맨위로가기

원편파

"오늘의AI위키"는 AI 기술로 일관성 있고 체계적인 최신 지식을 제공하는 혁신 플랫폼입니다.
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.
목차

1. 개요

원편광은 전기장 벡터가 회전하는 전자기파의 편광 상태를 의미하며, 전기장과 자기장이 서로 수직을 이루며 진행 방향으로 나선형을 그린다. 원편광은 빛의 회전 방향에 따라 우원편광과 좌원편광으로 구분되며, 송신자 또는 수신자의 관점에 따라 정의가 달라질 수 있다. 원편광은 4분의 1 파장판을 이용하여 선형 편광으로 변환하거나, 안테나, 특히 교차 다이폴 안테나 또는 헬리컬 안테나를 통해 생성할 수 있다. 원편광은 FM 라디오 방송, 광학, 원편광 이색성, 원편광 발광, 양자역학 등 다양한 분야에서 활용되며, 자연계에서는 곤충, 해양 생물, 잎, 미생물, 물-공기 경계면, 펄서 등에서 관찰된다.

더 읽어볼만한 페이지

  • 편광 - 패러데이 효과
    패러데이 효과는 빛이 자기장의 영향을 받아 편광면이 회전하는 현상으로, 1845년 마이클 패러데이가 발견했으며, 광 아이솔레이터, 자기장 측정 등 다양한 분야에 응용된다.
  • 편광 - 복굴절
    복굴절은 이방성 매질에서 빛의 속도가 편광 방향에 따라 달라져 빛이 두 개 이상의 굴절광선으로 나뉘는 현상으로, 결정, 플라스틱 등 다양한 물질에서 나타나며 광학 기기 및 여러 분야에 응용된다.
  • 항성천문학 - 항성풍
  • 항성천문학 - 원시별
    원시별은 별의 진화 초기 단계로, 분자 구름의 중력 붕괴로 형성되어 수소 핵융합을 시작하기 전 주변 가스와 먼지를 흡수하며 성장하고, 강착 원반과 쌍극류를 형성하며, 적외선 및 밀리미터 영역에서 관측되며, 중심부의 중수소 핵융합을 통해 에너지를 생성하고 주변 물질이 소실된 후 T 타우리형 별 또는 허빅 Ae/Be형 별로 관측되는 천체이다.
  • 천체물리학 - 천문학
    천문학은 우주 공간에서 일어나는 현상들을 연구하는 자연과학으로, 별, 행성, 은하 등을 연구하며 고대부터 발전해 왔고 현대에는 첨단 기술을 이용해 우주를 관측하고 이론적으로 탐구하는 학문이다.
  • 천체물리학 - 우주
    우주는 모든 공간과 시간, 에너지, 물질, 천체 등을 포함하며 물리 법칙의 지배를 받는 "존재의 총체"로, 천문학, 항공우주공학, 철학, 종교 등 다양한 분야에서 정의되며 빅뱅 이론으로 설명되는 기원과 진화, 암흑 물질과 암흑 에너지로 구성된 요소, 그리고 외계 생명체 가능성이 연구되는 공간이다.
원편파
일반 정보
원편광
원편광의 애니메이션. 왼쪽과 오른쪽 원편광 모두 가능합니다.
분야광학
유형편광
상세 정보
설명전자기파의 편광 상태로, 전기장의 벡터가 파동의 진행 방향에 수직인 평면에서 일정한 크기로 회전합니다.
관련 항목선형 편광
타원 편광
스토크스 매개변수

2. 원편광의 특징

원편광된 전자기파에서 개별 전기장 벡터뿐만 아니라 결합된 벡터도 일정한 크기를 가지며 위상각이 변화한다. 이는 평면파이므로, 각 벡터는 광축에 수직인 전체 평면에 대한 전기장의 크기와 방향을 나타낸다. 특히, 원편광된 평면파는 평면에서 평면으로 전기장의 세기가 일정하지만 방향이 꾸준히 회전하는 것을 나타낸다. 이 빛은 수신자가 볼 때 오른손잡이, 시계 방향 원편광으로 간주된다. 전자기파이기 때문에 각 전기장 벡터는 해당 자기장 벡터를 가지고 있으며, 이는 표시되지 않지만 전기장 벡터에 수직이며 크기가 비례하다. 결과적으로 자기장 벡터는 표시되면 두 번째 나선을 그린다.

원편광은 종종 광학 분야에서 발견되며, 이 섹션에서는 전자기파를 단순히 빛이라고 한다.

