편광

편광

 선형편광

전기장 E벡터가 어떤 특정 방향을 진동한다 𝐸_𝑥 와 𝐸_𝑦 성분이 둘 다 양이거나 음이다

 타원편광

E벡터의 끝부분이 주기적으로 타원체를 형성하는 경우

 원편광

타원편광에서 특별한 경우 원궤도를 유지하는 경우

선형편광

 Ex, Ey가 위상차가 없을 때

타원편광(원편광)

 위상차가 90도

 진폭이 다를 때, 같을 때

 원편광의 수학적 증명 진폭이 같음, 위상차가 ^𝜋

2 임 𝑦₁ = 𝐴 sin(𝑘𝑥 − 𝜔𝑡)

𝑦₂ = 𝐴 sin 𝑘𝑥 − 𝜔𝑡 + 𝜋 2

= 𝐴²𝑠𝑖𝑛² 𝑘𝑥 − 𝜔𝑡 + 𝐴² 𝑠𝑖𝑛²(𝑘𝑥 − 𝜔𝑡 + 𝜋 2) =𝐴²𝑠𝑖𝑛² 𝑘𝑥 − 𝜔𝑡 + 𝐴² 𝑐𝑜𝑠² 𝑘𝑥 − 𝜔𝑡 = 𝐴²

위상차에 따른 편광형태

 리샤듀 도형

예제

 𝑥축과 𝛼의 각도로 선형편광 된 빛의 𝐸_𝑥 와 𝐸_𝑦 성분 사이에 위상차가 180° 일 때, 그 빛은 𝑥축과 −𝛼각을

유지하는 선형편광된 빛이란 것을 설명하라. 전기장 E벡터 가 2𝛼만큼 시계방향으로 회전 된 것과 동등한 결과이다.

 위상차가 없을 때 𝑡𝑎𝑛𝛼 = ^𝐸_𝐸^𝑦

𝑥

𝐸_𝑥 값이 증가하면 𝐸_𝑦 값도 증가한다

𝐸_𝑥 가 최대 도달하면 𝐸_𝑦 도 최대값이 된다.

 위상차가 180°이면

𝐸_𝑥 값이 증가하면 𝐸_𝑦 값은 감소한다

𝐸_𝑥 가 (+)최대 도달하면 𝐸_𝑦 도 (−) 최대값이 된다.

𝐸_𝑥 ,𝐸_𝑦 최대값이 변화하지 않기 때문에 −𝛼 각을 이룬다 원래 기점과 비교하면 2𝛼 만큼 시계방향으로 회전한 다

편광장치

 선형편광자

비편광된 빛은 두 개의 수직하는 진동으로 표현할 수 있 다

투과방향에 수직방향으로 진동하는 성분을 제거하고 투 과방향만 선택적으로 투과시킨다

그림에서 수평성분은 흡수에 의해서 제거되어진다

• 위상지연자

– 직교하는 E성분을 제거하는 것이 아니라 이들 사이의 위상차이를 만드는 것이다

– 서로 다른 속도로 진행한다면 두 개의 직교하는 진동 자 사이에 위상차 ∅가 나타난다

– ∅ = 90° 일 때 ¹₄ 파장판(quarter wave plate) – ∅ = 180° 일 때 ¹

2 파장판(half wave plate)

 회전자

입사하는 입사광의 진동방향을 특정각도로 회전하는 효 과를 낸다

그림은 입사광이 수직적으로 선형편광된 상태를 보여준 다

그림에서 회전자의 효과는 선형편광된 빛의 진동방향을 반시계방향 𝜃 만큼 회전시키는 것이다

예제

 선형편광된 빛과 ¹₄ 파장판을 가지고 어떻게 하면 원편광 된 빛을 만들까?

그림에서 선형편광자(LP)는 45°로 선형편광시킨다. 이는 𝐸_𝑥 의 진폭과 𝐸_𝑦 의 진폭이 같다

1

4 파장판은 위상차를 90° 로 만든다 그러므로 원편광을 만든다