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응용광학 2007학년도 2학기 중간고사

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응용광학 2007학년도 2학기 중간고사

2007/10/17(수) 13:00-14:30

1.(15점) 사람 눈이 느끼는 광량을 나타내는 다음의 물리량들에 대한 단위(dimension)를 J(Joule), m(meter), s(second), sr(steradian) 만을 사용하여 표기해 보아라.

(a) lm (lumen) (b) lx (lux), (c) cd (candelar)

2. (20점) 다음은 ABCD matrix를 이용하여 근축광학계를 해석하는 방법에 관한 것이다.

(a) 임의의 매질내에서 거리 L 만큼 지나가는 과정을 나타내는 transfer matrix는 어떻 게 표현되는지 유도하라.

(b) 초점거리가 fA, fB 인 두 개의 매우 얇은 렌즈가 거리 L 만큼 떨어져 있다고 하자.

이러한 두 렌즈로 이루어진 광학계에 평행광이 입사되어 다시 평행광으로 나오기 위 해서는 거리 L이 얼마나 떨어져 있어야 하는지 matrix 방법으로 유도하여라. 단, 초 점거리가 f인 얇은 렌즈의 transfer matrix는

 

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  이다.

3. (20점) 매우 가늘고 굵기가 일정한 일직선으로 곧은 나무 막대가 렌즈에 의해 결상될 때 발생되는 3차 비축-광학수차 (off-axis aberration) 중에서, 결상된 상의 일직선 모양에 가장 영향을 미치는 수차는 어떤 것인가? 그 이유는?

4. (20점) 매우 가는 슬릿들이 일정한 간격(d)으로 모여 있는 회절격자(grating)인 물체가 초점거리 f 인 렌즈에 의해 공간주파수(spatial frequency) 평면상에 푸리에 변환되었다.

만일 공간주파수 평면상에 사각형 구멍을 두어 공간 주파수가 1/d 이하인 성분만을 통 과시키는 주파수 필터링을 하고자 한다면, 이 사각 구멍이 가질 수 있는 최대 폭은 얼마 이겠는가? 단, 빛의 파장은    ,    ,     라 하자.

5. (20점) 굴절률이 n 이고 quarter-wave 두께를 갖는 박막(film)에 전자기파가 수직입사 하고 있다. 박막의 입사 표면 (a-면)과 출사 표면 (b-면) 상에 존재하는 전기장과 자기

장 간에는 다음과 같은 관계가 성립함을 증명하라. 

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********************************* 수고했습니다. ************************************

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