원편광의 특성과 다른 편광과의 관계는 종종 전기장을 서로 수직인 두 개의 성분으로 나누어 생각함으로써 이해된다. 오른쪽(이동 방향 기준) 수평 성분이 수직 성분보다 파장의 4분의 1, 즉 90°의 위상차만큼 앞선다. 이 구적 위상 관계는 나선을 만들고 수직 성분의 최대 크기 지점이 수평 성분의 영 크기 지점과 일치하도록 한다.

2. 1. 전기장과 자기장의 회전

원편광된 전자기파에서 개별 전기장 벡터뿐만 아니라 결합된 벡터도 일정한 크기를 가지며 위상각이 변화한다. 이는 평면파이므로, 각 벡터는 광축에 수직인 전체 평면에 대한 전기장의 크기와 방향을 나타낸다. 특히, 원편광된 평면파는 평면에서 평면으로 전기장의 세기가 일정하지만 방향이 꾸준히 회전하는 것을 나타낸다. 이 빛은 수신자가 볼 때 오른손잡이, 시계 방향 원편광으로 간주된다. 전자기파이기 때문에 각 전기장 벡터는 해당 자기장 벡터를 가지고 있으며, 이는 표시되지 않지만 전기장 벡터에 수직이며 크기가 비례하다. 결과적으로 자기장 벡터는 표시되면 두 번째 나선을 그린다.

원편광은 종종 광학 분야에서 발견되며, 이 섹션에서는 전자기파를 단순히 빛이라고 한다.

원편광의 특성과 다른 편광과의 관계는 종종 전기장을 서로 수직인 두 개의 성분으로 나누어 생각함으로써 이해된다. 오른쪽(이동 방향 기준) 수평 성분이 수직 성분보다 파장의 4분의 1, 즉 90°의 위상차만큼 앞선다. 이 구적 위상 관계는 나선을 만들고 수직 성분의 최대 크기 지점이 수평 성분의 영 크기 지점과 일치하도록 한다.

고전 정현파 평면파는 전자기파 방정식의 전기장 및 자기장에 대한 해는 다음과 같다.

:\begin{align}

\mathbf{E} ( \mathbf{r}, t ) &= \left| \,\mathbf{E}\, \right| \mathrm{Re} \left\{ \mathbf{Q} \left|\psi\right\rangle \exp \left[ i \left( kz - \omega t \right) \right] \right\} \\

\mathbf{B} ( \mathbf{r}, t ) &= \dfrac{1}{c} \hat{ \mathbf{z} } \times \mathbf{E} ( \mathbf{r} , t )

\end{align}

여기서 k는 파수이고,

: \omega = c k는 파동의 각주파수이며, \mathbf{Q} = \left [ \hat{ \mathbf{x}}, \hat{\mathbf{y}} \right ] 는 가로 x-y 평면을 가로지르는 열을 가진 직교 2 \times 2 행렬이고, c 는 빛의 속도이다.

만약 \alpha_y 가 \alpha_x 에 대해 \pi / 2 라디안만큼 회전하고 x 진폭이 y 진폭과 같다면, 파동은 원편파된다. 존스 벡터는 다음과 같다.

: |\psi\rangle = {1\over \sqrt{2}} \begin{pmatrix} 1 \\ \pm i \end{pmatrix} \exp \left ( i \alpha_x \right )

여기서 더하기 기호는 좌원편광을, 빼기 기호는 우원편광을 나타낸다. 원편파의 경우, 일정한 크기의 전기장 벡터가 ''x''-''y'' 평면에서 회전한다.

2. 2. 좌원편광과 우원편광

원편광은 전기장 벡터가 회전하는 방향에 따라 우원 또는 좌원, 시계 방향 또는 반시계 방향이라고 불릴 수 있다. 불행히도 두 가지 상반된 역사적 관례가 존재한다.

  • 첫 번째 관례 (송신자 관점): 편광은 송신원 관점에서 정의된다. 파동이 전파되는 방향으로 송신원으로부터 자신의 왼쪽 또는 오른쪽 엄지손가락을 멀리 뻗어, 공간의 특정 지점에서 전계의 시간적 회전 방향과 손가락의 굽힘 방향을 일치시켜 좌수 또는 우수를 결정한다. 파동이 시계 방향/반시계 방향으로 원형 편광인지 판단할 때, 송신원으로부터 멀리 바라보고 파동의 전파 방향을 보면, 전계의 시간적 회전 방향을 관찰한다. 이 규칙은 전기 전자 기술자 협회(IEEE) 표준,[4][5][6] 양자 물리학,[7] 국제 천문 연맹(IAU)의 전파 천문학[8]에서 사용된다.

