¼öÂ÷ȸÀýÀÌ·Ð


Æĸé¼öÂ÷

'±¤ÇбⱸÀÇ ¼öÂ÷' ´Ü¿ø¿¡¼­ ±âÇϱ¤ÇÐÀûÀÎ °üÁ¡¿¡¼­ ¿©·¯ Á¾·ùÀÇ ¼öÂ÷¿¡ ´ëÇØ ´Ù·ç¾ú´Ù. ÀÌ ¹æ½ÄÀº ¸Á¿ø°æ µîÀÇ ±¤Çа踦 ¼³°èÇÏ´Â µ¥ Å« ¹«¸® ¾øÀÌ ÀÌ¿ëÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. ±×·¯³ª õü¸Á¿ø°æ¿¡¼­ ¸Ö¸® ÀÖ´Â º°ºûÀÌ ´ë±âÀÇ ºÒ±ÕÀÏÀ̳ª ¿äµ¿ µîÀ¸·Î »óÀÌ Èå·ÁÁö´Â Çö»óÀ» Æ÷ÇÔÇÑ º¸´Ù Æ÷°ýÀûÀÎ ¼öÂ÷¸¦ ¼³¸íÇϱâ´Â ¾î·Æ´Ù. À̸¦ À§Çؼ­ ¼öÂ÷¸¦ ÀÌ»óÀûÀÎ Æĸ鿡¼­ ¹þ¾î³­ Á¤µµ·Î ³ªÅ¸³»°í, À̸¦ Æĸé¼öÂ÷(wavefront aberration)¶ó ÇÑ´Ù. Æĸé¼öÂ÷·Î ¼öÂ÷¸¦ Çؼ®ÇÏ´Â °ÍÀÌ º¸´Ù ±Ùº»ÀûÀÌ°í, ¾Æ¿ï·¯ ȸÀýÀÇ È¿°ú±îÁö °°ÀÌ ¼³¸íÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. ÀÌ·¸°Ô °á»ó ¿µ¿ª¿¡¼­ ¼öÂ÷°¡ °³ÀÔµÈ °æ¿ì¿¡ ´ëÇØ ÃÑüÀûÀ¸·Î ´Ù·ç´Â ÀÌ·Ðü°è¸¦ ¼öÂ÷ȸÀýÀÌ·Ð(diffraction theory of aberration)À̶ó ÇÑ´Ù.

ÀÌ»óÀûÀÎ º¼·Ï·»Áî¿¡ ÀÇÇØ Áý¼ÓµÇ´Â Æĵ¿Àº ÆĸéÀÌ ÃÊÁ¡À» Áß½ÉÀ¸·Î ÇÏ´Â ±¸¸éÆÄ·Î ÃÊÁ¡¸é¿¡ ¿¡¾î¸® ¿øÆÇÀÇ È¸Àý¹«´Ì¸¦ ¸Î°Ô µÈ´Ù. ±×·¯³ª ¼öÂ÷°¡ Á¸ÀçÇÏ´Â °æ¿ì¿¡´Â ÆĸéÀÌ ÀÌ»óÀûÀÎ ±¸¸é¿¡¼­ ¹þ¾î³ª°Ô µÇ¸ç, ÃÊÁ¡¸éÀÇ È¸Àý¹«´Ì´Â ¿øÆÇ¿¡¼­ ¹þ¾î³­ ¸ð¾çÀÌ µÈ´Ù. µû¶ó¼­ º¼·Ï·»Áî·Î ±¸¼ºµÈ °á»ó°èÀÇ °æ¿ì Æĸé¼öÂ÷´Â ±¸¸é¿¡¼­ ¹þ¾î³­ Á¤µµ¸¦ ¸»ÇÏ°Ô µÈ´Ù.

