위상 구배 메타표면 기반 파면 제어 및 재구성형 초고주파/테라헤르츠 소자 연구

Phase-gradient metasurface wavefront control and reconfigurable mmWave/THz devices

연구 내용

위상 구배 메타표면의 단일층 위상 소자를 설계·제작하여 입사각 독립 mmWave 포커싱과 전기 튜닝형 테라헤르츠 공간광 변조를 구현하는 연구

메타표면이 전자기파의 위상 분포를 공간적으로 제어한다는 원리를 기반으로 초고주파 영역에서의 파면 조작 성능을 연구합니다. 저-Q 공진 특성을 갖는 저손실 공정 요소를 활용해 subwavelength 두께의 위상 소자를 구성하고, 공간 위상 분포 제어를 통해 넓은 동작 대역에서 포커싱 성능을 확보합니다. 또한 전기적으로 튜닝 가능한 dual-mode 메타물질을 이용하여 transmission–reflection 기반 차분 이미징이 가능한 테라헤르츠 spatial light modulator를 구현하는 방향으로 확장합니다. 이를 통해 빔 형상화와 이미징을 동시에 만족하는 재구성형 소자 설계 역량을 확보합니다.

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연구 흐름

초기에는 메타표면 렌즈의 핵심 설계 요소인 위상 구배와 단일층 phase element 구성을 정립하고, subwavelength 구조를 통해 mmWave 포커싱 성능을 검증했습니다. 이후에는 입사각 변화에도 포커스 위치가 유지되는 wavefront manipulation 조건을 도출하여 실사용 조건을 반영하는 방향으로 연구를 심화했습니다. 최근에는 메타물질의 전기적 튜닝 가능성을 활용해 transmission–reflection 방식의 테라헤르츠 SLM을 구성하고, 단일 소자로 차분 이미징을 수행하는 검증으로 확장했습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

입사각 독립 mmWave 포커싱 안테나
넓은 대역 위상구배 메타표면 렌즈
재구성형 RF 빔 형성 모듈
차분 이미징 기반 THz 검출 모듈
전파 기반 고정밀 근거리/근접 센싱
소형화된 mmWave 프런트엔드 부품
대역폭 확장형 전자파 포커싱 플랫폼
위상 제어 기반 레이더 전처리용 빔 성형
THz 공간광 변조기 기반 이미징 장치
통신/탐지용 통합 메타표면 모듈