  • 두 번째 관례 (수신자 관점): 편광을 수신자의 관점에서 정의한다. 한 손의 엄지를 발원지 쪽으로, 즉 전파 방향 반대로 향하게 한 다음 손가락을 구부리는 방향을 전자기장의 시간적 회전에 일치시켜 좌수 또는 우수성을 결정한다. 파동이 시계 방향/반시계 방향으로 원형 편광되었는지 여부를 결정할 때, 발원지 쪽을 보면서, 즉 전파 방향 반대로 보면서, 전자기장의 시간적 회전 방향을 관찰한다. 이 표기법은 다른 표기법과 달리, 파동의 정의된 회전성이 공간에서 전자기장의 나사 형태의 회전성과 일치한다. 이 관례는 많은 광학 교과서,[9][10] SPIE,[11] 국제 순수·응용 화학 연합(IUPAC)[12]에서 사용된다.


일반적으로 공학, 양자 물리학 및 전파 천문학 분야에서는 첫 번째 관례를 사용하고,[5][7][8] 광학을 다루는 많은 물리학 교과서에서는 두 번째 관례를 사용한다.[7][9] 혼란을 피하기 위해 편광 문제를 논의할 때는 "송신원 관점에서 정의" 또는 "수신자 관점에서 정의"라고 명시하는 것이 좋다.

[https://web.archive.org/web/20090822015912/http://www.its.bldrdoc.gov/fs-1037/ 미국 연방 표준 1037C]는 두 가지 모순되는 손의 법칙 관례를 제안한다.[13]

참고로, IEEE는 물리학자들과 반대로 RHCP와 LHCP를 정의한다. IEEE 1979 안테나 표준은 푸앵카레 구의 남극에서 RHCP를 표시하며, 오른손을 사용하여 엄지손가락을 송신 방향으로 가리키고 손가락은 시간 경과에 따른 E 필드의 회전 방향을 표시하여 RHCP를 정의한다. 이는 천문 관측은 항상 관찰자를 향해 이동하는 입사파를 사용하지만, 대부분의 엔지니어는 송신자 뒤에 서서 자신에게서 멀어지는 파동을 관찰한다고 가정하기 때문이다.

2. 2. 1. 회전 방향 관례

원형 편파는 전기장 벡터가 회전하는 방향에 따라 우원 또는 좌원, 시계 방향 또는 반시계 방향이라고 불릴 수 있다. 불행히도 두 가지 상반된 역사적 관례가 존재한다.

  • 첫 번째 관례 (송신자 관점): 편광은 송신원 관점에서 정의된다. 파동이 전파되는 방향으로 송신원으로부터 자신의 왼쪽 또는 오른쪽 엄지손가락을 멀리 뻗어, 공간의 특정 지점에서 전계의 시간적 회전 방향과 손가락의 굽힘 방향을 일치시켜 좌수 또는 우수를 결정한다. 파동이 시계 방향/반시계 방향으로 원형 편광인지 판단할 때, 송신원으로부터 멀리 바라보고 파동의 전파 방향을 보면, 전계의 시간적 회전 방향을 관찰한다. 이 규칙은 전기 전자 기술자 협회(IEEE) 표준,[4][5][6] 양자 물리학,[7] 국제 천문 연맹(IAU)의 전파 천문학[8]에서 사용된다.

  • 두 번째 관례 (수신자 관점): 편광을 수신자의 관점에서 정의한다. 한 손의 엄지를 발원지 쪽으로, 즉 전파 방향 반대로 향하게 한 다음 손가락을 구부리는 방향을 전자기장의 시간적 회전에 일치시켜 좌수 또는 우수성을 결정한다. 파동이 시계 방향/반시계 방향으로 원형 편광되었는지 여부를 결정할 때, 발원지 쪽을 보면서, 즉 전파 방향 반대로 보면서, 전자기장의 시간적 회전 방향을 관찰한다. 이 표기법은 다른 표기법과 달리, 파동의 정의된 회전성이 공간에서 전자기장의 나사 형태의 회전성과 일치한다. 이 관례는 많은 광학 교과서,[9][10] SPIE,[11] 국제 순수·응용 화학 연합(IUPAC)[12]에서 사용된다.


