렌즈 대신 광섬유 적용…초고해상도 광음향 현미경 개발의 새 지평 열어
국내 연구팀이 렌즈 대신 광섬유를 현미경에 적용해 초고해상도 광음향 현미경을 개발할 수 있는 기술을 확보했다.
포스텍(POSTECH·총장 김무환)은 김철홍 IT융합·전자전기·기계공학과 교수와 노준석 기계·화학공학과 교수 연구팀이 광섬유의 근접장으로 얻은 광음향 신호를 영상화하는 데 성공했다고 25일 밝혔다.
광음향 현미경을 사용할 땐 일반적으로 광원과 샘플 사이에 일정 거리를 두고 렌즈로 빛을 모으는데, 회절 한계로 인해 빛을 한 점에 모으기 어려웠다. 연구팀은 회절 한계를 뛰어넘기 위해 지름이 수십 나노미터(㎚) 단위인 끝이 가늘어지는 광섬유를 사용해 광원과 샘플의 거리를 회절 현상이 나타나지 않는 근접장 범위로 유지하는 현미경 시스템을 개발했다.
연구 결과 광섬유 끝에서 소멸파 형태 빛이 발생했으며 샘플이 1.0±0.3마이크로미터(㎛)의 해상도로 영상화됨을 확인했다. 이는 적혈구를 영상화할 수 있을 정도의 해상도다.
이번 연구는 광섬유를 활용한 초고해상도 광음향 현미경 개발의 초석이 될 연구성과로 여겨지고 있다. 향후 심혈관 질환 및 암 등을 비롯한 다양한 질환의 근간이 되는 기초 생명 현상 연구기기로 활용이 기대된다.
연구논문은 최근 국제 학술지 '레이저 앤 포토닉스 리뷰(Laser and Photonics Reviews)'에 게재됐다. 한국연구재단 중견기술, BRIDGE융합연구개발사업, 미래유망융합기술 파이오니어사업, 글로벌프런티어사업, 범부처전주기의료기기연구 개발사업, 산업혁신인재성장지원(R&D), BK21 사업의 지원을 받아 이뤄졌다. 이번 연구에는 IT융합공학과 박별리 박사·통합과정 한문규 씨, 기계공학과 통합과정 김홍윤 씨 등이 참여했다.
포항=정재훈기자 jhoon@etnews.com
