1. 편광기 / 편광판 / 편광자 (Polarizer)
ㅇ 무 편광 자연 광을 입력시켰을 때, 편광된 빛을 출력하는 광학 장치 ☞ 편광(Polarization) 참조
- 특정 편광 상태 만을 선택하고,
- 나머지 모든 편광 상태는 모두 배제(걸러냄)함으로써,
- 결국, 원하는 편광된 빛 만 출력 가능
2. 편광기 용어
ㅇ 무 편광 자연 광 : 例) 태양광(자연광으로써 무수히 제멋대로 편광되어 무 편광된 광) 등
ㅇ 편광 필터 (Polarized Light Filter)
- 무 편광 빛을 편광시키려면, 진동하는 평면들 중 하나를 제외한 모든 평면을 제거하는 필터 필요
- 한편, 편광 필터의 사용이 빛의 색상,파장,주파수,전파 속도에는 변화를 주지 않음
- 다만, 일부 에너지가 필터로 걸러지므로, 빛의 강도는 감소함
. 편광 렌즈(선글라스)는, 하나의 진동 방향만 남기고 나머지 모든 진동 방향을 차단하여,
. 대지,건물 등에서 반사되어 나온 빛의 눈부심을 줄여줌
. 이때, 외관이나 색상은 변하지 않음
ㅇ 편광기의 투과축 (TA, transmission axis)
- 전기장 진동이 잘 통과하는 방향 축을 일컬음
. 이상적인 편광기는, TA 방향으로만 진동하는 편광된 빛 만을 통과시킴
3. 편광의 생성
ㅇ 산란 (Scattering)에 의한 편광 생성
- 진행방향에 직각으로 산란되는 빛은 편광이 됨
. 例) 다이폴은 그 축 방향으로 진동하지 않음
ㅇ 반사 (Reflection)에 의한 편광 생성
- 반사된 빛은 입사평면에 수직으로 만 진동할 수 있어서 반사된 빛은 편광이 됨
. 빛은 편광 형태에 따라 매질 경계면에서 다르게 프레넬 반사됨
ㅇ 투과 (transmission)에 의한 편광 생성
- 빛이 브루스터 각으로 입사하면,
. 선형편광된 수평편광(s 편광) 성분은 반사되고, 기타 성분 만 투과되므로,
. 이 과정을 여러번 반복하면 투과하는 빛은 점점 편광이 됨
ㅇ 흡수 (Absorption)에 의한 편광 생성
* 선택 흡수(Selective Absorption) 또는 이색성(Dichroism)에 의한 편광 생성
- 특정 방향에서 더 많은 흡수가 일어남
. 결과적으로 투과되는 빛은 편광이 됨
. 이러한 광학적 흡수의 이방성을 이색성(Dichroism)이라고 함
- 즉, 빛이 이색성 결정(Dichroic Crystal) 또는 편광 물질을 통과하는 동안에,
. 흡수 방향과 같은 성분은 흡수되고,
. 이에 수직한 성분 만 통과되어서,
. 결국, 투과되어 나오는 빛은, 직선 편광이 됨
- 例) 선 격자 편광기(Wire Grid Polarizer), 폴라로이드(Polaroid), 전기석(Tourmaline) 등
ㅇ 복굴절 (Birefringence)에 의한 편광 생성
- 무편광 빛이 결정축과 다른 방향으로 입사하면, 빛이 서로 수직으로 선형편광된
두 갈래의 빛으로 갈라지어 나오게됨
. 例) 니콜 프리즘(Nicol Prism)
4. 편광기 출력 형태에 따른 구분
ㅇ 선형 또는 직선 편광기(Linear Polarizer)
- 한쪽 직선 방향의 전기장 진동 만을 선택적 제거하고,
이에 수직한 직선 방향의 진동 들을 통과시키는 장치
- 선택이 엄격하지 못하므로 대부분 부분 편광기 역할로 됨
ㅇ 원형 편광기(Circular Polarizer)
ㅇ 타원 편광기(Elliptical Polarizer)
ㅇ 부분 편광기(Partial Polarizer)
※ [참고] ☞ 선형 편광, 원형 편광, 타원 편광 등 참조
5. 광섬유 편광 조절기
ㅇ 광섬유를 직경 수 Cm 정도의 디스크에 감아 회전시키며 편광을 제어하는 장치
ㅇ 용도 : 편광 분산 보상용, 코히어런트 광통신에서 편광 제어용
6. 위상지연자(Retarder) 또는 파장판(Wave Plate)
ㅇ 입사파의 편광 상태를 바꾸는 광학 부품
- 입사파의 다른 성분 간에 위상 차이를 줌