광학 학습에 사용될 수 있는 공간 광변조기로 구현한 회절 구멍

Abstract

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.