노지환 기계연 연구팀, 하이 피크 파워 레이저 간섭 이용해 고유 패턴 제작
금괴·시계·골프채 등 금속제품에 시리얼 번호 직접 가공

초미세 패턴의 위조 방지 활용 예시. <자료=기계연 제공>
초미세 패턴의 위조 방지 활용 예시. <자료=기계연 제공>
국내 연구진이 이미지 위·변조를 방지하기 위한 새로운 기술을 개발했다. 

한국기계연구원(원장 임용택)은 노지환 첨단생산장비연구본부 광응용기계연구실 연구팀이 초미세 패턴을 레이저로 제품에 직접 가공해 시리얼넘버를 암호화 하는 기술을 개발했다고 15일 밝혔다. 

기존 위조 방지 기술은 일련번호를 새기거나 스티커 형태의 박막에 홀로그램 패턴을 제조해 제품 표면에 부착하는 방식이지만 비교적 위조가 쉽다는 단점을 지니고 있다. 최근에는 일련번호를 새기거나 QR 코드 개발 등이 시도되고 있지만 일련번호 마킹이나 QR 코드는 비교적 위조가 쉽다는 한계를 갖고 있다. 

이에 연구팀은 레이저빔이 펄스 형태로 나오는 '하이 피크 파워 레이저'의 간섭을 이용해 위·변조가 불가능한 10㎛ 수준의 고유한 패턴을 만들었다. 이는 위·변조 방지용 마크를 제품 표면에 직접 제작할 수 있어 홀로그램 스티커를 떼거나 붙이는 등 위조의 위험을 현저히 줄일 수 있다는 것이 연구팀의 설명이다. 

또 고유 패턴이 일련번호와 같은 역할을 해 기존의 홀로그램 스티커와 일련번호를 하나로 통합한 효과를 낼 수 있어 위·변조 여부를 식별하는 시간도 줄일 수 있다. 

핵심기술은 금속표면에 A4 용지 1/10 수준 두께의 10㎛ 크기의 마이크로 홈(micro groove)을 0.1초 동안 100개 이상 가공하는 것이다. 기존에는 포커스 된 레이저빔의 회절 한계 때문에 미세한 패턴을 가공하기 어려웠지만 레이저의 간섭효과로 이를 해결했다.   

더욱이 가공하면서 레이저 간섭의 회전을 이용해 각각 패턴마다 고유의 회전 각도를 새겨 일련번호 역할을 하도록 했다. 

연구팀은 각기 다른 회전 각도를 검출할 수 있는 검출기도 제작했다. 검출기를 이용하면 시리얼 넘버와 같은 제품 고유의 회전 각도를 측정할 수 있다. 검출기는 10만원~100만원 정도로 제작할 수 있도록 개발했다.  

노지환 책임연구원은 "기존 위·변조 방지기술은 금형제작 기술의 보급 등 기술발전으로 한계에 부딪히고 있다"며 "개발된 기술은 위·변조품 유통 위험을 줄이고 건강한 시장질서 유지에 기여할 수 있는 실생활에 도움을 주는 기술이 될 것"이라고 밝혔다. 

이번 연구는 미래창조과학부와 한국기계연구원 연구운영비 지원 사업인 'BKT(Buy Kimm Tech)' 프로그램을 통해 추진됐으며, 국내 특허등록와 미국특허 출원을 마친 상태다. 현재는 중소기업 '덕인'에 기술을 이전, 중소기업청 중소기업융복합기술개발사업으로 상용화 기술개발을 추진하고 있다.  

 미세 패턴에 위 그림과 같이 레이저가 조사되면, 미세 패턴에서는 회절이라는 광학적 현상이 일어난다. 이 회절에 의해서 미세 패턴의 회전 각도를 정확히 측정할 수 있다. <자료=기계연 제공>
미세 패턴에 위 그림과 같이 레이저가 조사되면, 미세 패턴에서는 회절이라는 광학적 현상이 일어난다. 이 회절에 의해서 미세 패턴의 회전 각도를 정확히 측정할 수 있다. <자료=기계연 제공>
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