황홀한 빛,홀로그램!

홀로그램 기술은 차세대 디스플레이 기술로, 3D 이미지를 생성하여 실제 공간에 떠 있는 것처럼 보이게 하는 방식으로 주목받고 있습니다. 이를 가능하게 하는 원리는 광간섭과 회절입니다. 광간섭은 서로 다른 두 광파가 만나 겹쳐지는 현상이며, 홀로그램에서는 이 간섭을 이용해 3D 정보를 기록하고 재생합니다. 이때, 회절을 통해 기록된 정보가 재구성되어 3D 입체 영

아이폰 14로 만든 홀로그램 영상 from.zdnetkorea

상을 형성합니다.

 

▶공간 광변조기(SLM: Spatial Light Modulator) 개념:

공간 광변조기(SLM)는 홀로그램을 구현하는 중요한 요소로, 빛의 위상, 진폭, 편광 등을 조절하여 2D 또는 3D 이미지를 생성하는 장치입니다. SLM은 주로 디지털 홀로그래피나 레이저 디스플레이 시스템에서 사용되며, 빛이 통과할 때 특정 패턴을 적용해 3D 이미지를 구현합니다. SLM은 픽셀 단위로 빛의 강도와 위상을 변경할 수 있기 때문에, 정밀한 광학 제어가 가능합니다. 이를 통해 입체적인 홀로그램 이미지를 생성하고 재현할 수 있습니다.

▶시야각, 홀로그램, 해상도의 관계:

▶시야각: 홀로그램에서 시야각은 사용자가 3D 이미지를 볼 수 있는 범위를 뜻합니다. 시야각이 넓을수록 다양한 각도에서 홀로그램을 볼 수 있어 더 몰입감 있는 경험을 제공합니다.

▶ 해상도: 해상도는 SLM의 픽셀 밀도와 관련이 있으며, 픽셀 크기와 밀도가 높을수록 더욱 세밀하고 선명한 홀로그램 이미지를 만들 수 있습니다. 해상도가 높을수록 세부 사항이 잘 표현되며, 시야각의 확장에도 영향을 미칩니다.

▶ 시야각과 해상도의 관계: 시야각을 넓히면 일반적으로 픽셀 간 간섭이 커져서 해상도가 떨어질 수 있습니다. 이는 고해상도를 유지하면서 넓은 시야각을 확보하는 것이 기술적으로 중요한 과제임을 나타냅니다.

▶홀로그램 기술의 원리:

홀로그램은 레이저 광원을 이용하여 피사체에서 반사된 빛의 간섭 패턴을 특수 필름에 기록합니다. 일반적인 사진이 물체의 2D 정보를 담는 것과 달리, 홀로그램은 물체의 깊이 정보를 포함한 3D 데이터를 저장할 수 있습니다. 기본적인 홀로그램 생성 과정은 다음과 같습니다:

기록 단계: 물체에서 반사된 빛(물체 광)과 기준 광이 만나 간섭 패턴을 형성합니다. 이 간섭 패턴을 필름이나 디지털 기기에 기록합니다.

재생 단계: 기록된 간섭 패턴에 다시 레이저 광을 비추면, 이 패턴이 원래 물체의 빛을 그대로 재현해 내며 3D 이미지를 생성합니다.

▶홀로그램 기술의 연구 현황:

최근 연구들은 홀로그램 기술의 실용화를 위해 고해상도, 대형화, 실시간 처리를 목표로 하고 있습니다. 특히 디지털 홀로그래피와 레이저 플라스마 기반 홀로그램이 주목받고 있습니다. 디지털 홀로그래피는 전통적인 방식과 달리 컴퓨터 알고리즘을 통해 3D 이미지를 계산하고 재현하는 기술로, 더 정교한 홀로그램을 구현할 수 있습니다. 또한 플라스마를 이용해 공중에 3D 이미지를 나타내는 기술도 연구 중이며, 이로써 공중 디스플레이가 현실화될 수 있습니다.

MIT, 스탠퍼드 대학을 비롯한 여러 연구 기관들이 차세대 홀로그램 기술을 선도하고 있으며, 이를 위해 광학적 메타물질을 활용해 더욱 고화질의 3D 이미지를 구현하거나, 나노구조 기반 홀로그램을 개발하여 더욱 작은 크기의 기기에 홀로그램 기능을 탑재하려는 시도가 이뤄지고 있습니다.

