이 연구 주제는 사람의 눈에 가장 자연스러운 3차원 영상을 제공할 수 있는 홀로그래픽 디스플레이 기술의 구현과 상용화에 초점을 둔다. 연구실은 기존 홀로그래픽 비디오 시스템의 핵심 한계로 지적되어 온 좁은 시야각, 큰 광학계 부피, 높은 연산 부담을 동시에 해결하는 방향으로 연구를 전개하고 있다. 특히 슬림 패널 구조에서 현실적인 3차원 영상을 구현하기 위해 광학 설계와 영상 연산 기술을 통합적으로 다룬다는 점이 특징이다. 구체적으로는 스티어링 백라이트, 회절형 도파로 구조, 실시간 홀로그램 연산 프로세서와 같은 요소 기술을 결합하여 넓은 시야각과 얇은 폼팩터를 동시에 달성하는 시스템을 개발한다. 이는 단순히 영상을 표시하는 수준을 넘어, 사용자의 위치 변화에 대응하면서도 고품질 입체 영상을 유지할 수 있는 인터랙티브 디스플레이 플랫폼으로 확장될 수 있다. 연구실의 관련 논문은 실시간 단일 칩 기반 홀로그램 계산과 대면적 패널화 가능성을 보여 주며, 실제 사무실 및 가정 환경에서의 응용 가능성을 강조하고 있다. 이 연구는 차세대 디스플레이 산업에서 매우 중요한 의미를 갖는다. 메타버스, 원격 협업, 의료 시각화, 교육용 3차원 콘텐츠, 고실감 엔터테인먼트와 같은 분야에서 몰입형 사용자 경험을 제공할 수 있기 때문이다. 장기적으로는 소형화·저전력화·고해상도화를 바탕으로 일반 소비자용 제품은 물론 전문 시뮬레이션 장비와 차량용 디스플레이 등 다양한 응용 시장으로 확장될 가능성이 크다.

연구실의 두 번째 핵심 축은 빛의 위상과 파면을 정밀하게 제어하는 공간광변조기 및 평면광학 소자 연구이다. 이 분야는 홀로그래픽 영상, 광빔 제어, 차세대 AR/VR 광학계, 초소형 광학 모듈 구현을 위한 기반 기술로 매우 중요하다. 특히 액정과 분산 브래그 반사경을 결합한 구조를 통해 작은 픽셀 피치에서도 다중 파장 영역에서 동작 가능한 공간광변조기를 구현하려는 접근이 연구의 중심에 있다. 이러한 연구는 단순한 디스플레이 부품 개발을 넘어, 서브파장 수준에서 위상을 조절하여 넓은 각도의 파면 변형과 고정밀 광학 기능을 실현하는 것을 목표로 한다. 연구실은 액정 기반 위상 변조, 다중 스펙트럼 대응 설계, 회절 및 반사 특성 최적화, 소형화 가능한 광학 아키텍처 설계 등을 종합적으로 수행하고 있다. 이는 기존 광학계가 갖는 크기와 무게의 한계를 줄이면서도, 높은 효율과 다기능성을 갖는 차세대 광학 플랫폼을 만드는 데 필수적이다. 이 연구의 파급력은 매우 넓다. 고해상도 홀로그래픽 디스플레이뿐 아니라, 정밀 센싱, 현미경, 머신비전, 광통신, 웨어러블 디바이스 등 다양한 영역에서 빛의 진행 방향과 위상 분포를 능동적으로 제어할 수 있게 해 준다. 향후에는 초소형 광엔진, 고집적 디스플레이 모듈, 적응형 광학 시스템으로 이어지며, 디스플레이와 광전자 산업 전반의 핵심 부품 기술로 발전할 가능성이 높다.

이 연구 주제는 광빔의 진행 방향을 전자적으로 정밀하게 제어하는 빔 스티어링 및 빔 디플렉터 기술에 관한 것이다. 연구실은 1μm 수준의 미세 픽셀 피치를 갖는 투과형 회절 소자를 제작하고, 높은 회절각과 회절 효율을 동시에 달성할 수 있는 구동 알고리즘을 개발하는 데 집중하고 있다. 이는 라이다, 홀로그래픽 디스플레이, 광스캐닝 시스템 등에서 필수적인 핵심 기술이다. 특히 연구실은 다중 파장 조건에서 발생하는 색수차 문제를 해결하기 위해 전기역학적 위상 배열과 색 선택적 광학 구조를 활용한 무색수차 빔 디플렉터를 제안하고 있다. 460, 520, 638 nm와 같은 서로 다른 파장에서 연속 가변 빔 조향을 구현하는 연구는 풀컬러 디스플레이와 다파장 광학 시스템에 중요한 기술적 기반을 제공한다. 또한 대면적 소자 제작, 미세 전극 형성, 비아홀 공정, 채널 집적화 등 실제 소자 상용화를 위한 공정 기술까지 함께 다룬다는 점에서 응용 지향성이 높다. 이 연구는 자율주행 및 로봇 센서용 라이다, 초박형 광학 모듈, 스마트 디스플레이, 차세대 광통신 부품으로 직접 연결될 수 있다. 기계식 스캐너를 대체하는 비기계식 빔 조향 기술은 빠른 응답속도, 높은 신뢰성, 소형화 가능성 측면에서 큰 장점을 가지므로 산업적 수요가 매우 크다. 따라서 본 연구는 광학적 정밀 제어와 시스템 집적을 동시에 구현하는 실용적 차세대 광전자 기술로 평가할 수 있다.