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프린터블 실리콘 나노복합 메타렌즈 기반 근적외 이미징 연구

Printable silicon nanocomposite metalens for near-infrared imaging

연구 내용

실리콘 나노입자 기반 프린터블 나노복합을 합성하고, 단일 프린팅 공정으로 고대비 근적외 메타렌즈를 구현하는 연구

실리콘 나노입자를 열가소성·열프린팅 레진에 분산해 고굴절률 나노복합을 제조하고, 열처리 후 수축 특성을 고려하여 정밀 메타렌즈 구조를 형성하는 연구를 수행합니다. 기존 메타렌즈 제작에서 요구되는 복잡 공정을 줄이기 위해, 재사용 가능한 몰드를 활용한 일단계 프린팅 공정을 적용합니다. 또한 근적외 파장에서 렌즈의 집광 효율과 상면 상을 연동해 성능을 검증하며, 이를 소형 근적외 카메라에 결합해 피부 아래 구조 영상의 적용 가능성을 평가하는 차별성을 보유합니다.

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연구 흐름

초기에는 고굴절률을 확보하면서도 프린팅 공정에 적합한 실리콘 나노복합 조성의 합성 조건을 확립하고, 열처리 후 형상 변형을 최소화하는 방향으로 재료 공정-광학 성능 간 상관관계를 규명했습니다. 이후에는 해당 나노복합을 기반으로 직경을 확장한 메타렌즈를 설계하고, 일단계 프린팅으로 미세 구조를 재현하는 제조 공정을 최적화했습니다. 최근에는 제작된 메타렌즈를 근적외 영상 장치에 통합하여 피부 아래 정맥 구조와 같은 바이오 이미징 시나리오에서 영상 형성 성능을 확인하는 연구로 확장했습니다.

활용 가능성

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

  • 근적외 메타렌즈 기반 이미징 모듈
  • 대면적 프린팅 가능한 광학 소자
  • 피부 및 조직 기반 비침습 영상
  • 저비용 제조 공정용 포토닉 패턴
  • 렌즈-카메라 일체형 검출 시스템
  • 나노복합 기반 고굴절 재료 플랫폼
  • 생체 신호 관측용 광학 센서
  • 광학 수차 감소 설계 가이드
  • 가벼운 소형 광학 장치
  • 프린팅 몰드 재사용 제조 기술

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