기성 부품을 활용한 Optical Isolator 설계 방법

다수의 레이저 어플리케이션에서는 빛을 광원으로 회귀시키는 정반사가 쉽게 발생하여 이로 인한 과열이 일어나고 안정성 및 수명이 단축되는 경향이 있습니다. 광 아이솔레이터(optical isolator)는 원형 편광 빔을 방출하고 빛이 한 방향으로만 투과하도록 함에 따라 반사로 인해 빛이 회귀하는 현상(후방 반사)을 제거할 수 있습니다. EO의 제품 라인 엔지니어인 Ehren O’Donnell와 함께 기성 부품, 선형 폴라라이저, 쿼터-웨이브 플레이트를 활용하여 광 아이솔레이터를 설계하는 방법에 대해 알아보십시오.

광학 어플리케이션에서 사용되는 부품들은 빛이 레이저 공진기로 되돌아가도록하는 정반사를 일으켜 레이저에 손상을 가하기도 합니다. 안녕하세요! 저는 에드몬드 옵틱스의 제품 라인 엔지니어인 Ehren입니다. 이번 영상에서는 기성 광학 부품, absorptive linear polarizer, quarter wave plate를 활용해 광 아이솔레이터를 설계하는 방식, 그리고 다양한 편광 상태를 이용해 유해한 요소를 제거하는 방법에 관해 다루고자 합니다. 본 시연은 반사된 레이저를 광원으로 되돌아가도록 유도한 후 후방 반사(back reflection)가 발생하도록 하는 모의실험입니다. 일단은 빔이 absorptive linear polarizer를 통해 선형 편광이 되고 그 다음 quarter wave plate를 거쳐 원형 편광 상태가 됩니다. 이와 같은 편광 상태는 quarter wave plate의 slow axis가 편광 상태로 입사하는 빔의 방향으로 45도 회전하면서 발생합니다. 원형으로 편광된 빔이 미러에서 정반사를 겪을 경우, 본래 편광 상태에 방향 전환이 일어납니다. 간단히 말해, 원형 편광된 빛의 방향이 입사한 빔의 반대 방향으로 회전하게 됩니다. 그런 다음 입사빔이 quarter wave plate를 통해 되돌아가면, 원형 편광된 빛이 선형 편광된 빛으로 변환하게 됩니다. 하지만 미러에서의 방향 전환으로 인해 이처럼 새로 생성된 선형 편광은 본래 편광 상태와 직각을 이루게 되면서 빛이 linear polarizer를 투과할 수 없게 됩니다. 빔 스플리터와 스크린의 배치에서 볼 수 있듯이 빔이 아이솔레이터를 지나서 위치함을 알 수 있습니다. 또한 이와 같은 빔 스플리터와 스크린 배치를 통해 빔이 아이솔레이터 전에 위치하면 미러로 인한 후방 반사가 일어나 아이솔레이터가 부정확하게 정렬된다는 것을 확인할 수 있습니다. 아이솔레이터가 정확하게 정렬돼야만 빔이 아이솔레이터를 지나서 위치하더라도 아이솔레이터에 도달하기 전까지는 후방 반사가 일어나지 않습니다. 빔 스플리터와 스크린 배치는 아이솔레이터의 정확한 정렬, 후방 반사 미발생, 빔의 성공적인 광절연 구현을 알려주는 지표나 다름없습니다. 고객의 어플리케이션에 기성 광학 부품을 결합하는 방법에 관한 기타 다양한 정보는 당사 웹사이트 www.edmundoptics.co.kr을 참고하기 바랍니다. 시청해주셔서 감사합니다.