표준연, 고속 테라헤르츠파 단층촬영 기술 개발

한국표준과학연구원(KRISS) 안전측정센터 이대수 책임연구원 연구팀이 복합재, 반도체 소자 등의 비파괴 검사를 위해 3차원 내부 영상을 빠른 속도로 촬영할 수 있는 ‘고속 테라헤르츠파’ 단층 기술을 개발했다.
물체를 파괴하지 않고 내부를 검사하는 비파괴 검사는 시설·설비, 보안, 의료 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 테라헤르츠파(T-ray)는 비전도성 물체에 투과성이 높고 인체 유해성이 낮아 단층촬영 기술에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.
기존의 T-ray 단층촬영은 깊이 방향 스캔 속도가 느려 3차원 내부 영상을 얻는데 오랜 시간이 소요됐다. 수평 방향 스캔을 위해선 검사 대상을 움직이거나 T-ray 발생기·검출기 자체를 움직여야해 산업현장에 적용하는데 어려움이 있었다.
T-ray를 활용한 단층촬영에는 반사형과 투과형이 있는데 반사형의 깊이 방향 스캔을 위해 시간영역과 주파수영역 방법이 사용된다. 연구팀은 시간영역 및 주파수영역에서 깊이 방향을 고속으로 스캔할 수 있는 T-ray 단층촬영 기술을 개발했다. 수평 방향 스캔을 위해 빔 스캐너를 자체 개발해 검사 대상이나 T-ray 발생기·검출기를 움직일 필요 없이 3차원 내부영상을 얻을 수 있는 기술도 확보했다.

연구팀이 개발한 시간영역 T-ray 단층촬영 기술은 3차원 영상 데이터를 얻는데 10초 정도 소요돼 빠른 속도가 장점이다. 주파수 영역 단층촬영 기술은 데이터 획득에 100초가 걸려 다소 느리지만 장비의 소형화와 저비용에 유리하다.
이대수 책임연구원은 “세계에서 가장 빠른 3차원 내부영상 촬영기술을 개발했다는데 의의가 있다.”며 “X-ray를 사용한 비파괴 검사와 달리 T-ray는 인체 유해성이 낮은 장점이 있다.”고 설명했다.
이번 연구성과는 광학분야의 저명한 학술지 ‘옵틱스 익스프레스(Optics Express)’에 지난 1월 게재됐다. [이영욱 기자]