graphic

±¸¸é¼öÂ÷¸¦ °¡Áø Æĸé_º¼·Ï·»Áî¿¡ ºñÃß¾îÁö´Â Æò¸éÆÄ°¡ ÃÊÁ¡À¸·Î ¸ð¿©µç´Ù. ½ÇÁ¦ÀÇ ÆĸéÀ» ³ì»öÀ¸·Î, ÀÌ»óÀûÀÎ ±¸¸éÆĸ¦ ºÓÀº »öÀ¸·Î ³ªÅ¸³»°í ÀÖ¾î µÑ »çÀÌÀÇ Â÷ÀÌÀÎ Æĸé¼öÂ÷¸¦ º¼ ¼ö ÀÖ´Ù. ±×¸²Àº ±¤Ãà¿¡ ´ëÇØ ´ëĪÀ¸·Î ·»Áî°¡ ±¸¸é°æ°è¸¦ ÇÏ°í ÀÖÀ» ¶§¿¡ Á¸ÀçÇÏ´Â ±¸¸é¼öÂ÷¸¦ °¡Áö´Â »óȲÀÌ´Ù.

graphic

ÄÚ¸¶¸¦ °¡Áø Æĸé_ ±â¿ï¾îÁø º¼·Ï·»Áî¿¡ ºñÃß¾îÁö´Â Æò¸éÆÄ°¡ ÃÊÁ¡À¸·Î ¸ð¿©µç´Ù. ½ÇÁ¦ÀÇ ÆĸéÀ» ³ì»öÀ¸·Î, ÀÌ»óÀûÀÎ ±¸¸éÆĸ¦ ºÓÀº »öÀ¸·Î ³ªÅ¸³»°í ÀÖ¾î µÑ »çÀÌÀÇ Â÷ÀÌÀÎ Æĸé¼öÂ÷¸¦ º¼ ¼ö ÀÖ´Ù.

ºñ·Ï Æĸ鿡´Â Æĵ¿ÀÇ ÁøÆøÀÇ Á¤º¸¸¦ °¡ÁöÁö ¾Ê±â ¶§¹®¿¡ ±¤¼±°ú ¸¶Âù°¡Áö·Î Æĵ¿ÀÇ Àü¸ð¸¦ ¹¦»çÇÏ´Â µ¥ ºÎÁ·ÇÔÀÌ ÀÖ´Ù°í ÇÏ´õ¶óµµ Æĸé Àüü¿¡ °ÉÃļ­ °ÅÀÇ ±ÕÀÏÇÑ ÁøÆøÀ» ÇÏ°í ÀÖ´Â ±¤Çа迡¼­´Â ±¤¼±ÀÇ ÀüÆÄ ¾ç½ÄÀ¸·Î ÀÌÇØÇÏ´Â °Í º¸´Ù´Â ´õ ±Ùº»ÀûÀÎ ¼³¸íÀ» ÇÒ ¼ö ÀÖ´Â °ÍÀÌ´Ù. È£ÀÌÇ ¿ø¸®¿¡ ÀÇÇØ ÆĸéÀÌ ÀüÆĵǰí, À̷κÎÅÍ ±¤Çа谡 °¡Áö´Â ȸÀýÀÇ È¿°ú¸¦ ¹Ý¿µÇÒ ¼ö Àֱ⠶§¹®¿¡ ¼öÂ÷¸¦ Æĸé¼öÂ÷ÀÇ °üÁ¡¿¡¼­ ÀÌÇØÇÏ´Â °ÍÀÌ º¸´Ù ±Ùº»ÀûÀÎ Á¢±Ù¹ýÀ̶ó ÇÒ ¼ö ÀÖ´Â °ÍÀÌ´Ù.

