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메타표면은 활성 또는 수동일 수 있습니다. 패시브 메타표면은 고정된 기능을 제공하여 광학 시스템의 정적 요소 역할을 합니다. 이와 대조적으로 활성 메타표면은 조정 가능하고 재구성 가능하며 시간에 따라 변하는 기능으로의 도약을 나타냅니다. 이 중요한 혁신을 통해 단일 레이어에 여러 기능을 내장하여 빛의 편광 및 궤적을 정밀하게 제어할 수 있습니다. 결과적으로, 부피가 큰 광학 시스템은 이제 매우 작은 폼 팩터로 재구성될 수 있으며, 이는 이전에 기존 광학 하드웨어로는 접근할 수 없다고 여겨졌던 새로운 특성과 응용 분야의 문을 열어줍니다.

메타물질과 메타표면의 유망한 기능에도 불구하고 이 기술은 주로 광대역 스펙트럼 작동 범위보다는 좁은 범위 내에서 작동합니다. 광대역 기능을 달성하기 위한 진전이 이루어지고 있지만 효율성, 성능 및 대량 생산에 대한 과제는 여전히 남아 있습니다. 그럼에도 불구하고 협대역 애플리케이션은 자율주행차용 LiDAR(빛 감지 및 거리 측정), 3차원(3D) 감지, 일반 생체인식과 같은 분야에서 강력하고 혁신을 주도하고 있습니다.

재료 엔지니어링 제공업체인 Applied Materials는 광학 부품을 재정의하고 있습니다. 300mm 투명 기판에 에칭된 도파관과 평면 근적외선(NIR) 렌즈를 생성함으로써 이 회사는 광학 공학 분야의 메타물질을 선보입니다. 얇음, 다기능성, 반도체 나노제조 공정과의 호환성을 특징으로 하는 이러한 구성 요소는 해당 분야에서 중요한 발전을 보여줍니다. 웨이퍼 전반에 걸쳐 정밀한 균일성을 유지하면서 나노 규모에서 광학 요소를 제어할 수 있는 능력은 광학 제조 분야에서 획기적인 도약을 의미합니다.

삼성종합기술원은 자율 주행, 증강 및 가상 현실, 제스처 감지에 중요한 기술인 LiDAR와 같은 최첨단 애플리케이션에 메타표면을 활용하는 데 앞장서고 있습니다. 레이저 빛을 목표물에 비추고 반사된 빛을 분석해 거리를 측정하는 LiDAR 시스템이 진화하고 있다. 소형 솔리드 스테이트 시스템으로의 전환은 더욱 견고하고 충격에 강한 솔루션을 향한 업계의 추세를 보여줍니다. 삼성이 개발한 새로운 고체 LiDAR 시스템은 ITO(인듐 주석 산화물) 기반 활성 메타표면을 활용하여 더 먼 거리에서 향상된 스캐닝 접근 방식과 더 높은 해상도를 제공합니다.

오스트리아에 본사를 둔 EV Group은 반도체 및 나노기술 분야 전반에 걸쳐 제조 장비 및 프로세스 솔루션을 전문으로 합니다. NIL(나노임프린트 리소그래피)에 대한 전문 지식은 주목할 만합니다. 왜냐하면 메타물질과 메타표면에 필수적인 나노미터 규모의 패턴을 생성하는 비용 효율적인 방법을 제공하기 때문입니다. 다양한 크기의 기판을 수용할 수 있는 EV 그룹의 포괄적인 UV-NIL 제품 라인은 이러한 첨단 소재의 대규모 생산을 촉진하는 역할을 보여줍니다. SmartNIL 기술을 통해 회사는 메타표면의 기본 요소인 나노미터 크기의 기둥을 웨이퍼 규모로 제작할 수 있습니다. 이는 전례 없는 정밀도와 효율성을 갖춘 미래의 광학 부품 대량 생산에 필요한 도구입니다.

전자 설계 자동화로 잘 알려진 캘리포니아 소재 Synopsys는 완전히 자동화된 역설계 기능을 제공하여 새로운 메탈렌스 디자인 생성을 단순화함으로써 메탈렌스 디자인의 패러다임 전환을 나타내는 도구를 사용하여 광학 영역으로 자사의 역량을 확장했습니다. 다양한 전문 지식 수준의 설계자가 금속 렌즈를 신속하게 생성하고 최적화할 수 있도록 지원함으로써 Synopsys는 고급 광학 구성 요소에 대한 접근을 민주화하고 있습니다. 이들의 소프트웨어 솔루션은 설계 주기를 가속화할 뿐만 아니라 비용과 물리적 공간 요구 사항도 줄여줍니다. 이는 메타물질과 메타표면을 보다 광범위한 제품과 기술에 통합하는 것을 촉진하고 해당 분야의 수백 개 회사가 자사 제품에서 메타광학을 실험할 수 있는 길을 열어줍니다.

메타광학의 혁신적인 영역은 이론 물리학, 공학적 능력, 비전 있는 상업 응용의 스릴 넘치는 융합을 보여줍니다. 학술 홀에서 업계에 이르기까지 이러한 다학제적 노력은 빛 조작의 본질에 도전하고 광학 세계와의 상호 작용을 재정의할 것을 약속하는 기술을 탄생시켰습니다. 자율주행차용 소형 고효율 LiDAR 시스템 개발, 가전제품용 메타광학 부품 제작, 차세대 광학 설계를 위한 선구적인 소프트웨어 솔루션 개발 등을 통해 이들 기업은 광학 혁명 분야의 최전선에 서 있습니다.