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[물리] 단일 픽셀 테라헤르츠 영상을 위한 레이저 가이드된 코드
2013.07.01 23:30
단일 픽셀 테라헤르츠 영상을 위한 레이저 가이드된 코드http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp?cn=GTB2013060537&service_code=03 | |
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| KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2013-07-01 | |
| 우주는 테라헤르츠 파로 가득 차 있으며 풍부하지만 사람에게 해가 되지 않는다. 그러나 전자기파 스펙트럼의 다른 영역과는 달리, 테라헤르츠 파동은 이런 파동과 상호작용하는 물체 또는 재료의 새로운 이미지를 포착하기 위해 조작하는 것이 극도로 어렵다는 것이 증명되었다. 대부분 존재하는 테라헤르츠 이미징 디바이스는 값비싼 기술을 채택하거나 이용 가능한 이미지를 생성하기 위해서 몇 시간이 소요되며 조작하기가 매우 성가시다는 문제점이 있다고 보스턴 칼리지 물리학과 Willie J. Padilla 교수는 말하였다. 이들 연구진은 최근 이용 가능하고 효과적인 THz 이미징을 생성하기 위한 노력의 결과 혁신적인 연구 결과를 얻었다. 광학 및 전자 기술적인 조절을 이용하여, 이들 연구진은 단일 픽셀 이미징 기술을 개발하였다. 이 기술은 코딩된 조리개를 사용하여 조절하기 힘든 테라헤르츠 파동을 조작하는 기술이라고 연구진은 설명하였다. 이들의 연구 결과는 Optics Express 저널에 발표되었다. 이른바 테라헤르츠 갭에서, 마이크로파와 적외선 주파수 사이에 해당하는 파장 영역에서 전통적인 전자 센서 및 반도체 디바이스는 비효과적이다. 일부 시스템은 영역의 일부만을 포획하며 이런 테라헤르츠 파동을 조율하기 위한 방법들이 비효율적이다. 이런 이유로 테라헤르츠 파동을 조작하기 위한 새로운 영상 기술을 찾는 노력이 활발히 진행 중인 것이다. 기계 디자인, 가격 및 영상 선명도의 문제점을 극복하는 것은 테라헤르츠 갭을 이용하기 위한 중요한 단계이다. 그 이유는 이 주파수에서 이미징 및 센싱은 화학적 지문, 감추어진 무기 파악, 심지어 실시간으로 피부암을 간단히 검출하기 위한 피부 이미징과 같은 다양한 분야에서 사용될 수 있는 잠재력을 가지고 있기 때문이다. 이 문제에서 핵심은 카메라의 조리개와 비슷한 효율적인 마스크를 만들어낼 수 있는 기술을 개발하는 것이다. 이 조리개는 단지 수 초 안에 선명한 영상을 생성하기 위해서 테라헤르츠 파를 조율할 수 있는 성능을 가지고 있다. 연구진은 그들의 새로운 단일 픽셀 이미징 방법을 코딩된 조리개 멀티플렉스 기술이라고 기술하였다. 이 방법에서 레이저 빔과 전기적 신호가 일련의 명령을 반도체로 보내는데 사용되며, 그 결과 그것은 테라헤르쯔 파동이 그것을 지나간 후에 물체의 이미지를 재생하도록 가이드할 수 있다. 디지털 마이크로-미러 디바이스는 레이저 빔을 실리콘 마스크의 특정한 부위로 유도하기 위한 지시를 레이저 빔에 인코딩한다. 이렇게 함으로써 테라헤르츠 파동의 선택된 영역이 이미지 패턴과 일치된 상태로 자유롭게 통과해 나갈 수 있게 된다. 광학적 제어의 결합과 반도체의 반응은 테라헤르츠 공간적 광 변조기를 생성시킨다고 연구진은 보고하였다. 전통적인 카메라의 조리개와 같은 기능으로, 변조기는 물체를 통과한 테라헤르츠 파동의 광범위한 샘플링에 기반한 전체 이미지의 디지털 재구성을 만들어 낸다. 연구진의 실험은 이 방법으로 63에서 1023 픽셀에 이르는 다양한 분해능의 마스크를 생성시킬 수 있다는 것은 보여주었다. 그리고 5 헤르츠 또는 약 2초에 이르는 속도에서 영상을 얻을 수 있다는 것도 보여주었다. 초기 발견은 실시간에서 높은 신뢰도의 테라헤르츠 영상을 단일 픽셀 검출기로 광학적으로 조절된 SLM을 이용하여 얻는 것이 가능하다는 것을 시연하였다. 연구진은 그들의 발견이 새로운 연구에 박차를 가하게 하는 원동력이 되었다고 말하였다. 예를 들면 공학적으로 제작된 메타물질의 복잡한 패턴을 이용하여 더 빠르고 더 효율적으로 이미지를 생성하기 위한 테라헤르츠 파동을 조작할 수 있게 할 수 있는 것과 같은 연구이다. 첨부그림: 보스턴 칼리지 연구진에 의해 개발된 단일 픽셀 테라헤르쯔 영상을 위한 새로운 방법은 새로운 종류의 THz 이미지를 생성하기 위해서 THz 파를 조율하기 위한 레이저 빔에 의해 전달된 일련의 정보를 이용한다. 연구진에 의해서 고안된 이미징 방법에서, 테라헤르츠 파동은 물체를 통과하여 지나간 다음 (a); 실리콘 반도체에 부딪힌다 (b). 이 때 특정한 제어로 이미지를 어떻게 얻을 것인지가 결정된다. 이 데이터는 단지 몇 초 안에 원래 물체의 영상을 디지털로 제구성하기 위해서 전달된다 (c). | |
자료를 가져가실 때에는 출처 KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』을 밝혀 주시기 바랍니다. | |
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