연구성과

기계·화공 노준석 교수팀, 두 개의 빛으로 정보 유출 꽉 잡는다

2021-10-11 849

[가시광선·적외선에서 동시 작용하는 위조 방지 기술 개발]

가시광선과 적외선 두 개의 다른 파장의 빛을 이용해서 사회의 골칫거리인 정보 유출을 막을 수 있는 길이 열렸다. 빛의 성질을 극단적으로 활용하는 완전히 새로운 물질인 ‘메타표면’을 이용해서다. 이 기술을 사용하면 숨기고 싶은 정보는 따로 저장함으로써 보안을 한층 강화할 수 있다.

기계공학과·화학공학과 노준석 교수, 기계공학과 김인기 박사(현 성균관대학교 생명물리학과 조교수), 기계공학과 석박사통합과정 정헌영 씨, 김주훈 씨 연구팀은 서로 다른 두 개의 메타원자를 이용해 가시광선과 적외선에서 동시에 작용하는 위조 방지 기술을 개발했다. 메타원자란 메타표면의 기본 단위를 일컫는다.

이전까지 대부분의 메타표면 장치는 가시광선이나 적외선 둘 중 하나의 좁은 파장대에서만 동시에 작용한다는 한계가 있었다. 다중 메타홀로그램의 경우에도 정보를 보기 위해선 광학 구성 요소를 추가하거나 별도 설정을 해야 했다.

노준석 교수팀은 서로 다른 재료의 메타원자로 문제를 해결하고자 했다. 구체적으로, 실리콘과 금으로 각각 532나노미터(nm) 가시광선과 980nm 적외선 빛의 위상을 조절하도록 했다. 서로 다른 메타원자는 가시광선과 적외선 모두에서 높은 효율로 각 파장의 홀로그램 이미지를 만들어냈다.

이번에 개발된 메타표면 장치에 가시광선과 적외선 레이저를 비추면 초록색 홀로그램 이미지와 함께, 눈으로 볼 수 없는 적외선 홀로그램 이미지가 나타난다. 여기서 1차 정보는 가시광선 영역의 홀로그램 이미지에서 암호화되고, 2차 정보는 적외선 영역에서 저장된다. 2차 정보는 적외선 센서 카드를 이용하면 눈으로도 볼 수 있다.

이 기술을 사용하면 위조 방지 기술의 보안을 한층 강화할 수 있다. 실리콘과 금 메타원자는 532nm와 980nm 이외에도 다양한 가시광선과 적외선 빛을 조절할 수 있다. 따라서 공개돼야 하는 정보는 가시광선 홀로그램으로, 숨겨야 하는 정보는 적외선 홀로그램으로 나타나게 하면 된다. 즉, 하나의 보안카드를 가지고 이중으로 정보를 지킬 수 있다.

노준석 교수는 “이번 연구에서 두 개의 메타표면으로 가능했던 기술을 실리콘과 금 기반의 메타표면 하나로 할 수 있음을 입증했다”며 “이는 고도화된 위조 방지 기술에 응용 가능하다는 의의가 있다”고 말했다.

한편, 삼성미래기술육성사업의 일환으로 진행된 이번 연구는 세계적인 학술지 ‘어드밴스드 옵티컬 머터리얼즈(Advanced Optical Materials)’ 표지논문으로 최근 게재됐다.