선택 흡수 편광

선택 흡수 편광

 이색편광자

특정 수평방향의 E 진동 성분을 선택적으로 흡수하고, 그 특정방향에 수직하는 E성분은 쉽게 투과시킨다 이상적인 편광자는 투과축과 같은 방향으로 투과광을 선형적으로 편광시키는 것이다

편광자의 투과축에 대해 검광자의 투과축이 90° 회전되 었을 때 빛은 명확히 사라진다

말루스법칙



2 0

cos I

I 

λ≫철사그리드 간격

브루스터법칙

 반사광선과 굴절광선이 수직일 때

 𝜃_𝑝 = 𝑡𝑎𝑛⁻¹(^𝑛2

𝑛₁)

예제

 굴절률 1.5인 평면유리판으로부터 반사된 빛의 경우 비 편광된 빛의 입사각과 선형편광된 빛의 굴절각을 구하시 오.

𝜃_𝑝 = 𝑡𝑎𝑛^{−1 𝑛}_𝑛²

1 = 𝑡𝑎𝑛⁻¹(^1.50₁ )=56.3°

𝑠𝑖𝑛𝜃_𝑟 = ^𝑛1

𝑛₂ 𝑠𝑖𝑛𝜃_𝑝 = ¹

1.50 𝑠𝑖𝑛56.3° = 0.5546 𝜃_𝑟 = 𝑠𝑖𝑛⁻¹0.5546 = 33.7°

다층판의 편광판

 유전체 표면으로부터 편광각에서 반사되는 반사광은 선 형 편광된 빛을 만들 수 잇는데 비효율적이다

 빛이 공기로부터 유리로 입사할 경우 반사광내에 약 15%정도의 TE 성분이 포함되어 있다

 유전체의 다층막에 의한 반사광은 TE성분의 강도를 증가 시켜 투과되는 선형 편광의 질을 높인다

다층판의 편광판

브루스터의 윈도우

 다층막의 편광판처럼 작동한다

 브루스터 각에서 선형편광된 입사광은 제1표면에서 완 전히 투과하며 아무것도 반사하지 않는다

 제 2표면에서 입사각 역시 내부 반사에 대해 브루스터 법칙을 만족한다. 그래서 빛은 완전하게 투과한다

 이 때 편광판은 TM 편광 광에 대해 완전한 창문으로 작 용한다

브루스터 윈도우

연습문제

 비편광된 광이 투과축과 수평방향에 대해 0°, 30°, 60° 각 을 이루는 3개의 선형 편광자를 통과하고 있다. 입사광에 대해 투과광의 조사량은 몇 %인가?

연습문제

 굴절률 n=2.42인 다이아몬드에 대해 완전 편광이 되기 위한 각도는 몇 도인가? 공기와 다이아몬드의 경계면에 서 빛은 내부 및 외부반사현상이 일어난다.

연습문제

 비편광된 빛의 50 %를 통과시키기 위해서는 완전한 기 능을 하는 다수의 편광자가 필요하다. 먼저 제일 처음 편 광자에 강도가 𝐼₀ 인 빛이 조사된 경우를 고려하자.

(a) 만약 편광자의 투과축이 검광자에 대해 𝜃 기울어진 경 우 투과광이 다음 식으로 주어짐을 보여라.

𝐼 = (^𝐼₂⁰)𝑐𝑜𝑠²𝜃

(b) 편광자와 검광자의 투과축이 각 각 0°, 90° 일 때 입사 광 에너지의 몇 %가 투과 될까?

(c) 같은 종류의 편광자 5개가 각기 투과축이 15° 각도를 유 지하며 위의 두 편광자의 사이에 놓여 있다. 제일 처음 편 광자축은 0° 이고 인접한 편광자의 투과축은 15° 이고 30° , 45° , 60° , 75° 이다. 입사광 에너지의 몇 %가 투과할까?

연습문제

 반사광이 완전하게 선형 편광되는 각도로 수면에 빛이 입사하고 있다.

(a) 입사각은 얼마인가?

(b) 물속으로 굴절되어 들어가는 광선은 굴절률 1.5인 유리 블록의 평평한 표면 위에서 잘려진다. 유리로부터 반사되는 빛이 완전하게 선형 편광되어 있다. 유리와 수면사이 각은 얼마인가? 장치를 그림으로 그리고 각 상황에서 빛의 편광 성을 보여라.

연습문제

 굴절률 1.62인 기름에 잠겨있는 광원으로부터 나오는 빛 이 굴절률 2.42인 다이아몬드 면에 입사하고 있다.

(a) 최대 편광이 일어나는 입사각을 구하시오.

(b) 다이아몬드로 입사할 때 굴절각을 구하시오.