토론:광학
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광학이란 말 그대로 빛을 연구하는 학문이다.
빛이란 물리적으로 파동이면서, 입자이기도 하다. 고래를 통하여, 뉴톤의 프리즘 실험이 담긴 Opticks에서 부터 최근의 양자전기역학[QED]을 파인만이라는 걸세출의 물리학자가 만들어내면서 세부적으로 접근하고 있다.
광학은 기하광학으로 시작한다. 이것은 기하학으로 현상을 이해하는 광학의 학문이다. 이로인해 2차원적인 평면에서 작도법에 의한 기하학으로 시작하므로, 3차원의 공간을 살고 있는 우리에게 별로 감동을 주지 못한다.. 한낱 관심있는 물리학 쟁이나 필요할지 모른다는 착각을 일으키는 것이 바로 광학의 시작인 것이다. 작게는 안경에서부터, 크게는 인공위성에서 지구를 몇 센티미터로 볼수 있는 고성능 카메라와 같이 기하광학은 인간 생활에 폭넓게 자리잡고 있다. 최근에 가장 인기있는 디카는 다름아닌 광학의 기초를 첨단과 집결시킨 응집체라고도 할 수 있다. 아날로그였던, 기하광학의 장치들을 전자산업의 디지탈과 연결하여서 모든 이들의 안목을 사로 잡은 최첨단의 기계장치인 것이다. 단지 카메라만이 기하광학의 기술로 생각하면 과정을 무시해 버릴수 있어서 덧붙이고 싶다. 최근 삼성의 효자 산업이 반도체인데 이것 역시 광학 기술없이는 이루어질 수 없는 것이다. 학문적으로 말해서 리소그래피란 기술이 있는데, 쉽게 말해서, 1제곱미터 짜리의 설계도를 1제곱센티 미터의 공간에 그려넣는 기술을 말한다. 반도체의 생명은 얼마나 작게, 얼마나, 많이 집적시켜서 쭈그려트려 넣는가의 기술인데, 바로 이 기술이 기하광학을 이용한 기술인 것이다.
기하광학으로 시작한 광학은 기하광학을 모태로 응용광학[위에서 설명한 광학계의 구성]으로 뻗어나간다. 렌즈 하나를 가지고 눈의 오류를 수정하는 것이[근시ㅡ원시]가장 기본적인 단렌즈를 사용한 광학계의 구성이라면, 쌍안경, 카메라, 인공위성의 광학 카메라로 넓혀지는 다면 렌즈를 구성하는 광학계의 기술이 바로 기하광학의 과제이면서 하이라이트 이기도 하다. 또한 응용 광학을 하면서 부터, 단순히 자연광을 이용하지않고, 인간이 만들어낸 고감도 순수 빛인 레이저라는 응용광을 이용한 첨단 산업으로의 발길을 넓힐 수 있다.
레이저를 접하는 순간 모든 이들의 염원이 이루어질 듯한 착각을 하게 만든다. 왜냐하면 그것은 너무나도 가치있어 보이기 때문이다. 마징가 제트의 레이저 광선으로 악의 무리를 물리치고, 스타워즈의 광선검도 레이저일 것이고, 터미네이터에서 본 T2의 스캔 능력도 레이저로 보이고 이외에도 여러 영화에서 우리의 편리함과 놀라움을 가져다 준것이 레이저라는 신비의 광선이기 때문이다.
물리 시간에 얼핏 배우기로도, 달과 지구의 거리 측정에 레이저가 사용된다는 참으로 상상하기 힘든 이론들이 나오는 것을 배운배 있다. 과연 레이저가 우리가 접하기나 할수 있는 그런 물건인지(?)참으로 궁금해 진다.
이쯤에서 광학을 배워서 지금 우리가 얼마나 더 첨단을 달릴 수 있는지 보여주기로 하자. 많이도 아닌 단 한가지만으로 알려드리겠다.
홀로그램[Hologram]이란 말이 낯설으신가? 여러분 모두 익숙할 정도로 들어왔을 것이다. 아마 듣지 못했다면, 따조를 생각해 보시길.. 따조 딱지에 들어있는것이 바로 홀로그램 스티커 아닌가? 모르시면 한번 사 먹어 보시길...요즘은 안 들어있다면 대략 낭패.