ÇÑÆí, Æĸé¼öÂ÷¸¦ ÃøÁ¤ÇÏ´Â ÀÏÀº Æĵ¿ÀÇ ÆĸéÀ» ÃøÁ¤ÇÏ´Â ÀÏÀ̹ǷΠ±âº»ÀûÀ¸·Î´Â °£¼·°è¸¦ ÀÌ¿ëÇØ¾ß ÇÑ´Ù. À̸¦ À§ÇÑ °ÍÀ¸·Î ¸¶ÇÏ-Á¨´õ °£¼·°è(Mach-Zehnder interferometer)³ª ´Ù¸¥ ÇüÅÂÀÇ °£¼·°è°¡ ÀÌ¿ëµÈ´Ù. °£¼·°è´Â ÃøÁ¤ÇÏ·Á´Â ºûÀ» °Å¿ïÀ̳ª ºöºÐ¸®±â(beam splitter)·Î ºÐ¸®Çؼ­ ¼­·Î ´Ù¸¥ ±¤°æ·Î¸¦ °ÅÄ¡°Ô ÇÑ ÈÄ ´Ù½Ã ¸¸³¯ ¶§ ³ªÅ¸³ª´Â °£¼·¹«´Ì¸¦ °üÃøÇÏ´Â ±¸Á¶·Î µÇ¾î ÀÖ´Ù. °£¼·°è´Â º¸Åë ¸Å¿ì Á¤±³ÇÑ ÀåÄ¡·Î¼­ ÃøÁ¤µÈ °£¼·¹«´ÌÀÇ ÇüÅ·κÎÅÍ Æĸé¼öÂ÷¸¦ ´Ù½Ã º¹¿øÇØ ³»¾î¾ß ÇÑ´Ù. ¶ÇÇÑ ÀÛÀº ·»Á ¹è¿­ÇÑ »þÅ©-ÇÏÆ®¸¸ ¼¾¼­°¡ Æĸé¼öÂ÷¸¦ ÃøÁ¤ÇÏ´Â ÀåÄ¡°¡ Ãë±ÞÇϱ⿡ ¿ëÀÌÇؼ­ Á¡Â÷ ³Î¸® ¾²ÀÌ°í ÀÖ´Ù.

¾Æ·¡ ±×¸²Àº º¼·Ï·»Áî¿¡ ÀÇÇØ Áý¼ÓµÇ´Â ÀÌ»óÀûÀÎ ÆĸéÀ» º¸¿© ÁÖ°í ÀÖ´Ù. û»ö Å׵θ®ÀÇ ¿øÆÇÀº ±¤ÇаèÀÇ Ãâ»çµ¿°øÀ» ³ªÅ¸³»¸ç, Æò¸éÆÄ°¡ ÀÔ»çÇؼ­ ¿ÏÀüÇÑ ±¸¸éÆÄ·Î ÃÊÁ¡ $f$¿¡ ¸ð¿©µç´Ù. ±×¸²¿¡¼­ NA´Â °³±¸¼ö(numerical aperture)·Î ÃÊÁ¡¿¡¼­ µ¿°øÀÇ Á߽ɰú °¡ÀåÀÚ¸®°¡ ÀÌ·ç´Â °¢ÀÇ sin °ªÀÌ´Ù.

graphic

°á»ó°èÀÇ ÀÌ»óÀûÀÎ Æĸé_ Ãâ»çµ¿°øÀ» ¹þ¾î³ª¼­ ÃÊÁ¡¸é¿¡ Áý¼ÓµÇ´Â ÀÌ»óÀûÀº ÆĸéÀ» º¸¿©ÁØ´Ù. µ¿°øÀÇ ¹Ý°æÀº 100À¸·Î °íÁ¤µÇ¾î ÀÖÀ¸¸ç, ½½¶óÀÌ´õ·Î ÃÊÁ¡°Å¸®¸¦ Á¶ÀýÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù.

