Nano Photonics System

나노과학기술대학 김창석

나노포토닉스시스템 연구실은 나노광학, 바이오포토닉스, 광센서, 광학 이미징, 인지과학 등 다양한 첨단 융합 연구를 선도하는 연구실입니다. 본 연구실은 나노미터 크기의 광학 소자와 구조물을 활용하여 생체 신호, 환경 변화, 물질 특성 등을 정밀하게 측정하고 분석할 수 있는 차세대 센서 및 이미징 기술을 개발하고 있습니다. 특히, 나노센서 및 액추에이터, 광섬유 센싱, 광학 PCB, 바이오포토닉스 시스템 등 다양한 광학적 접근법을 통해 의료, 환경, 산업 등 다양한 분야에 적용 가능한 원천기술을 확보하고 있습니다. 광학 이미징 분야에서는 광간섭단층촬영(OCT), 광음향현미경(PAM), 광섬유 기반 라이다(LiDAR) 등 첨단 이미징 시스템을 개발하여 미세 구조의 3차원 이미징, 생체 조직의 비침습적 진단, 산업용 정밀 계측 등 다양한 응용 분야에서 혁신적인 성과를 내고 있습니다. 능동 모드 잠금 파장가변 레이저, 라만 광원, 다중 파장 광원 등 독자적인 광원 기술을 바탕으로 기존 대비 빠르고 넓은 영역을 고해상도로 이미징할 수 있는 시스템을 구현하고 있습니다. 또한, 인공지능 및 딥러닝 기반의 신호 및 이미지 분석 기술을 접목하여 데이터 해석의 정확도와 신뢰성을 높이고 있습니다. 인지과학 및 뇌신경 신호처리 분야에서는 기능적 근적외선 분광법(fNIRS), 광학 뇌영상, 뇌 신호처리 및 인공지능 기반 분석 기법을 활용하여 뇌의 구조적·기능적 변화를 실시간으로 관찰하고, 인지 장애, 신경 질환, 뇌졸중 등 다양한 뇌 관련 질환의 조기 진단 및 치료법 개발에 기여하고 있습니다. 다채널, 다파장 기반의 뇌영상 시스템 개발과 더불어, 딥러닝 및 신경망 알고리즘을 접목하여 뇌 신호의 복잡한 패턴을 효과적으로 분류하고 예측하는 연구가 활발히 이루어지고 있습니다. 이외에도 본 연구실은 광전자기계시스템, 스마트 구조 센서, 광학 신호처리, 멀티스펙트럴 및 하이퍼스펙트럴 이미징, 나노바이오 융합소재 개발 등 다양한 융합 연구를 수행하고 있습니다. 국내외 유수의 연구기관 및 기업과의 협력을 통해 실용화 및 상용화 연구도 활발히 추진하고 있으며, 차세대 의료기기, 웨어러블 헬스케어, 자율주행, 스마트 환경 센서 등 미래 산업의 핵심 원천기술 확보에 앞장서고 있습니다. 나노포토닉스시스템 연구실은 나노광학 기술과 바이오, 의공학, 인지과학, 데이터사이언스 등 다양한 분야와의 융합을 통해 인간의 건강과 삶의 질을 향상시키는 혁신적인 솔루션을 제시하고 있습니다. 앞으로도 창의적이고 도전적인 연구를 통해 글로벌 리더로서의 입지를 더욱 강화해 나갈 것입니다.