2. 단층 무반사 박막을 설계해보자.
Optics/Wave optics2023. 11. 28. 21:012. 단층 무반사 박막을 설계해보자.

위 그림처럼 굴절률인 투명기판에 굴절률이고, 기하광학적 두께가 d인 균질한 투명막을 한층 쌓은 경우를 생각해보자. 파장λ인 빛이 수직으로 입사하여 ψ=0°가 될 때의 반사율 R은 다음과 같이 구해진다. \[ R = 1 - \frac{4 N_{2} N_{1}^{2} N_{S}}{N_{1}^{2} (N_{2} + N_{S})^{2} - (N_{1}^{2} - N_{S}^{2}) \sin^{2} \left( \frac{\sigma}{2} \right)} \] \[ \sigma = \frac{4\pi}{\lambda} N_{1}d \] 여기서 반사율이 극값을 이룬 조건을 파장 λ = λ0일 때에 대하여 조사해보면 광학적 두께 \( N_1d \)가 \[ N_1d = \frac{\lambda_0}{4} (2m+1)..

1. 진공 증착에 대하여
Optics/Wave optics2023. 11. 28. 20:361. 진공 증착에 대하여

진공 증착 진공 증착이란 진공 중에서 금속이나 화합물을 증발시켜, 증발원과 마주 보고 있는 기판의 표면에 박막을 만드는 것을 말한다. 금속이나 화합물이 증발할 만큼 고온으로 하면, 대기중에서는 산화나 원하지 않는 반응이 일어나기 때문에, 그것을 억제하기 위해 진공이 필요하다. 또한 금속 등이 증발할 때 공간에 있는 가스 분자와 충돌하면 상대 표면에 직접 도달하지 않기 때문에, 자유 공간을 확보하기 위해 진공이 필요하다. 반대로 질소가스 등을 진공 용기에 약간 도입하여 공간에 질소 플라스마를 만들어, 증기로 된 티타늄 등 금속 원자와 반응시키고, 기판에 증발원에 대하여 양의 고전압을 걸어 질화티타늄 등의 이온으로 증착시키는 반응성 진공증착으로 강한 박막을 만드는 방법도 있다. 진공증착은 증발원으로부터 직접..

34. Smith-Helmholtz 공식, Lagrange 불변량
Optics/Ray optics2023. 11. 27. 14:5134. Smith-Helmholtz 공식, Lagrange 불변량

위 그림에서보면 물체광선 MB는 굴절된 광선 BM'가 되고 광축과 함께 삼각형 MBM'를 형성한다. Sine 법칙에 따르면 \[ \frac{\sin \theta}{\sin \theta '} = \frac{BM'}{BM} \] 이 되는데 이 식을 근축광선에 대한 가정을 사용하여 등가식으로 다시 쓰면 \[ \frac{\theta}{\theta '} = \frac{u'}{u} \] 측 배율에 대한 방정식을 다시 쓰면 \[ \frac{u'}{u} = \frac{n' y'}{n y} \] 위 식들을 결합하여 Smith-Helmholtz 공식, Lagrange 불변량을 구할 수 있다. \[ n' y' \theta ' = n y \theta \] 이 식에 따르면 광학계 내에 광학적 표면들이 얼마나 많이 있던지 간에 ..

33. 구 굴절면의 초점면과 상
Optics/Ray optics2023. 11. 27. 14:4633. 구 굴절면의 초점면과 상

초점은 초점면이라 부르는 광축에 수직인 횡 평면에 놓여있다. F를 지나는 첫 번째 또는 일차초점면은 무한에서 공액상면을 갖는다. 무한 물체평면은 F’에 있는 제2초점면에 대하여 공액이다. 무한거리의 비축물체 S는 굴절면에 시준된 광선들을 보낸다. 아래 그림에서 보는바와 같이 제 2초점면에서 상 S’의 높이(크기)를 구하게 된다. 중심 C를 지나는 광선1은 편향되지 않는다. 이 광선은 평행하게 진행한 광선2와 제2초점면의 S’에서 교차된다. 상의 크기는 \( y'_s = F'S’ \)이다, 광선 1은 \( \theta_1 \)의 기울기를 가지므로 삼각형 \( CF'S' \)에 의하여 \[ \tan \theta_1 = \frac{F'S’}{CF'} = \frac{y'_s}{f} \] 또는 \[ y'_s = ..

32. Newtonian 방정식 (1)
Optics/Ray optics2023. 11. 26. 14:4232. Newtonian 방정식 (1)

지금까지는 표면의 정점을 좌표계의 원점으로 취급했다. Newtonian 방정식에서는 물체공간과 상공간의 좌표계의 원점으로서 F와 F'를 사용한다. 물체거리와 상 거리 u와 u'는 x와 x’로 바꾼다. 여기서 \( x = FM \) 그리고 \( x' = F'M' \) 이라 둔다. 아래의 그림을 보게되면 Q’을 나타내주고 있는데, 두 짝의 닮은 꼴 삼각형을 사용하여 측 배율에 대한 Newtonian 방정식을 구 할 수 있다. \( Y = \frac{y'}{y} = \frac{f}{x} = \frac{x'}{f'} \) \( xx' = ff' \)

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