인간이 시각적 효과를 적극적으로 사용하게 된데에는 레이저라는 정확한 광선의 사용이 든든하게 뒷받침하고있다. 서울랜드에서 보여주는 레이저 쇼는 한낱 어린애들 분수쇼에 불과하다. 제대로 보시려거든 라스베가스에 가시던가 해외로 발길을 돌리셔야 할거 같다. 레이저는 홀로그래피에 사용되는 기본광선이다. 이것을 사용하면, 평면의 물체를 공간에 만들어 낼수 있는 것이 아니라 동서남북 어느 각도에서나 물체를 볼수 있는 3차원 영상을 만들어 낼수 있다.
극장이 대표적인 예인데, 2차원 평면 스크린에 보여지는 것이 기존의 필름에 의한 영상이었다면, 홀로그래피 기술로는 우리들이 바라보는 공간에 물체를 투영하여 영상을 사방에서 볼 수 있게 할수 있다. 아마 마이너리티 리포트를 보시면 대략적인 기술들을 정리할수 있으시리라 본다. 영상을 공간에 투영하여 활용할수 있는 예로는 건축물이 가장 좋다. 현재 까지는 건축학도들이 일일이 본드나 풀을 사용하여 나무를 붙이고 건물을 조각내서 스티로폼 작업을 하고 있지만 홀로그램을 이용한다면 피시로 구현한 공간을 홀로그램으로 투영하기만 하면 된다. 또한 회사에서는 세계적인 회의를 유치할때, 의장을 홀로그램으로 가운데에 투영하고 필요한 사람들의 영상만 홀로그램으로 전환하여 공간에 위치시키면 굳이 장소의 이동없이도 얼마든지 원할한 의사소통을 할수 있는 것이다. 그리고 상호 의사소통이 간결해진다.
홀로그램의 예를 또 하나 들어보자면, 전투기나, 자동차등의 탈것에 사용할수 있다는 것이다. 전투상황에서 전투조종사가 계기판을 들여다봐야 한다면 적의 미사일에 맞아 뒤지기 쉽상이다. 홀로그램 계기판을 사용하면, 조종사는 자신이 응시하는 전방에 계기판이 투영되어 보는곳에 곧바로 계기판이 떠서 굳이 고개를 갸우뚱 할 필요가 없다. 이것은 곧바로 자동차로도 연관되어, 운전자가 응시하는 전방에 홀로그램 계기판이 생기면 대략 낭패를 면할수 있다.
많기도 많지만 또 하나 들어본다. 홀로그래피의 가장 큰 특징은 농장도 라는 무시무시하게 어려운 말이 있다. 바로 영어 단어로 표시하면 Redundancy인데, 이 말의 뜻은 홀로그램 자체가 기록할 당시 해당 물체를 반복 기록해서 가지고 있다는 말이다. 즉, 사람 얼굴의 상이 홀로그램으로 기록[전용 필름]되었는데 실수로 입부분을 찢어 없앴다고 할수있다. 보통 필름의 경우 찢긴 부분은 원상 복구가 불가하지만, 홀로그램으로 작성된 필름은 상관없이 모두 복구가 가능하다. 이런 모든 것이 가능한 이유는 3차원 자체로 물체가 기록이 되기 때문에 평면에 기록되는 사진에 비해서 복제능력이 생기는 것이다. 이것이 현실적으로 응용되는 것은 엉뚱하게도 저장 매체 분야이다. 홀로그램의 이러한 높은 고밀도 집적성은 데이타를 집적시키는데에 적극 활용되어서, IBM과 같은 연구소에서는 홀로그래피 스토리지 분야를 첨단 활용분야로 이미 착수하고 있다.
간단히 말해 광학은 ATOZ이라고 할수 있다. 눈에 보이면 머든지 할수 있는 학문. 광학의 분야로 여러분을 초대합니다. 광학에 대해서 더 비젼이 필요하신 분은 webmaster@m2-graphics.com으로 연락주세요.[허석현 팀장.]