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Photonics

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[Photonics] Optical Properties of Materials 여기서는 매질의 광학적 성질에 대해서 간단히 논하려고 합니다. 우선 이러한 분류의 모티프는 도체(금속)과 반도체, 그리고 부도체입니다. 금속의 경우는 다음과 같이 Conduction band 와 Valance Band 가 서로 붙어 있어, 전자가 자유롭게 이동하여 자유 전자가 됩니다. 이 자유 전자 때문에 금속의 많은 성질이 발생합니다. 광학적으로는 자유 전자가 빛을 반사하여 금속은 불투명하게 됩니다. 반도체는 빛을 흡수하는 성질이 있습니다. 부도체는 전자기파에 대해 투명합니다. 유전율 (Permittivity) 속박전하에 전기장을 가한 상황을 보면 다음과 같습니다.이 속박전하들이 전기장에 대해 얼마나 응답(Response)하는지에 대한 척도를 알아야 할 것입니다. 이 척도를 permittivity 와 ..
4월 2일 Photonics 스터디 오늘의 질문 1 : Aperture-type 과 Scattering-type 의 두 가지 빔이 metal 표면에 입사하는데, 이 둘이 서로 coupling 되는 일은 없겠느냐? 답 : 이 두 빔은 서로 다른 경우에 사용되는 것 같다. 오늘의 질문 2 : Prism coupling을 이용해서 Lanmuir-Blodgett-Kuhn film의 두께를 잴 때 기름을 왜 쓰는 것인가? 답 : https://en.wikipedia.org/wiki/Oil_immersion Oil immersion 효과를 이용하기 위함이다. 현미경의 분해능을 높이는 스킬 중 하나. 자세한 설명은 Oil Immersion Microscopy Animation - YouTube 유튜브에 있다. 오늘의 질문 3 대신 Evanescent ..
Photonic crystal 이란? (2) 수학적 편의를 위해 우리는 복소값을 가지는 표준적인 방법론을 도입하고, 물리적 field를 얻기 위해서 real part를 취한다. 이를 통해서 harmonic mode를 공간 패턴과 complex exponential의 곱으로 기술 할 수 있다. H(r,t)=H(r) exp(-iwt) E(r,t)=E(r) exp(-iwt) 이제 주어진 진동수에서 mode profile을 다루는 방정식을 찾기 위해서 위 방정식을 맥스웰 방정식에 대입한다. 먼저, Divergence 방정식 두 개가 이 조건을 준다. 이것의 물리적 해석은 비교적 간단하다. 장의 모양이 transverse한 전자기장의 조합으로 이루어진다는 것이다. 나머지 curl에 대한 방정식 두 개를 w domain에서 풀면 E와 H가 서로 decoupl..
Photonic crystal 이란? Mixed Dielectric Media 에서의 전자기 이론을 공부해서 Photonic Crystal에 대해 이해하는 중이다. 우선은 1D Photonic crystal 이다. ”어떤 종류의 물질이 광 전파를 완벽하게 제어하는가?“라는 의문에 대한 대답이 되겠다. 우선, 양자나 고체에서의 Crystal이란 원자/분자의 규칙적인 배열을 말하는데, Photonics에서는 유전 물질의 규칙적인 배열이라고 할 수 있다. 이 때, 유전체들에 대한 근사 조건들이 전제돼야 한다. 1. field의 세기가 충분히 작아서 선형을 가정할 수 있어야 함(Susceptibility χ등의 효과가 무시) 2. 재료가 Macroscopic & Isotropic 하다는 가정 E(r,ω),D(r,ω)가 ε_0에 의해 연관돼 있다. ..