일반적으로 공학, 양자 물리학 및 전파 천문학 분야에서는 첫 번째 관례를 사용하고,[5][7][8] 광학을 다루는 많은 물리학 교과서에서는 두 번째 관례를 사용한다.[7][9] 혼란을 피하기 위해 편광 문제를 논의할 때는 "송신원 관점에서 정의" 또는 "수신자 관점에서 정의"라고 명시하는 것이 좋다.

[https://web.archive.org/web/20090822015912/http://www.its.bldrdoc.gov/fs-1037/ 미국 연방 표준 1037C]는 두 가지 모순되는 손의 법칙 관례를 제안한다.[13]

참고로, IEEE는 물리학자들과 반대로 RHCP와 LHCP를 정의한다. IEEE 1979 안테나 표준은 푸앵카레 구의 남극에서 RHCP를 표시하며, 오른손을 사용하여 엄지손가락을 송신 방향으로 가리키고 손가락은 시간 경과에 따른 E 필드의 회전 방향을 표시하여 RHCP를 정의한다. 이는 천문 관측은 항상 관찰자를 향해 이동하는 입사파를 사용하지만, 대부분의 엔지니어는 송신자 뒤에 서서 자신에게서 멀어지는 파동을 관찰한다고 가정하기 때문이다.

2. 3. 선형 편광과의 관계

원편파된 빛은 4분의 1 파장판을 통과시킴으로써 선형 편광된 빛으로 변환될 수 있다. 선형 편광된 빛을 편광 축과 45° 각도를 이루는 4분의 1 파장판을 통과시키면 원형 편광으로 변환된다. 사실, 이것은 실제로 원형 편광을 생성하는 가장 일반적인 방법이다. 선형 편광된 빛을 45° '이외의' 각도로 4분의 1 파장판을 통과시키면 일반적으로 타원 편광이 생성된다는 점에 유의해야 한다.

2. 3. 1. 파장판 (Waveplate)

원편광의 회전 방향을 바꾸기 위해 반파장 위상판을 사용할 수 있다. 반파장 위상판은 빛의 주어진 선형 성분을 그 직교하는 선형 성분에 대해 파장의 절반만큼 위상 변환시킨다.

2. 3. 2. 반사

원편광된 빛의 손잡이는 수직 입사에서 표면에서 반사될 때 반전된다. 이러한 반사 시, 반사된 빛의 편광면의 회전은 입사장의 회전과 동일하다. 그러나, 이제 ''반대'' 방향으로 전파되면서, 입사 빔에 대해 "오른손잡이"로 묘사될 동일한 회전 방향은 반대 방향으로의 전파에 대해 "왼손잡이"가 되며, 그 반대도 마찬가지이다. 손잡이 반전 외에도, 편광의 타원율도 보존된다 (단, 복굴절 표면의 반사의 경우는 제외).

이 원리는 수직 입사에서 반사된 빛에만 엄격하게 적용된다는 점에 유의해야 한다. 예를 들어, 유전체 표면에서 경사 입사각(브루스터 각을 넘어선 각도)으로 반사된 오른쪽 원편광은 여전히 오른쪽 손잡이로 나타나지만, 타원 편광이 된다. 비수직 입사에서 금속에 의해 반사된 빛은 일반적으로 타원율도 변경된다. 이러한 상황은 입사 원편광(또는 기타)을 입사면에 평행하고 수직인 선형 편광 성분으로 분해하여 해결할 수 있으며, 일반적으로 각각 ''p'' 및 ''s''로 표기된다. ''p'' 및 ''s'' 선형 편광의 반사 성분은 프레넬 계수를 적용하여 찾을 수 있으며, 이 계수는 일반적으로 두 선형 편광에 대해 다르다. ''p''와 ''s''의 구별이 없는 수직 입사의 특수한 경우에만 두 성분에 대한 프레넬 계수가 동일하여 위와 같은 특성을 갖는다.

어떤 죽은 유럽 장미 풍뎅이(Cetonia aurata)의 사진 3장 연작으로, 반짝이는 녹색은 좌편광에서 비롯된다. MasterImage 3D 원편광 영화 안경을 사용한 사진과 사용하지 않은 사진이다. 안경 없이 보면 풍뎅이와 그 이미지 모두 반짝이는 색을 띤다. 오른쪽 편광자는 풍뎅이의 색을 제거하지만 이미지의 색은 남겨둔다. 왼쪽 편광자는 그 반대이며, 반사된 빛의 손잡이 반전을 보여준다.

