광학 학습에 사용될 수 있는 공간 광변조기로 구현한 회절 구멍 (Spatial Light Modulator Used as Diffraction Apertures for Advanced Optics Study)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 69권 / 12호 / 1257 ~ 1262페이지
· 저자명 : 장도형, 전동렬

초록

회절 현상을 관찰하려면 빛이 통과할 작은 구멍이 필요한데, 보통은 인쇄된 구멍 모양을 사진으로 찍어축소하는 방법으로 회절 구멍을 만든다. 그러나 필름 축소 방법으로 수십 마이크로미터 크기의 정교한구멍을 다양한 형태로 만들려면 시간과 노력이 많이 든다. 빛을 변조하는 장치인 공간 광변조기는 빛이지나가는 액정 패널을 픽셀 단위로 제어한다. 우리는 공간 광변조기를 이용하면 간단한 코딩으로 다양한형태의 회절 구멍을 쉽게 만들 수 있음을 보였다. 우리가 공간 광변조기로 구현한 원형, 사각형, 육각형 회절구멍을 통과한 빛이 만든 회절 무늬는 시뮬레이션으로 얻어진 회절 무늬와 일치했다. 모양이 간단한 회절구멍 외에 이중나선처럼 복잡한 모양의 회절 구멍도 공간 광변조기로 구현했는데, 이것으로 얻어진 회절무늬는 DNA의 X-선 회절 무늬와 유사했다. 회절 현상은 물질의 구조 분석에 중요한 도구로, 물질의 구조가복잡할수록 회절 무늬로부터 실제 구조를 추론하기가 어렵다. 우리는 복잡한 회절 이론의 학습에서도 공간광변조기가 효율적인 실습 교재로 이용할 수 있음을 제안한다.

영어초록

Light diffraction requires submillimeter-size apertures. The usual method to make diffraction apertures of various shapes is a photography technique for reducing the size of the aperture pattern to a submillimeter level. Because this method requires much effort and time, we here show that a spatial light modulator (SLM) can serve as a ready-to-use diffraction aperture. Because the pixels of the liquid crystal panel of a SLM can be controlled individually by a simple software to either pass or block the light, one can realize a diffraction aperture of any shape. We tested circular square and hexagonal apertures using a SLM and confirmed that the diffraction patterns agreed with the simulated patterns. The diffraction pattern produced by using a double helix aperture, which is a more complicated shape, looked similar to the X-ray diffraction pattern of DNA. Diffraction is an important tool for structural analysis, but determining the real structure from a diffraction pattern is not easy. For that reason, we suggest that SLM apertures may be a handy and practical tool for teaching and learning about diffraction theory.

참고자료

· 없음