국내 연구진이 넓은 파장대역의 빛의 세기를 측정할 수 있는 소형 분광기를 개발했다. 바이오 센싱과 환경 모니터링 등 다양한 분야에 활용할 수 있다.
광주과학기술원(GIST·총장 문승현)은 이흥노 전기전자컴퓨터공학부 교수팀이 디지털 신호처리 기술을 이용해 가시광선이나 초근적외선 범위의 넓은 파장대역의 빛의 세기를 적은 수의 광학 필터로 측정할 수 있는 이차원 광학 필터 배열 기반의 소형 분광기를 개발했다고 9일 밝혔다.
분광기는 파장에 따른 빛의 세기를 측정할 수 있는 기구로 광학, 환경공학, 생명공학, 식품산업 등 분야에 활용된다. 특히 소형 분광기는 다양한 환경에서 곧바로 물체의 특성을 측정할 수 있다. 하지만 소형 분광기는 분광기 내부에 집적할 수 있는 광학 소자 개수와 광학 소자 간 간섭 현상으로 높은 해상도를 제공하지 못한다는 단점을 갖고 있다.
이 교수팀은 광학 필터 배열 방식의 분광기에 디지털 신호처리 기술로 적용했다. 하나의 광학 필터가 여러 파장대역의 빛을 감지하도록 설계·제작하고 빛의 세기와 광학 필터의 투과 특성을 이용해 특정 파장대역의 빛의 세기를 복구하는 방법으로 적은 수의 필터로 넓은 파장범위의 빛의 세기를 측정했다. 그 결과 단색광, 발광다이오드(LED) 광원, 할로겐 소스 등 다양한 광원에서 안정적으로 동작하는 것으로 나타났다.
연구팀은 파장에 따라 필터의 광 투과 특성이 급격하게 변하는 랜덤필터 기반의 소형 분광기를 실제로 구현할 수 있다는 사실을 제시했다.
이흥노 교수는 “손바닥 안에 들어오는 소형 분광기로 과일 당도 측정, 피부 상태 검진 등 일반인들도 실제 생활에서 분광기를 활용할 수 있게 될 것”이라고 말했다.
광주=김한식기자 hskim@etnews.com
