고려대학교 세종캠퍼스(부총장 김영) 전자및정보공학과 김휘 교수 연구팀과 부경대학교 전기공학부 이홍석 교수가 고효율 삼차원 홀로그래픽 디스플레이를 구현할 수 있는 연구 성과를 발표했다.

 

이번 연구에서는 복합 홀로그래픽 디스플레이의 노이즈 문제를 혁신적으로 해결하고, 신호 효율을 대폭 향상시키는 새로운 방법을 제안했다. 이는 ‘단일 패널 복소 광변조 매크로 픽셀 설계 기술’을 활용한다.

△(왼쪽부터) 고려대학교 세종캠퍼스 전자및정보공학과 이종현 박사과정생 (논문제1저자, IPDS연구실), 

전자및정보공학과 김휘 교수, 부경대학교 전기공학부 이홍석 교수

 

홀로그래픽 디스플레이는 3차원 공간에서 입체감 있는 이미지를 생성하는 기술로, 공간광변조기(Spatial light modulator, SLM)를 이용해 광파를 조절한다. 그러나 기존 기술은 진폭 또는 위상만을 조절할 수 있어 심각한 DC 및 공액 노이즈 문제가 발생해 왔다.

 

연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 Three-phase covalent macro pixel (3PCMP) 기술을 통해 기존 홀로그래픽 디스플레이 대비 신호 효율을 3배 향상시키고, 광학 노이즈를 수십 배 저감하는 구조를 제안했다.

3PCMP 기술을 적용한 단일 패널 SLM을 구현하고, 실험을 통해 성능을 검증한 결과, 3PCMP 기반의 디스플레이는 높은 광 효율과 낮은 노이즈를 보이며 기존 기술 대비 현저한 성능 향상을 입증했다

 

이 기술은 LiDAR, 의학, 광통신, 퀀텀 정보 처리 등 다양한 분야에 응용될 것으로 기대된다. 예를 들어 LiDAR 시스템에서는 고정밀 3D 이미지 생성이 가능하며, 의료 분야에서는 더욱 정확한 이미지 기반 진단이 가능해진다. 광통신 및 퀀텀 정보 처리 분야에서도 높은 신호 효율과 낮은 노이즈의 이점을 활용할 수 있다.

 

연구팀은 자동화된 정렬 시스템 도입, 고해상도 패널 사용 등의 후속 연구를 통해 3PCMP 기술의 상용화를 가속화할 계획이다. 또한 멀티비전 타일링 기술을 이용해 시야창 영역을 확장하고, 보다 현실적인 3D 이미지를 제공할 예정이다. 이번 연구는 차세대 홀로그래픽 디스플레이 기술의 새로운 가능성을 열어주었으며, 향후 다양한 산업 분야에서 그 활용도가 기대된다.

 

전자및정보공학과 김휘 교수는 "향후 연구에서는 해상도 향상, 정렬 오차 최소화, 컬러 성능 최적화 등 다양한 문제를 해결해 나갈 예정"이라며, "3PCMP 기술을 기반으로 한 홀로그래픽 디스플레이의 상용화를 목표로 하고 있다"고 전했다.

이번 연구는 한국산업기술기획평가원(KEIT)의 “산업기술 알키미스트 프로젝트”의 지원으로 수행되었으며 광학 및 포토닉스 분야의 권위있는 학술지인 Laser & Photonics Reviews(IF 11.0)에 게재되었다.

고려대학교 세종캠퍼스 홍보기금팀