할 수 있게 된다. 일반적인 조명 환경에서는 반사형 디스플레이로 작동하기 때문에 일반적인 그림 이미지로 보이지만, 레이저를 비추게 되면 기존의 그림과 전혀 다른 홀로그램이 드러난다.

노준석 교수는 “홀로그램과 반사형 디스플레이 모두 원하는 그림으로 구현할 수 있고 두 그림이 서로 영향을 미치지 않기 때문에 독립적으로 조절이 가능하다”라며 “레이저를 비추지 않는 한 무슨 홀로그램 이미지가 내장된 지 몰라 높은 수준의 보안 기술로 응용할 수 있다”라며 기대감을 밝혔다.

한편 이 연구는 국제 학술지 ‘ACS 나노' 온라인 판에 발표됐으며, 한국연구재단의 선도연구센터사업(광 기계 기술 연구센터), 글로벌프론티어사업(파동에너지극한제어연구단), 이공분야기초연구사업(전략연구), LG 디스플레이&서울대학교 인큐베이션 프로그램의 지원으로 수행됐다.

심지현 기자  bodo@emoneynews.co.kr

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