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준비 중

메타광학 기반 차세대 적외선 다기능 이미징 시스템 개발

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 MoS₂, MoTe₂, WS₂ 등의 2D 소재를 이용한 차세대 시냅스 소자 구현 등 다양한 연구를 통해 국가 전략 과제와 산업 수요에 대응하고 있으며, 전사 프린팅, 적층 제조(Additive Manufacturing), 전자기 시스템, 바이오메디컬 디바이스 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

메타표면 설계 소프트웨어 및 시뮬레이션 플랫폼 제공, 나노제작 공정 기술 지원 및 장비 접근성 제공, 열화상/적외선 카메라 시스템 통합 기술을 기대합니다. 응용 분야별로는 산업용 검사장비 개발사와의 비파괴검사 시스템 개발, 의료기기 업체와의 진단 장비 협력, 자동차/로봇 기업과의 센서 시스템 개발, 보안장비 업체와의 감시 시스템 구축, 환경/에너지 기업과의 모니터링 솔루션 개발 등 다양한 분야의 실증 테스트 및 상용화 협력을 희망합니다.

본 주제 관련 연구실 특장점

다양한 나노제작 공정(나노전사, 나노임프린트)에 대한 포괄적 경험과 하이브리드 공정 개발 노하우를 보유하고 있습니다. 메타표면 설계 및 광학적 특성 분석 역량을 갖추고 있으며, 중적외선 영역에서의 플라즈모닉 나노구조 연구 경험을 바탕으로 원적외선 영역으로의 확장이 용이합니다. FEM/FDTD 시뮬레이션, FTIR 측정, 머신러닝 기반 최적화 설계 등 이론부터 실험까지 통합적 연구 수행 능력을 보유하고 있으며, 다학제 융합 연구를 통한 다양한 응용 분야로의 기술 전이 경험이 풍부합니다.