[Section 4] 원형 편광

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[Intro] 광학 미리보기

 

0. INTRO

앞에서는 두 전자기 파동의 위상이 같을 때의 합성된 빛이 선형으로 편광 되어있다는 사실을 배웠다. 만약, 두 전자기 파동의 위상이 정확히 반파장만큼 차이가 난다면, 두 파동의 합성은 어떻게 될까? 

1. 원형 편광(Circular Polarization)

다음과 같이 위상이 정확히 π /4 만큼 차이가 나는 두 파동이 존재한다고 가정하자.

만약 두 파동의 전파상수와 각 진동수, 그리고 진폭까지 모두 같으면, 다음과 같이 cos과 sin의 합으로 표현할 수 있다.

 

원형 편광의 전자기 파동

* cos과 sin의 합으로 진동하기 때문에, 어느 위상에서도 그 진폭은 0이되지 않는다.

이렇게 위상이 정확히 π /4 만큼 차이나는 두 파동의 합성된 전자기 파동을 원형 편광 되었다고 한다.

 

2. 우원편광과 좌원편광

원형 편광이라고 불리는 이유는 그 파동이 전파함에 따라서 그 전자기파 동의 진동 축이 회전하는 것처럼 보이기 때문인데, 그 회전 방향에 따라서 우원 편광이냐 좌원 편광이냐로 나뉜다.

 

A. 우원 편광(Right-Circularly Polarization)

다음과 같은 두 파동 식이 합성되는 경우, 그 파동을 우원 편광 된 파동이라고 한다.

 

우원 편광 식

파동의 회전 양상을 구체화하기 위해 다음과 같이 파동의 합성 형태를 관측해보자.

 

우원편광

합성된 파동의 진동 축이 경로 1~4를 따라 회전하는 양상을 띤다.

 

파동이 진행함에 따라서 시계 반대방향으로 회전하게 되는데, 관측자 입장에서는 시계방향으로 회전하는 양상을 띤다.

즉, 왼쪽에서 오른쪽으로 진동 축이 회전하므로 우원 편광이라고 부른다.

 

 

B. 좌원편광(Left-Circularly Polarization)

다음과 같은 두 파동 식이 합성되는 경우, 그 파동을 좌원편광된 파동이라고 한다.

 

좌원 편광 식

파동의 회전 양상을 구체화하기 위해 다음과 같이 파동의 합성 형태를 관측해보자.

 

좌원편광

합성된 파동의 진동 축이 경로 1~4를 따라 회전하는 양상을 띤다.

 

파동이 진행함에 따라서 시계방향으로 회전하게 되는데, 관측자 입장에서는 시계 반대방향으로 회전하는 양상을 띤다.

즉, 오른쪽에서 왼쪽으로 진동 축이 회전하므로 좌원편광이라고 부른다.

 

 

* 다음 강의는 타원편광입니다.