[레이저및광통신실험A+]fourier image

문서 내 토픽

1. High Pass Filter (HPF)

실험 결과에서 HPF(High Pass Filter)를 사용하여 얻은 이미지를 확인할 수 있습니다. 그림 1-(a)에서 그림 1-(h)로 갈수록 회절무늬의 중앙을 가리는 HPF의 크기가 증가하여 회절무늬의 중앙부분 저주파 성분이 사라지는 것을 확인하였습니다.
2. 레이저 빛의 편광

그림 2에서 polarizer를 통과한 빛의 세기를 보면 그림 2-(a)보다 그림 2-(b)에서의 빛이 세기가 더 강한 것을 확인할 수 있습니다. 따라서 광섬유에 들어가기 전 레이저 빛은 편광판에 따라 달라지는 것을 알 수 있습니다. 그러나 그림 3-(a), (b)를 비교해보면 광섬유에 들어가고 난 후의 레이저 빛은 편광판에 따라 빛의 세기가 달라지지 않습니다.
3. 4f 시스템

실험에서 사용한 광학계는 4f 시스템을 응용합니다. 4f 시스템은 두 개의 렌즈로 구성되어 있고 두 렌즈 사이에 푸리에 평면이 위치합니다. 실제 실험에서는 Lens3을 설치하지 않고 바로 image plane을 설치하여 뒤집힌 상이 image plane에 맺히게 했습니다. 광원 앞에 위치한 50mm 렌즈는 초점거리가 50mm인 렌즈로 레이저를 평행광으로 만들어줍니다.

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1. High Pass Filter (HPF)

High Pass Filter (HPF)는 주파수 영역에서 높은 주파수 성분을 통과시키고 낮은 주파수 성분을 차단하는 필터링 기법입니다. HPF는 주로 음향 신호 처리, 이미지 처리, 전자 회로 설계 등 다양한 분야에서 활용됩니다. HPF를 사용하면 원 신호에서 저주파 성분을 제거하여 고주파 성분을 강조할 수 있습니다. 이를 통해 신호의 선명도와 해상도를 높일 수 있습니다. 또한 HPF는 노이즈 제거, 에지 검출, 고주파 성분 강조 등 다양한 응용 분야에서 유용하게 사용됩니다. 하지만 HPF를 잘못 설계하면 원 신호의 중요한 정보가 손실될 수 있으므로 적절한 설계가 필요합니다.
2. 레이저 빛의 편광

레이저 빛은 일반적으로 편광된 상태로 존재합니다. 편광이란 전자기파의 진동 방향이 특정 방향으로 제한되어 있는 상태를 말합니다. 레이저 빛은 단일 주파수와 단일 위상을 가지고 있어 편광이 잘 유지되는 특성이 있습니다. 이러한 편광 특성은 레이저 기술의 다양한 응용 분야에서 중요한 역할을 합니다. 예를 들어 편광 레이저 빛은 광통신, 홀로그래피, 광학 센서, 레이저 가공 등에 활용됩니다. 또한 편광 상태를 조절하여 특정 편광 상태를 만들어낼 수 있는데, 이는 편광 필터, 편광 빔 분할기, 편광 변환기 등의 광학 소자 개발에 활용됩니다. 따라서 레이저 빛의 편광 특성에 대한 이해와 제어 기술은 레이저 기술 발전에 매우 중요한 부분이라고 할 수 있습니다.
3. 4f 시스템

4f 시스템은 광학 이미징 시스템에서 사용되는 대표적인 광학 구조입니다. 4f 시스템은 두 개의 렌즈를 사용하여 물체면과 이미지면 사이의 거리가 4배 렌즈의 초점 거리가 되도록 구성됩니다. 이를 통해 물체의 크기와 이미지의 크기가 1:1로 맺히게 됩니다. 4f 시스템은 단순한 구조로도 고품질의 이미징이 가능하며, 다양한 광학 처리를 수행할 수 있다는 장점이 있습니다. 예를 들어 4f 시스템의 중간 초점면에 마스크를 삽입하면 공간 필터링이 가능하고, 물체면에 회절 격자를 놓으면 주파수 분석이 가능합니다. 또한 4f 시스템은 광학 정보 처리, 홀로그래피, 레이저 가공 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 따라서 4f 시스템은 광학 시스템 설계에 있어 매우 중요한 구조라고 할 수 있습니다.