파동과 광학 편 광 발표자 : 서 광
순서 편광 기본 선형편광 (평면편광) 원형편광 타원편광 자연광 각운동량과 광자
편광 기본 - 1 전자기파의 편광방향은 항상 자기장 벡터가 아닌 전기장 벡터의 방향으로 정의한다. 인간의 눈은 물론 대부분의 전자기파 검출기는 자기력이 아니라 그 물질 내부의 전자들에 작용하는 전기력에 반응하기 때문이다.
편광 기본 - 2 polarization : 편광 VS 분극(편극) 분극 : 하전된 입자에 반응하여 물체 안의 전기 전하의 변위를 설명 ex) 음으로 대전된 플라스틱 머리빗은 중성 절연체 내의 분자에서의 전하 위치를 조금씩 이동
선형편광 (평면편광) Ex(z, t) = i Eoxcos(κ z - ωt) Ey(z, t) = j Eoy cos(κ z - ωt + ε) E(z, t) = Ex(z, t) + Ey(z, t) E = (iEox + j Eoy) cos(κ z - ωt) ε=0 or ±2m π E = (iEox - j Eoy) cos(κ z - ωt) ε=±(2m+1) π y축 선형편광 빛의 전기장과 자기장 x축 선형편광 1 x축 선형편광 2
원형편광 - 1 Ex(z, t) = i Eocos(κ z - ωt) Ey(z, t) = j Eocos(κ z - ωt + ε) ε = -π /2 ± 2m π E = Eo[i cos(κ z - ωt) + j sin(κ z - ωt)] 우원편광 (right-circularly polarized) 우선광 (right-circular light) 시계방향 우원편광 1 우원편광 2
원형편광 - 2 Ex(z, t) = i Eocos(κ z - ωt) Ey(z, t) = j Eocos(κ z - ωt + ε) ε = π /2 ± 2m π E = Eo[i cos(κ z - ωt) - j sin(κ z - ωt)] 좌원편광 (left-circularly polarized) 좌선광 (left-circular light) 반시계방향 좌원편광
원형편광 - 3 E = Eo[i cos(κ z - ωt) + j sin(κ z - ωt)] Ex = 2Eoi cos(κ z - ωt) 우원편광과 좌원편광이 중첩하면 선형편광
타원편광 - 1 Ex(z, t) = i Eoxcos(κ z - ωt) Ey(z, t) = j Eoycos(κ z - ωt + ε) = cos(κ z - ωt) cos ε - sin(κ z - ωt) sin ε Ey Eoy Ey Eoy - cos ε = -sin(κ z – ωt)sin ε Ex Eox sin(κ z - ωt) = 1- 2 1/2 Ex Eox
타원편광 - 2 Ey Ex - cos ε 2 = 1 - 2 sin2 ε Eoy Eox Ey Ex tan2α = 2Eox Eoy cos ε Eox2 – Eoy2 타원편광
타원편광 - 3 ε = ± π /2 , ± 3π/ 2, ± 5π/ 2, … Ey2 Eoy2 Ex2 Eox2 + = 1 + = 1 (Ey2 + Ex2 = Eo2) 원형편광 ε = ± 2m π Eoy Eox Ey = Eox Eoy Eox ε = ± (2m+1) π Ey = - Eox 선형편광
자연광 광원은 원자 복사체 10-8s동안 편광된 파열 복사 빛은 급속도로 변하는 서로 다른 편광상태 완전한 단색 평면파는 항상 편광 자연광
각운동량과 광자 - 1 h 원형편광 dΕ dL = ωτ = ω dt Ε L = = (Ε = h ω) ω 광자 한 개의 각운동량은 광자의 에너지와 무관 하전입자의 에너지와 선형운동량이 변화하면 전자기파가 방출 또는 흡수되며 각운동량 변화 발생
각운동량과 광자 - 2 선형편광 같은 양의 좌원형편광과 우원형편광 중첩 광속은 물체에 각운동량 전체를 전달하지 못함 타원편광 다른 양의 좌원형편광과 우원형편광 중첩 광속은 물체에 순수한 각운동량이 물체에 전달