3. 원편광의 생성 및 변환

3. 1. 선형 편광으로부터의 생성

선형 편광된 빛을 편광 축과 45° 각도를 이루는 4분의 1 파장판을 통과시키면 원형 편광으로 변환된다. 사실, 이것은 실제로 원형 편광을 생성하는 가장 일반적인 방법이다. 선형 편광된 빛을 45° '이외의' 각도로 4분의 1 파장판을 통과시키면 일반적으로 타원 편광이 생성된다.

반대로, 원편파된 빛은 4분의 1 파장판을 통과시킴으로써 선형 편광된 빛으로 변환될 수 있다.

3. 2. 안테나를 이용한 생성

다양한 종류의 안테나 소자를 사용하여 원형 편파(또는 거의 원형) 방사를 생성할 수 있다. 발라니스에 따르면,[16] 다이폴 소자를 사용할 수 있다.[16] 두 개의 교차된 다이폴은 두 개의 직교 전계 성분을 제공하며, 두 다이폴이 동일하다면 천정 방향의 각 전계 강도는 동일한 강도를 갖는다.[16] 두 다이폴에 90° 위상차(위상 직교)를 갖는 신호를 공급한다면, 천정 방향의 편파는 원형이 된다.[16] 90° 위상차를 얻는 한 가지 방법은 다른 다이폴보다 1/4 파장 더 길거나 짧은 전송선을 사용하여 한 다이폴에 신호를 공급하는 것이다.[16]

또는 헬리컬 소자를 사용할 수 있는데, 축 또는 종단 방사 모드에서 원형 편파를 얻으려면 헬릭스의 둘레 ''C''는 ''C''/파장 = 1에 가깝게 최적이어야 하며, 간격은 약 ''S'' = 파장/4여야 한다.[16]

패치 소자의 경우, 다양한 급전 방식이나 소자에 약간의 수정으로 원형 및 타원 편파를 얻을 수 있다.[16] 두 개의 직교 모드가 90° 시간 위상차로 여기되면 원형 편파를 얻을 수 있는데, 이는 패치의 물리적 치수를 조정하여 수행할 수 있다.[16] 정사각형 패치 소자의 경우, 이상적인 원형 편파를 여기하는 가장 쉬운 방법은 두 개의 인접한 가장자리에 소자를 급전하는 것이며, 90° 위상차는 90° 전력 분배기를 사용하여 소자에 급전함으로써 얻을 수 있다.[16]

4. 원편광의 활용

4. 1. FM 라디오 방송

FM 방송 라디오 방송국은 건물과 차량에 대한 신호 침투를 개선하기 위해 때때로 원편파를 사용한다. 이는 국제 전기 통신 연합이 "혼합 편파", 즉 수평 및 수직 편파 성분을 모두 포함하는 무선 방출이라고 지칭하는 한 가지 예이다.[14] 미국에서는 연방 통신 위원회 규정에 따르면 수평 편파가 FM 방송의 표준이지만 "원형 또는 타원형 편파를 원하는 경우 사용할 수 있다"고 명시되어 있다.[15]

유타 주 레이크 마운틴에 있는 KENZ 방송국의 94.9 MHz, 48 kW 송신기의 교차 다이폴 안테나 배열. 이 안테나는 원편파 전파를 방사한다.

4. 2. 광학

4. 3. 원편광 이색성 (Circular Dichroism)

'''원편광 이색성'''('''CD''')은 좌원편광 및 우원편광된 빛의 차등 흡수이다. 원편광 이색성은 분광법의 한 형태로, 광학 이성질체와 분자의 2차 구조를 결정하는 데 사용할 수 있다.

일반적으로, 이 현상은 모든 광학 활성 분자의 흡수 띠에서 나타난다. 결과적으로, 원편광 이색성은 대부분의 생체 분자에서 나타나는데, 그 이유는 이들이 포함하고 있는 우선성 (예: 일부 당류) 및 좌선성 (예: 일부 아미노산) 분자 때문이다. 또한 주목할 만한 것은 2차 구조 또한 해당 분자에 뚜렷한 CD를 부여한다는 것이다. 따라서, 단백질의 알파 나선, 베타 시트 및 무작위 코일 영역과 이중 나선의 핵산은 구조를 나타내는 CD 스펙트럼 특징을 갖는다.

또한, 적절한 조건 하에서는 비키랄 분자조차도 자기 원편광 이색성을 나타낼 수 있다. 즉, 자기장에 의해 유도된 원편광 이색성이다.

