PNU EE
반도체공학전공 이길주
PNU EE 연구실은 나노 및 마이크로 스케일에서의 빛과 물질의 상호작용을 심도 있게 연구하는 선도적인 연구 그룹입니다. 본 연구실은 첨단 광학 이론과 수치해석, 그리고 실험적 접근을 결합하여, 기존에 알려지지 않은 새로운 광학 현상과 기능을 발견하고자 노력하고 있습니다. 이를 통해 차세대 광전소자, 센서, 이미징 시스템 등 다양한 응용 분야에서 혁신적인 기술을 개발하고 있습니다.
특히, 바이오 모사 광학 및 인공 시각 시스템 분야에서 두각을 나타내고 있습니다. 인간과 동물의 눈 구조 및 기능을 모방한 인공 시각 시스템, 곡면 이미지 센서, 미세 렌즈 어레이, 신경망 기반 이미징 시스템 등은 로봇 비전, 자율주행, 의료 영상 등 다양한 산업 분야에서 활용되고 있습니다. 자연의 진화적 메커니즘을 공학적으로 재해석하여, 기존 광학 시스템의 한계를 극복하는 혁신적인 솔루션을 제시합니다.
또한, 에너지 절감 및 친환경 광전소자 개발에도 집중하고 있습니다. 복사 냉각, 컬러 보존형 냉각 구조, 생분해성 에너지 하베스터 등은 건축, 웨어러블, 전자기기 등에서 에너지 소비를 줄이고, 탄소 배출을 저감하는 데 기여하고 있습니다. 딥러닝 기반의 역설계 기법을 도입하여, 복잡한 나노광학 구조의 최적화를 실현하고, 대량생산과 실용화를 동시에 추구합니다.
보안 및 암호화 분야에서는 광학적 현상을 활용한 물리적으로 복제 불가능한 함수(PUFs), 웨어러블 암호화 소자, 시각적으로 숨겨진 보안 태그 등 다양한 광학 기반 보안 기술을 개발하고 있습니다. 이러한 기술은 위조 방지, 인증, 개인정보 보호 등 다양한 분야에서 실질적인 보안 솔루션을 제공합니다.
PNU EE 연구실은 빛과 물질의 근본적 상호작용에 대한 이해를 바탕으로, 미래 사회의 안전과 번영을 이끄는 첨단 광학 기술을 개발하고 있습니다. 연구실의 다양한 연구 성과는 학계와 산업계 모두에서 높은 평가를 받고 있으며, 지속적으로 혁신적인 연구를 선도해 나가고 있습니다.
Optical Security Devices
Artificial Vision Systems
Radiative Coolers
나노 및 마이크로 스케일에서의 광-물질 상호작용
우리 연구실은 나노 및 마이크로 스케일에서 빛과 물질이 상호작용하는 근본적인 원리를 탐구합니다. 이 분야는 빛이 물질의 구조, 조성, 그리고 표면 특성에 따라 어떻게 흡수, 반사, 산란, 변환되는지를 이해하는 데 중점을 둡니다. 특히, 나노구조체와 메타표면을 활용하여 기존에 볼 수 없었던 새로운 광학 현상과 기능을 발견하고자 합니다.
이러한 연구는 FDTD(유한차분 시간영역법), RCWA(엄밀 결합파 해석법) 등 첨단 수치해석 기법을 활용하여 이론적 모델링과 시뮬레이션을 수행하고, 실제 실험을 통해 그 결과를 검증합니다. 이를 통해 선택적 파장 흡수, 투명 전극, 색도 센서, 고흡수/반사, 메타 렌즈 등 다양한 광학 소자의 동작 원리를 심층적으로 분석합니다. 또한, 광-물질 상호작용의 미세 조절을 통해 기존 한계를 뛰어넘는 새로운 광학적 기능을 구현합니다.
이 연구는 차세대 광전소자, 에너지 변환, 센싱, 보안, 바이오메디컬 등 다양한 응용 분야로 확장될 수 있습니다. 나노 및 마이크로 스케일에서의 정밀한 광-물질 상호작용 제어는 미래 광학 기술의 혁신을 이끌 핵심 기반이 될 것입니다.
