마흐-젠더 간섭계에서 반사법을 이용한 선형 전기광학효과 측정

Abstract

비선형 광학적 성질을 나타내는 폴리머의 선형 전기광학 효과를 연구하기 위하여 마흐-젠더 간섭계를 구성하였고, 시료는 박막 형태로 만들어 반사법의 구조로 측정하였다. 선형전기광학 효과는 제2차 비선형 광학 효과의 하나로 비중심대칭을 갖는 물질에서 나타나는 현상이다. 그러므로 이 효과를 측정하기 위해 무작위적으로 분포되어 등방성을 가진 폴리머 박막에 강한 외부 전기장을 가하여 박막의 쌍극자들을 정렬시킨 극화 폴리머를 제작하였다. 이 극화 폴리머를 마흐-젠더 간섭계의 두 팔 중 시료팔에 있는 거울로서 장치하고, 변조 전기장을 가하여 간섭계에서 나오는 빛의 세기를 측정하였다. 반사법 형태의 마흐-젠더 간섭계에 대한 폴리머의 선형 전기광학 효과와 여러 광학적 요인에 의한 효과를 이론적으로 유도하고 실험적으로 검증하였다. 또, 간섭계에서 얻어진 측정값들로부터 선형 전기광학 계수를 측정하는 방법을 제시하였다.;A Mach-Zehnder interferometer was adopted to measure the linear electro-optic coefficient of the poled polymer film belonging to the point group symmetry C_(∞ν). Electro-optic phase modulation was measured in reflection configuration where the light in one arm of the Mach-Zehnder interferometer goes through the poled polymer film serving as a mirror and the other arm provides the optical bias. The modulation intensity was measured as a function of the modulation voltage at the maximum point of the signal in s, p polarized light. All performed measurements of the modulated intensity were obtained as a function of the optical bias for the interference intensity by turning the glass plate and the data analysis through a fitting process provides the electro-optic coefficients, Since Mach-Zehnder interferometer is a two beam interferometry, the absolute phase difference of the light for each polarization gives a lot of informations in analyzing electro-optic effects. Hence, we could obtain γ_(13) and γ_(33) respectly without an assumption of thermal distribution relating γ_(33) with γ_(13). Electro-optic coefficients, γ_(13) and γ_(33), obtained from experimental results , are compared with the value obtained through the assumption of thermal distribution. Also the values measured as a function of the incident angle are analyzed through the consideration for the change of the geometrical path of light introduced by a change in the refractive angle caused by electro-optic effect indirectly.