4. 4. 원편광 발광 (Circularly Polarized Luminescence)

'''원편광 발광'''(CPL)은 발광단(luminophore) 또는 발광단 앙상블이 키랄성을 띨 때 발생할 수 있다. 방출이 편광되는 정도는 원형 이색성과 동일한 방식으로, ''비대칭 인자''라는 용어로 정량화되며, 때로는 ''이방성'' 인자라고도 한다. 이 값은 다음과 같다.

: g_{em} \ =\ 2\left ( {\theta_\mathrm{left} - \theta_\mathrm{right} \over \theta_\mathrm{left} + \theta_\mathrm{right} } \right )

여기서 \theta_\mathrm{left} 는 좌원편광의 양자 수율에 해당하고, \theta_\mathrm{right} 는 우원편광의 양자 수율에 해당한다. 따라서 순수 좌원 또는 우원 편광에 해당하는 ''g''em의 최대 절대값은 2이다. 한편, 선형 편광 또는 비편광 광에 해당하는 ''g''em이 달성할 수 있는 가장 작은 절대값은 0이다.

4. 5. 양자역학

양자역학 관점에서 빛은 광자로 구성된다. 편광은 빛의 스핀 각운동량의 한 표현이다. 더 구체적으로, 양자역학에서 광자의 스핀 방향은 원편광된 빛의 회전 방향과 연관되어 있으며, 광자 빔의 스핀은 전자와 같은 입자 빔의 스핀과 유사하다.[17]

5. 자연계에서의 원편광

자연계에서 원편광된 빛을 체계적으로 생성하는 기전은 몇 가지 밖에 알려져 있지 않다. 1911년, 앨버트 아브라함 마이켈슨은 황금 풍뎅이 ''Chrysina resplendens''에서 반사된 빛이 우선적으로 좌편광된다는 것을 발견했다. 그 이후로, 딱정벌레과에 속하는 다른 여러 풍뎅이들, 예를 들어 ''Chrysina gloriosa'', 뿐만 아니라 갯가재와 같은 일부 갑각류에서도 원편광이 측정되었다. 이러한 경우, 근본적인 기전은 키틴질 표피의 분자 수준 나선성이다.

장미 풍뎅이(Cetonia aurata)의 외부 표면은 거의 좌원 편광된 빛만을 반사한다.


반딧불이 유충의 생물 발광 또한 원편광되어 있으며, 1980년에 ''Photuris lucicrescens''와 ''Photuris versicolor'' 종에서 보고되었다. 반딧불이의 경우, 유충의 좌우 발광기에서 서로 반대 방향의 편광된 빛을 방출하는 것으로 밝혀졌기 때문에, 편광에 대한 미세한 설명을 찾기가 더 어렵다. 저자들은 빛이 정렬된 광세포 내부의 불균질성으로 인해 선형 편광으로 시작하여, 선형 복굴절 조직을 통과하면서 원편광을 띤다고 제안한다.

잎과 광합성 미생물에서 반사된 빛에서 원편광이 감지되었다.

물-공기 경계면은 원편광의 또 다른 원천을 제공한다. 표면으로 다시 산란되는 햇빛은 선형 편광된다. 이 빛이 다시 전반사되어 아래로 반사되면 수직 성분에 위상 변이가 일어난다. 따라서 수중 관찰자가 위를 올려다볼 때, 스넬의 창 밖의 희미한 빛은 (부분적으로) 원편광된다.

자연계에서 원편광의 약한 원천으로는, 별빛의 원편광과 같이 선형 편광자에 의한 다중 산란과, 원형 이색성 매질에 의한 선택적 흡수가 있다.

펄서에서 방출되는 전파는 강하게 원편광될 수 있다.

두 종의 갯가재가 원편광된 빛을 감지할 수 있다고 보고되었다.

5. 1. 생물학적 원편광

자연계에서 원편광된 빛을 체계적으로 생성하는 기전은 몇 가지 밖에 알려져 있지 않다. 1911년, 앨버트 아브라함 마이켈슨은 황금 풍뎅이 ''Chrysina resplendens''에서 반사된 빛이 우선적으로 좌편광된다는 것을 발견했다. 그 이후로, 딱정벌레과에 속하는 다른 여러 풍뎅이들, 예를 들어 ''Chrysina gloriosa'', 뿐만 아니라 갯가재와 같은 일부 갑각류에서도 원편광이 측정되었다. 이러한 경우, 근본적인 기전은 키틴질 표피의 분자 수준 나선성이다. 반딧불이 유충의 생물 발광 또한 원편광되어 있으며, 1980년에 ''Photuris lucicrescens''와 ''Photuris versicolor'' 종에서 보고되었다. 반딧불이의 경우, 유충의 좌우 발광기에서 서로 반대 방향의 편광된 빛을 방출하는 것으로 밝혀졌기 때문에, 편광에 대한 미세한 설명을 찾기가 더 어렵다. 저자들은 빛이 정렬된 광세포 내부의 불균질성으로 인해 선형 편광으로 시작하여, 선형 복굴절 조직을 통과하면서 원편광을 띤다고 제안한다.