바이오 모사 광학 및 인공 시각 시스템
자연계의 다양한 생물체의 시각 시스템에서 영감을 받아, 우리 연구실은 바이오 모사 광학 및 인공 시각 시스템을 개발하고 있습니다. 인간의 눈, 고양이, 조류, 오징어 등 다양한 동물의 눈 구조와 기능을 모방하여, 기존 카메라 및 센서가 가지지 못한 고해상도, 광시야각, 암순응, 고배율, 수륙양용, 무한 피사계 심도 등 혁신적인 특성을 인공적으로 구현합니다.
이러한 바이오 모사 인공 시각 시스템은 단일 렌즈와 곡면 이미지 센서, 미세 렌즈 어레이, 신경 시냅스 특성을 모방한 인공 신경망 이미징 시스템 등 첨단 소자와 알고리즘을 결합하여 개발됩니다. 또한, 생물의 진화적 적응 메커니즘을 반영하여 다양한 조명 환경과 복잡한 배경에서도 뛰어난 물체 인식 및 추적 성능을 보입니다. 최근에는 AI와 딥러닝을 접목하여, 인공 시각 시스템의 데이터 처리 효율성과 인지 능력을 극대화하고 있습니다.
이 연구는 로봇 비전, 자율주행, 의료 영상, 보안, 웨어러블 디바이스 등 다양한 산업 분야에서 활용될 수 있습니다. 바이오 모사 광학 기술은 자연과 공학의 경계를 허물며, 차세대 지능형 이미징 및 센서 시스템의 새로운 패러다임을 제시합니다.
에너지 절감 및 친환경 광전소자
지구 온난화와 에너지 위기에 대응하기 위해, 우리 연구실은 광학 구조를 활용한 에너지 절감 및 친환경 광전소자 개발에 집중하고 있습니다. 복사 냉각(radiative cooling) 기술을 기반으로, 태양광 반사와 열 방출을 극대화하는 세라믹 및 나노구조 기반의 냉각 소자를 설계하고, 건축물 외장재, 웨어러블, 전자기기 등 다양한 응용 분야에 적용하고 있습니다.
특히, 색상을 유지하면서도 뛰어난 냉각 성능을 보이는 컬러 보존형 복사 냉각 구조, 태양전지와 통합된 냉각 시스템, 생분해성 소재를 활용한 지속가능한 에너지 하베스터 등 혁신적인 기술을 선보이고 있습니다. 또한, 딥러닝 기반의 역설계 기법을 도입하여, 복잡한 광학 특성을 갖는 나노소재 및 박막 구조를 최적화함으로써, 에너지 효율과 대량생산성을 동시에 달성하고 있습니다.
이러한 연구는 친환경 건축, 스마트 팜, 전자기기, 자율주행 차량 등 다양한 분야에서 에너지 소비를 줄이고, 탄소 배출을 저감하는 데 기여합니다. 미래 사회의 지속가능성을 위한 핵심 광전 기술로서, 에너지 절감형 광학 소자의 개발은 매우 중요한 연구 주제입니다.
1
Color-Tunable Glass for Adaptable Thermal Management Based on Silver Phase Change
Advanced Science, 2025.06
2
Self-Aligned Waveguide Array Integrated with Flat Microlenses for Environment-Adaptive and High-Resolution Compound Eye Vision
Advanced Optical Materials, 2025.05
3
Dual-Function Ceramic Pigments for Energy-Efficient and Secure Autonomous Vehicles
Advanced Science, 2025.05
1
(이지바로) 광학 구조 인공지능 학습 기반 무냉각/저공해 초고효율 실외 디스플레이 개발
2
[1단계] 유연 전기열소/복사 구조 기반 100% 친환경, 초고효율 온도 제어 소자
3
유연 전기열소/복사 구조 기반 100% 친환경, 초고효율 온도 제어 소자
