매칭 진행 중
메타광학 기반 차세대 적외선 다기능 이미징 시스템 개발
기업 용역 과제
소속
홍익대학교 기계시스템디자인공학과
프로필
본 연구실은 첨단 정밀 제조 기술을 바탕으로 차세대 반도체 패키징, 광학 소자, 나노 소재 기반 소자 개발 등 융합 공학 분야의 선도적 연구를 수행하고 있습니다. 유리 인터포저 기반의 2.5D 반도체 기판과 수동소자 내장형 패키징 기술, 메타물질 및 메타표면을 활용한 고감도 이미지 센서 개발, 그리고 2D 소재를 이용한 차세대 시냅스 소자 구현 등 다양한 연구를 통해 국가 전략 과제와 산업 수요에 대응하고 있으며, 첨단패키징, 메타물질기반 이미지센서 등의 기술을 종합적으로 활용하고 있습니다.
연구 관심 주제
메타광학 기반 적외선 영역 이미징 시스템의 메타표면 설계 및 제작 기술 개발을 희망합니다. 특히 비파괴검사, 의료진단, 보안/감시 등 다양한 응용 분야에서 활용 가능한 다기능 열화상 이미징 시스템 구현에 관심이 있습니다.
연구 상세 내용
차세대 적외선 이미징 기술의 혁신을 위해 메타광학 기반 다기능 이미징 시스템 개발을 목표로 합니다. 기존 금속-유전체 메타표면의 한계를 넘어 BIC(Bound states in the Continuum), 토폴로지컬 메타표면, 능동형 메타표면 등 다양한 메타표면 구조를 연구하여 중적외선(MWIR, 3-5μm)부터 원적외선(LWIR, 8-12μm) 전 영역을 아우르는 광대역 spectro-polarimetric 이미징 시스템을 구현하고자 합니다. 나노임프린트, 나노전사, TPP 3D 프린팅, 전자빔 리소그래피 등 첨단 나노제작 기술을 융합한 하이브리드 공정을 개발하여 대면적, 고효율 메타표면을 제작합니다. AI/머신러닝 기반 역설계 알고리즘과 실시간 영상 재구성 기술을 통해 복합 물리량(온도, 방사율, 편광상태, 스펙트럼 정보)을 동시 측정할 수 있는 멀티모달 이미징 플랫폼을 개발합니다.
응용 분야로는
1) 산업 비파괴검사(용접부 결함, 복합재 내부구조 검사),
2) 의료영상진단(피부암 조기진단, 혈관 이미징, 염증 진단),
3) 자율주행(야간 보행자/동물 감지, 도로 상태 모니터링),
4) 보안/감시(위장물체 탐지, 생체 인식),
5) 환경 모니터링(가스 누출 감지, 열섬 현상 분석),
6) 농업/식품 분야(작물 스트레스 진단, 식품 품질 검사) 등
광범위한 분야로의 확장을 계획합니다.
협력 희망 분야
본 연구실은 메타표면 설계, 광학 시뮬레이션(FEM/FDTD), AI/머신러닝 기반 역설계 알고리즘 등 물리 기반 해석 및 설계 기술을 제공할 수 있습니다.
협력을 희망하는 분야는 다음과 같습니다:
나노제작 공정 기술 지원: 본 연구실의 설계를 바탕으로 나노임프린트, 전자빔 리소그래피, TPP 3D 프린팅 등의 실제 제작을 수행할 수 있는 업체와의 협력을 희망합니다.
열화상/적외선 카메라 시스템 통합: 제작된 메타표면을 적외선 이미징 시스템에 통합하고 광학 성능을 검증할 수 있는 기술 지원을 기대합니다.
실증 테스트 및 상용화 협력: 산업용 비파괴검사, 의료영상진단, 자율주행 센서, 보안/감시 시스템, 환경 모니터링 등 다양한 응용 분야에서 실제 필드 테스트와 상용화를 함께 추진할 수 있는 기업과의 협력을 희망합니다.
본 주제 관련 연구실 특장점
메타표면 설계 및 광학 시뮬레이션에 대한 전문성을 갖추고 있으며, FEM/FDTD 기반 전자기 해석과 AI/머신러닝을 활용한 역설계 알고리즘 개발 역량을 보유하고 있습니다. 중적외선 영역에서의 플라즈모닉 나노구조 연구 경험을 바탕으로 원적외선 영역으로의 확장이 용이합니다.
나노제작 측면에서는 나노전사 및 나노임프린트 공정 기술을 확보하고 있어, 설계부터 프로토타입 제작까지 일관된 연구 수행이 가능합니다. FTIR 등을 이용한 광학적 특성 분석 능력을 갖추고 있으며, 이론-시뮬레이션-실험을 통합하는 연구 역량으로 다양한 응용 분야로의 기술 전이가 가능합니다.
협업 파트너 요건
서로 윈윈 할 수 있는 기업
연구 키워드
#메타광학
#적외선이미징
#BIC메타표면
#토폴로지컬메타표면
#능동형메타표면