학술대회명: Photonics Conference 2025 (PC2025)

논문명: Full-Color AR Ultra-Thin Waveguide Providing Image Depth Modulation with Geometric Phase-Based Optics

저자정보: Hyeon-Su Jeong, Erkhembaatar Dashdavaa, Ju-Won Jang, and Hak-Rin Kim (Kyungpook Nat'l Univ., Korea)

학석연계과정으로 현재 전자전기공학부 석사과정에 재학중인 정현수 학생이 (지도교수 김학린) 2025년 11월 26일(수)~28일(금) 평창에서 개최된 Photonics Conference에서 “Full-Color AR Ultra-Thin Waveguide Providing Image Depth Modulation with Geometric Phase-Based Optics”라는 주제로 제 1주저자 자격 구두발표하여, “우수논문상”을 수상하였다

최근 META, Apple, Microsoft, Google 등 글로벌 IT 기업들은 차세대 플랫폼으로 각광받는 AR 글라스 시장에서 주도권을 확보하기 위해 광학 기술 고도화에 박차를 가하고 있다. AR 기기의 성능을 규정하는 핵심 요소는 무엇보다 가벼운 구조와 동시에 고해상도 시각 정보를 전달할 수 있는 정밀 광학 모듈로 평가된다. 한편, XR 장비 사용자가 느끼는 피로의 주요 원인으로는 눈의 초점 조절 위치와 두 눈의 시선이 모이는 수렴 지점이 서로 다른 데서 비롯되는 ‘수렴–초점 조절 불일치(VAC)’ 문제가 널리 지적되어 왔다. 이 현상은 몰입감을 저해하고 장시간 착용을 어렵게 만드는 대표적 기술 난제로 꼽힌다.

정현수 학생의 연구는 이러한 난제를 해결하기 위해 기하 위상 홀로그램 광소자(Geometric Phase Hologram Lens, GPL) 기반의 새로운 AR 웨이브가이드형 광학 구조를 제안하였다. 특히 이 논문에서는 GPL을 웨이브가이드 아웃커플러의 상·하단에 쌍으로 배치해 파면 변조를 스스로 보정하는 기능을 구현하고, 이를 통해 무편광 풀컬러 외부 영상에서도 배율 왜곡이 없는 투명 beamcombiner를 초박형으로 제작하는 데 성공했다.

또한 기존 GPL이 갖는 초점거리 색수차 문제를 웨이브가이드 아웃커플러 HOE 렌즈와 결합해 상호 보정함으로써, 초점 가변 기능과 풀컬러 AR 영상 재현을 동시에 구현하면서도 시스템 전체 두께를 크게 감소시켰다. 이는 VAC 해결에 필수적인 초점 조절 기능을 광학계 내부에 통합했다는 점에서 학술적·산업적으로 높은 의미를 지닌 성과로 평가된다. 정현수 학생은 해당 연구 내용으로 최근 있었던 제 17회 전자신문 ICT 논문 공모 대제전에서도 우수상 (한국정보디스플레이학회장상) 및 부상을 수상하여 그 가치와 함께 연구의 우수성을 주목을 받은 바 있다. 

정현수 학생은 석사 학위 기간 중, 각종 굵직한 국내외 학술대회 및 경진대회에서 현재까지 총 10회 수상하여, 연구 역량을 인정 받았다.   

김학린 교수 연구실 홈페이지 : https://doe.knu.ac.kr/