박규환 고려대 연구팀 규명, 국제저널 최신호에 게재

국내 연구진이 빛의 반사를 완전히 차단할 수 있는 방법을 찾아냈다. 효율이 중요한 태양전지나 광센서는 물론 전투기 기체 등 군용 ‘스텔스’ 기술에도 적용할 수 있을 것으로 전망된다.

박규환 고려대 물리학과 교수는 27일 “모든 파장의 빛에서 전혀 반사가 나타나지 않도록 하는 원리를 규명해 실험적으로 이를 입증하는 데 성공했다”고 밝혔다. 연구 결과는 국제저널 ‘사이언티픽 리포트’ 최신호에 실렸다.

빛의 반사는 빛이 공기에서 고체, 고체에서 액체 등 서로 다른 성질을 가진 두 매질을 지날 때 생기는 굴절률 변화 때문에 나타난다. 인위적으로 반사를 줄이기 위해서는 두 매질 사이에 완충재를 끼워 넣거나 표면 처리 등을 해 굴절률이 서서히 변하도록 해야 한다. 현재 널리 사용되는 ‘무반사막’은 굴절률이 다른 여러 필름을 겹친 형태의 ‘다중층 무반사막’ 형태다. 그러나 다중층 무반사막은 두께가 빛의 파장 길이보다 얇을 경우 특정 영역대의 빛 반사는 막지 못하는 한계가 있었다.

박 교수팀은 무반사막을 지나는 빛의 진행을 맥스웰 방정식(공간 및 시간과 관련된 빛과 전자기파의 운동 방정식)으로 풀어 최적의 굴절률 변화 공식을 찾아냈다. 또 이 공식에 맞춰 여러 얇은 막을 쌓으면 자연계에 존재하는 모든 파장의 빛에서 반사가 일어나지 않는다는 것을 전자기파 시뮬레이션과 마이크로파 실험을 통해 검증했다. 박 교수는 “빛의 반사 효율이 성능과 직결되는 태양전지, 발광다이오드, 광센서 등의 광학장치는 물론 레이더와 적외선 탐지기 등을 피해야 하는 군용 기술에도 활용 가능하다”고 설명했다.

박건형 기자 kitsch@seoul.co.kr