¼öÂ÷¸¦ °¡Áö°í ÀÖ´Â ±¤Çаè´Â ±¤ÇаèÀÇ Ãâ»çµ¿°øÀ» Åë°úÇÑ º¹¼Ò±¤·®À» ³ªÅ¸³»´Â µ¿°øÇÔ¼ö(pupil function)·Î Ç¥ÇöµÈ´Ù. µ¿°øÇÔ¼ö´Â ±¤ÇаèÀÇ ÃÊÁ¡¸é¿¡ Áý¼ÓµÇ´Â ÀÌ»óÀûÀÎ Æĸ鿡¼­ ¹þ¾î³­ Â÷ÀÌ, Áï Æĸé¼öÂ÷ÀÇ Á¤º¸ $\Phi(\rho, \theta)$¿Í ÇÔ²² µ¿°øÀ» ¶°³ª´Â ºûÀÇ ÁøÆø $A(\rho, \theta)$À» ´ÙÀ½ ó·³ Ç¥ÇöÇÑ °ÍÀÌ´Ù. \[ P(\rho, \theta) = A(\rho, \theta) e^{i\Phi(\rho, \theta)} \] ¿©±â¼­ $(\rho, \theta)$´Â ´ÙÀ½ ±×¸²°ú °°ÀÌ µ¿°øÀÇ À§Ä¡¸¦ ±ØÁÂÇ¥ Çü½ÄÀ¸·Î ³ªÅ¸³½ °ÍÀ¸·Î $0\leq \rho \leq 1$, $0\leq\theta\leq2\pi$ÀÇ ¹üÀ§¿¡¼­ Á¤ÀǵȴÙ. Æĸé¼öÂ÷ $\Phi(\rho, \theta)$´Â Ãâ»çµ¿°øÀ» ¶°³ª´Â ºûÀÇ À§»ó°ªÀÌ ¾Æ´Ï°í, ÀÌ»óÀûÀÎ °æ¿ì¿ÍÀÇ Â÷À̸¦ ³ªÅ¸³½´Ù´Â °ÍÀÌ À¯ÀÇÇÏÀÚ. µû¶ó¼­ ¼öÂ÷°¡ ¾ø´Â ÀÌ»óÀûÀÎ »óȲ¿¡¼­´Â $\Phi=0$ÀÏ °ÍÀÌ´Ù. À̶§ Ãâ»çµ¿°øÀ» ¹þ¾î³ª´Â ºûÀÇ ±¤·®ºÐÆ÷±îÁö ±ÕÀÏÇÏ´Ù¸é $P(\rho, \theta)=const$ÀÌ´Ù.

graphic

Ãâ»çµ¿°ø°ú ÁÂÇ¥°è_ ¿øÇüÀÇ Ãâ»çµ¿°øÀ» ºüÁ®³ª¿À´Â ¹Ý°æ $R$ÀÇ ±¸¸éÆÄ°¡ ÃÊÁ¡¿¡ Áý¼ÓµÈ´Ù. µ¿°øÀÇ ÁÂÇ¥´Â $(\rho, \theta)$ÀÇ ±ØÁÂÇ¥·Î ³ªÅ¸³»¾î µ¿°øÇÔ¼ö¸¦ Á¤ÀÇÇÑ´Ù.


_ »þÅ©-ÇÏÆ®¸¸ ¼¾¼­_ ±¤ÇбⱸÀÇ ¼öÂ÷_ È£ÀÌÇ ¿ø¸®_ ¿¡¾î¸® ¿øÆÇ_ ºöºÐ¸®±â_ °£¼·¹«´Ì_ º¼·Ï·»Áî_ ±¸¸é¼öÂ÷_ ÃÊÁ¡°Å¸®_ ±âÇϱ¤ÇÐ_ Æò¸éÆÄ_ ±¸¸éÆÄ_ ±¤°æ·Î_ ¸Á¿ø°æ_ ÁøÆø_ À§»ó_ ȸÀý_ ±¤Ãà_ °Å¿ï_ ±¤¼±_ Æĸé_ Æĵ¿



Copyright ¨Ï 1999~ physica.gnu.ac.kr All rights reserved