박규환 고대 교수 연구팀, 모든 빛 투과 원리 규명

고려대학교는 물리학과 박규환 교수 연구팀이 모든 빛을 반사 없이 매질 내로 투과시키는 원리를 규명하고 메타물질을 이용해 이를 실험적으로 입증하는 데 성공했다고 5일 밝혔다.
지금까지 파장, 편광, 입사각 등 입사조건에 상관없이 빛을 매질 내로 완전히 투과시키는 것은 불가능하다고 여겨져 왔지만, 연구팀은 만능 임피던스 정합 이론을 확립해 투과가 가능하다는 것을 증명했다.
만능 임피던스 정합(Universal Impedance Matching) 이론은 특별한 비국소성(non-locality)을 갖는 매질을 무반사막으로 사용하는 이론이다. 보통 매질은 빛이 닿는 지점에서 그 지점의 빛에만 반응하지만 비국소성 매질은 떨어진 지점의 빛에도 반응한다. 이 매질은 빛의 입사각에 따라 굴절률이 변할 수 있어서 간섭을 이용하면서도 입사조건에 상관없이 빛의 완전 투과를 가능하게 하는 임피던스 정합이 가능하다.
연구팀은 강한 비국소성을 갖는 물질의 대안으로 물결구조판을 활용한 간단한 형태의 메타물질(metamaterial)을 창안했고 마이크로파 실험을 통해 이론이 옳음을 입증했다. 이번 연구결과는 세계 최고 수준의 학술지 '네이쳐 포토닉스(Nature Photonics)' 2월 26일자 온라인판에 게재됐다.
박규환 교수는 "이번에 빛 반사를 완전히 차단하고100% 투과를 가능하게 하는 새로운 방법을 개발함에 따라 에너지 효율이 중요한 태양전지나 다양한 광학 기기, 스텔스 같은 군사용 기술에 획기적인 발전을 가져올 것으로 예상된다"고 말했다.
[디지털뉴스국 조성신 기자]