▶홀로그램 개발 현황:

현재 개발 중인 홀로그램 기술은 주로 3D 디스플레이, 의료, 교육, 엔터테인먼트 분야에 응용되고 있습니다. 삼성전자, 소니, 애플 등 글로벌 IT 기업들은 홀로그램 디스플레이와 관련된 특허를 확보하고 있으며, 특히 5G와의 결합을 통해 실시간 홀로그램 통신을 상용화하는 것을 목표로 하고 있습니다.

마이크로소프트의 홀로렌즈는 AR(증강현실)과 홀로그램을 결합한 대표적인 사례로, 사용자가 실제 공간에서 3D 홀로그램을 실시간으로 조작할 수 있게 합니다. 의료 분야에서는 홀로그램 기술을 활용해 3D로 환자의 내부 구조를 시각화하고 수술을 돕는 시스템이 개발되고 있습니다.

▶홀로그램 응용 분야:

홀로그램은 다양한 산업 분야에서 응용되고 있습니다:

▶의료 분야: 의료진이 3D 홀로그램을 이용해 복잡한 수술을 시뮬레이션하거나 실시간으로 시각화하여 수술을 도울 수 있습니다.

▶ 교육 분야: 3D 구조물이나 과학적 개념을 홀로그램으로 시각화하여 학생들이 직관적으로 학습할 수 있게 합니다.

▶ 엔터테인먼트 분야: 콘서트나 공연에서 아티스트의 홀로그램을 무대에 등장시키는 형태로 사용됩니다. 이미 돌아가신 유명 가수들의 홀로그램 콘서트도 기획된 바 있습니다.

▶ 비즈니스 커뮤니케이션: 5G 기술과 결합하여 홀로그램 화상 회의가 가능해질 전망입니다. 이를 통해 상대방이 마치 바로 앞에 있는 것처럼 느껴지는 커뮤니케이션 환경을 제공합니다.

▶AR, VR, 통신 분야와의 연계 전망:

홀로그램 기술은 AR(증강현실), **VR(가상현실)**과 밀접하게 연계되어 발전할 전망입니다. 현재 AR과 VR은 평면 디스플레이에 3D 이미지를 투영하는 방식이지만, 홀로그램 기술이 접목되면 별도의 장비 없이도 3D 환경을 눈앞에 직접 구현할 수 있습니다. 이를 통해 더욱 몰입감 있는 AR/VR 경험을 제공할 수 있습니다.

특히, 5G 통신 기술이 발전하면서 실시간 홀로그램 통신이 가능해질 것입니다. 5G의 초고속 데이터 전송 속도와 저지연 특성 덕분에 멀리 떨어진 상대방과의 홀로그램 화상 통화, 비즈니스 회의 등이 실현될 수 있습니다. 나아가 6G 통신에서는 홀로그램이 주요 애플리케이션이 될 가능성도 있습니다.

▶홀로그램의 시장 전망:

홀로그램 시장은 급속도로 성장할 것으로 예측됩니다. 시장 조사 기관 MarketsandMarkets에 따르면, 전 세계 홀로그램 시장 규모는 2025년까지 120억 달러에 달할 것으로 예상되며, 연평균 성장률(CAGR)은 약 28%에 이를 것으로 전망됩니다. 주요 성장 요인으로는 3D 디스플레이 수요의 증가, 의료, 교육, 엔터테인먼트 분야의 도입 확대, 통신 기술과의 결합 등이 있습니다.

특히, 상업적 활용 가능성이 큰 분야로는 의료, 교육, 광고, 엔터테인먼트, 군사 등이 꼽히며, 이러한 응용 분야의 확장에 따라 시장 규모가 더욱 커질 것입니다. 또한, 기업 간 경쟁이 심화되면서 홀로그램 기술의 상용화 속도는 더욱 가속화될 것으로 예상됩니다.

https://www.the-stock.kr/news/articleView.html?idxno=20712

'다양한 산업 분야로 확산하는 홀로그램'…관련 스타트업들 기술개발·투자유치 박차 - 더스탁(Th

다양한 분야에서 응용 가능한 홀로그램 from.the stock

▶결론:

홀로그램 기술은 광학적 원리와 최신 기술이 결합되어 미래 디스플레이 시장의 핵심으로 부상하고 있습니다. 특히 AR, VR, 통신 기술과의 연계는 몰입형 경험을 제공하는 데 중요한 역할을 할 것이며, 향후 시장에서의 응용 가능성은 무궁무진합니다.

참조:반도체 넥스트 시나리오.

저자:권순용.

출판사:위즈덤하우스.