잎과 광합성 미생물에서 반사된 빛에서 원편광이 감지되었다. 물-공기 경계면은 원편광의 또 다른 원천을 제공한다. 표면으로 다시 산란되는 햇빛은 선형 편광된다. 이 빛이 다시 전반사되어 아래로 반사되면 수직 성분에 위상 변이가 일어난다. 따라서 수중 관찰자가 위를 올려다볼 때, 스넬의 창 밖의 희미한 빛은 (부분적으로) 원편광된다.

자연계에서 원편광의 약한 원천으로는, 별빛의 원편광과 같이 선형 편광자에 의한 다중 산란과, 원형 이색성 매질에 의한 선택적 흡수가 있다.

펄서에서 방출되는 전파는 강하게 원편광될 수 있다.

두 종의 갯가재가 원편광된 빛을 감지할 수 있다고 보고되었다.

5. 2. 천문학적 원편광

자연계에서 원편광된 빛을 체계적으로 생성하는 기전은 몇 가지 밖에 알려져 있지 않다. 1911년, 앨버트 아브라함 마이켈슨은 황금 풍뎅이 ''Chrysina resplendens''에서 반사된 빛이 우선적으로 좌편광된다는 것을 발견했다.[19] 딱정벌레과에 속하는 다른 여러 풍뎅이들, 예를 들어 ''Chrysina gloriosa''[18] 뿐만 아니라 갯가재와 같은 일부 갑각류에서도 원편광이 측정되었다. 이러한 경우, 근본적인 기전은 키틴질 표피의 분자 수준 나선성이다.[19]

반딧불이 유충의 생물 발광 또한 원편광되어 있으며, 1980년에 ''Photuris lucicrescens''와 ''Photuris versicolor'' 종에서 보고되었다. 반딧불이의 경우, 유충의 좌우 발광기에서 서로 반대 방향의 편광된 빛을 방출하는 것으로 밝혀졌기 때문에, 편광에 대한 미세한 설명을 찾기가 더 어렵다. 저자들은 빛이 정렬된 광세포 내부의 불균질성으로 인해 선형 편광으로 시작하여, 선형 복굴절 조직을 통과하면서 원편광을 띤다고 제안한다.[20]

잎과 광합성 미생물에서 반사된 빛에서 원편광이 감지되었다.[21]

물-공기 경계면은 원편광의 또 다른 원천을 제공한다. 표면으로 다시 산란되는 햇빛은 선형 편광된다. 이 빛이 다시 전반사되어 아래로 반사되면 수직 성분에 위상 변이가 일어난다. 따라서 수중 관찰자가 위를 올려다볼 때, 스넬의 창 밖의 희미한 빛은 (부분적으로) 원편광된다.[22]

자연계에서 원편광의 약한 원천으로는, 별빛의 원편광과 같이 선형 편광자에 의한 다중 산란과, 원형 이색성 매질에 의한 선택적 흡수가 있다.

펄서에서 방출되는 전파는 강하게 원편광될 수 있다.[23]

두 종의 갯가재가 원편광된 빛을 감지할 수 있다고 보고되었다.[24][25]

5. 3. 기타 환경에서의 원편광

자연계에서 원편광된 빛을 체계적으로 생성하는 기전은 몇 가지 밖에 알려져 있지 않다. 1911년, 앨버트 아브라함 마이켈슨은 황금 풍뎅이 ''Chrysina resplendens''에서 반사된 빛이 우선적으로 좌편광된다는 것을 발견했다. 그 이후로, 딱정벌레과에 속하는 다른 여러 풍뎅이들, 예를 들어 ''Chrysina gloriosa'',[18] 뿐만 아니라 갯가재와 같은 일부 갑각류에서도 원편광이 측정되었다. 이러한 경우, 근본적인 기전은 키틴질 표피의 분자 수준 나선성이다.[19]

