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팬실베니아 주립대학교(Pennsylvania State University) 연구팀이 렌즈가 필요하지 않고 재구성 가능한 입자 기반 마스크를 사용하여 물체를 여러 장 촬영하는 새로운 유형의 이미징 기술을 개발함. 전기장 지향 자기 조립 마스크 기술은 더 저렴하고 빠른 질병 진단, 광학 현미경의 향상에 사용될 것으로 예상되며, 심지어 더 얇은 휴대폰 기술로 이어질 수 있음.

연구진은 미세한 금 와이어 마스크를 만들어 이미지화 할 물체 근처에 배치함. 마스크는 물체에서 반사된 빛을 산란시키고 이미지 센서가 빛을 수집함. 전류는 마스크의 입자를 재배열하여 반복할 때마다 새 마스크를 생성하고 시스템은 각각의 새 이미지를 기록함. 그런 다음 여러 광 캡처가 계산 방식으로 원래 개체 이미지로 재구성되어 해상도와 품질이 크게 향상됨. 렌즈없는 이미징을 수행하는 기존의 연구는 일반적으로 여러 마스크를 만들고 여러 이미지를 얻기 위해 물리적으로 이동해야하는 문제점이 있었음. 이것은 부피가 크고 비용이 많이 들며 렌즈없는 이미징의 장점인 단순성을 일부 무효화함. 일반적인 현미경 검사에서는 시야와 분해능 사이에 상충 관계가 있어 10x 필드는 100x 필드보다 넓은 부분을 관찰하고 고배율을 관찰하려면 렌즈를 교체해야 하는 번거로움이 있음. 무렌즈 이미징 기술을 사용하면 넓은 시야와 고배율을 결합하여 저렴한 이미지와 빠른 질병 진단이 가능함. 이것은 고급 현미경을 사용할 수 없는 개발도상국에서 특히 유용할 수 있음. 또한, 연구팀의 이미징 시스템을 더욱 강력하게 만드는 편광, 선택성 및 플라즈몬 효과와 같은 기능화를 마이크로 와이어에 추가할 수 있음. 휴대폰의 경우, 벌키해지는 주요 원인 중 하나는 카메라 렌즈가 감지기와의 특정 거리에 있어야하기 때문임. 렌즈가 없는 카메라는 공간 요구 사항을 최소화하는 데 도움이 될 수 있음. 마찬가지로, 휴대폰에 렌즈없는 시스템을 추가하면 휴대폰을 저전력 현미경으로 바꿀 수도 있음.

본 연구 성과는 ‘ACS Nano’ (“Particle-Based Reconfigurable Scattering Masks for Lensless Imaging”) 지에 게재됨