HAIP Solutions, 형광 초분광 이미징용 LED 기반 LIF-HSI 구성 공개

HAIP Solutions는 Spectral AIge 연구 프로젝트의 일환으로 형광 초분광 이미징(fluorescence hyperspectral imaging)을 위한 새로운 LED 기반 LIF-HSI 구성을 공개했습니다. 이번 접근은 기존 형광 측정 방식의 분광 정보 한계와 높은 구현 복잡도를 낮추면서, 형광 스펙트럼 전 영역을 보다 정밀하게 취득하는 데 초점을 둡니다.

기술 배경

형광 초분광 이미징은 시료에서 방출되는 형광 신호를 파장축 전반에 걸쳐 취득해 재료 식별, 상태 분석, 공정 평가 등에 활용하는 방법입니다. 기존에는 필터 기반 형광 현미경과 레이저 유도 형광(laser-induced fluorescence, LIF) 구성이 널리 사용되어 왔지만, 높은 비용과 복잡한 시스템 요구사항이 적용 범위를 제한하는 요인으로 지적되어 왔습니다.

기존 방식의 주요 제약

방식	주요 제약	이번 접근의 개선 방향
필터 기반 형광 현미경	필터를 통해 형광 스펙트럼의 일부 지점만 취득할 수 있어 분광 해상도가 제한됩니다.	hyperspectral camera를 적용해 형광 영역 전체를 높은 분광 해상도로 취득할 수 있도록 했습니다.
레이저 유도 형광(LIF)	레이저 기반 구성은 시스템 복잡도가 높고 안전 요구사항이 엄격하며, coherent light bundling이 필요합니다.	단색 고출력 LED와 협대역 bandpass filter를 사용해 구현 부담과 안전 규제 요구를 낮추는 방향을 제시했습니다.

LED 기반 LIF-HSI 구성의 핵심

HAIP Solutions에 따르면, monochromatic high-power LED와 협대역 bandpass filter를 결합하면 레이저 기반 시스템보다 단순한 구성으로 안정적인 형광 여기 조건을 만들 수 있습니다. 여기에 hyperspectral pushbroom imager를 조합함으로써 형광 신호를 연속 스펙트럼 형태로 취득하는 구성이 가능해졌습니다.

특히 단색 고출력 LED는 광출력 최대 20 W 수준까지 적용할 수 있으며, 이를 기반으로 형광 초분광 이미징 시스템의 기술적 복잡도를 낮춘 안정적인 LIF-HSI 구성을 구현할 수 있다고 설명했습니다. 레이저에서 요구되던 coherent light bundling이 필요하지 않다는 점 역시 운용 단순화 측면에서 중요한 변화로 볼 수 있습니다.

기대되는 기술적 의미

이번 접근은 형광 이미징을 기존의 제한적인 적용 영역에서 더 넓은 산업·연구 환경으로 확장할 수 있는 가능성을 보여줍니다. 특히 높은 분광 해상도 확보, 광원 구성 단순화, 안전 요구사항 완화라는 세 가지 측면에서 실용적인 이점을 제시했다는 점이 핵심입니다.

후속 검증 계획

프로젝트 파트너인 SKZ – Das Kunststoff-Zentrum와 Fraunhofer IFF는 이번 LIF-HSI 셋업을 기반으로 추가 검증을 진행할 예정입니다. 이를 통해 형광 기반 분석 시스템이 다양한 응용 분야에서 어떤 성능과 활용 가능성을 보이는지 후속 평가가 이어질 것으로 보입니다.