반딧불이 유충의 생물 발광 또한 원편광되어 있으며, 1980년에 ''Photuris lucicrescens''와 ''Photuris versicolor'' 종에서 보고되었다. 반딧불이의 경우, 유충의 좌우 발광기에서 서로 반대 방향의 편광된 빛을 방출하는 것으로 밝혀졌기 때문에, 편광에 대한 미세한 설명을 찾기가 더 어렵다. 저자들은 빛이 정렬된 광세포 내부의 불균질성으로 인해 선형 편광으로 시작하여, 선형 복굴절 조직을 통과하면서 원편광을 띤다고 제안한다.[20]

잎과 광합성 미생물에서 반사된 빛에서 원편광이 감지되었다.[21]

물-공기 경계면은 원편광의 또 다른 원천을 제공한다. 표면으로 다시 산란되는 햇빛은 선형 편광된다. 이 빛이 다시 전반사되어 아래로 반사되면 수직 성분에 위상 변이가 일어난다. 따라서 수중 관찰자가 위를 올려다볼 때, 스넬의 창 밖의 희미한 빛은 (부분적으로) 원편광된다.[22]

자연계에서 원편광의 약한 원천으로는, 별빛의 원편광과 같이 선형 편광자에 의한 다중 산란과, 원형 이색성 매질에 의한 선택적 흡수가 있다.

펄서에서 방출되는 전파는 강하게 원편광될 수 있다.[23]

두 종의 갯가재가 원편광된 빛을 감지할 수 있다고 보고되었다.[24][25]

6. 한국의 관련 연구 및 기술 개발 현황

참조

[1] 논문 "Mémoire sur la double réfraction que les rayons lumineux éprouvent en traversant les aiguilles de cristal de roche suivant les directions parallèles à l'axe" H. de Senarmont, E. Verdet, and L. Fresnel (eds.), ''Oeuvres complètes d'Augustin Fresnel'', vol. 1 (1866), pp.{{nnbsp}}731–51 1822-12-09
[2] 간행물 Procès-verbaux des séances de l'Académie tenues depuis la fondation de l'Institut jusqu'au mois d'août 1835 Imprimerie de l'Observatoire d'Abbadia 1916
[3] 논문 "Note sur le calcul des teintes que la polarisation développe dans les lames cristallisées" H. de Senarmont, E. Verdet, and L. Fresnel (eds.), ''Oeuvres complètes d'Augustin Fresnel'', vol. 1 (1866), pp. 609–48 1821
[4] 간행물 "IEEE Standard Test Procedures for Antennas" IEEE-SA Standards Board 1979
[5] 기타 Electromagnetic Waves & Antennas
[6] 기타 Electromagnetic Waves & Antennas
[7] 서적 Lectures on Physics
[8] 간행물 POLARIZATION DEFINITIONS 1973
[9] 서적 Polarization in Spectral Lines 2004
[10] 서적 HANDBOOK OPTICS Volume I, Devices, Measurements and Properties
[11] 웹사이트 The Polarization Ellipse https://spie.org/pub[...] 2018-04-13
[12] 학술지 Glossary of terms used in photochemistry, 3rd edition (IUPAC Recommendations 2006) https://www.degruyte[...] 2009-01-01
[13] 웹사이트
[14] 보고서 'Report 464-5, "Polarization of Emissions in Frequency-Modulation Broadcasting in Band 8 (VHF)"' https://www.itu.int/[...] International Telecommunications Union
[15] 법령 Code of Federal Regulations
[16] 서적 "Antenna Theory: Analysis and Design" John Wiley & Sons 2016
[17] 서적 Introduction to Quantum Theory
[18] 학술지 Structural Origin of Circularly Polarized Iridescence in Jeweled Beetles https://www.science.[...] 2009-07-24
[19] 학술지 Imaging polarimetry of the circularly polarizing cuticle of scarab beetles (Coleoptera: Rutelidae, Cetoniidae) 2006-09-00
[20] 학술지 Circular polarization observed in bioluminescence http://keur.eldoc.ub[...] 1980-08-07
[21] 학술지 Detection of circular polarization in light scattered from photosynthetic microbes 2009-05-12
[22] 서적 Polarized Light in Animal Vision: Polarization Patterns in Nature Springer
[23] 학술지 On the origin of the circular polarization in radio pulsars 2005
[24] 학술지 Circular polarization vision in a stomatopod crustacean
[25] 학술지 The secret world of shrimps: polarisation vision at its best


본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.

문의하기 : help@durumis.com