파장판의 특성

파장판은 빛의 편광 상태를 바꾸는 광학 장치이다.
파장판의 작동 원리에 따라 0모드, 다중모드, 이런것들이 있는데, 그건 차차 공부해 보도록 하고, 일단 가장 중요한 특성부터 알아보자.

주로 쓰이는 파장판은 반파장판이랑 4분의 1파장판이 있는데, 반파장판의 특성은 빠른축(fast axis)에 대해 느린축으로 가는 편광 방향의 빛을 반파장만큼 차이가 나도록 만든다. 따라서 반파장판 자체를 돌리면 빠른축 방향을 돌리고, 이는 빠른축에 대해 편광의 성분을 조절하는 효과가 나는데, 그 결과 편광 방향이 전체적으로 돌아가는 효과가 나타난다. 빠른축과 편광방향이 일치한 것을 0도로정의할 때, 45도만큼 돌리면 편광은 90도가 돌아간다. 즉, 돌리고 싶은 편광의 절반에 해당하는 각도가 되도록 파장판을 돌려서 맞춰두면 된다. 영어로는 Half Waveplate라고 하고, 줄여서 HWP라고 한다. 아래한글 아니다.

4분의 1파장판은 빠른축에 대해 느린축으로 가는 편광을 4분의 1파장만큼 차이가 나도록 한다. 따라서 선편광과 원편광이 서로 바뀌게 된다. 느린축 성분과 빠른축 성분이 똑같이 되면 완전한 원편광이 되고, 둘 중 하나밖에 없으면 선편광으로 나온다. 타원편광이 되는 경우에 그 타원의 이심률은 빠른축에 대해 들어간 빛의 편광 방향에 따라 다르게 된다. 영어로는 Quarter waveplate라고 하고, 줄여서 QWP라고 한다.

HWP 1개와 QWP 2개가 있으면 아무 편광이든지 만들 수 있다. QWP - HWP - QWP 순서로 빛을 통과시키고, 원하는 편광이 나오도록 조절할 수 있다.

복굴절 때문에 빔 정렬시 주의해야 할 문제가 있는데 이건 누군가 물어보면 그때 답글로...