신체 내부를 관찰하는 내시경 검사를 위해선 장비를 몸 안으로 집어 넣어야 한다. 이 때 적지 않은 불쾌감과 통증이 동반된다. 장비에는 빛을 전달하는 광섬유와 렌즈 등 여러 부품이 포함돼 있어 부피가 커질 수밖에 없기 때문이다.
내시경 검사의 불쾌감을 줄일 수 있는 얇은 렌즈가 개발됐다. 11일 POSTECH 기계공학과·화학공학과 노준석 교수 연구팀은 독일 뮌핸대·예나대, 호주 모나쉬대와 공동연구를 통해 부피를 획기적으로 줄인 메타 광섬유를 개발했다고 밝혔다. 이번에 개발된 광섬유는 내시경 검사 부품 '카테터'에 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 연구 성과는 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션즈에 게재됐다.
과거에도 GRIN렌즈와 볼렌즈 등 특수 렌즈를 이용해 카테터의 성능을 높이려는 연구는 있었다. 다만 이미지가 흐려지는 색수차 문제를 해결하기 위해 여러 개의 렌즈를 겹쳐야 했고, 카테터의 부피 또한 작지 않았다.
연구팀은 색수차 보정이 가능한 메타렌즈를 이용해 문제를 해결했다. 두께가 머리카락의 1000분의 1 수준인 나노구조체를 주기적으로 배열한 메타포면으로 빛을 자유자재로 조절할 수 있는데, 이를 통해 빛을 한 곳에 모으는 초박막 메타렌즈를 만들 수 있다. 연구팀은 메타렌즈를 광섬유와 결합해 선명한 이미지를 볼 수 있으면서도 부피를 대폭 줄이는 데 성공했다.
노 교수는 "이번에 개발한 메타 광섬유는 근적외선 뿐 아니라 대부분의 파장 영역에 적용할 수 있다"며 "카테터와 고해상도 이미지 센서, CCTV, 군용 탐지기 등에도 활용 가능하다"고 설명했다.
