투과법을 이용한 극화 폴리머의 선형 전기광학효과 측정

Abstract

본 논문에서는 비선형 광학성질을 나타내는 폴리머(polymer)의 선형 전기광학효과를 측정하는 방법중의 하나인 투과법(coplanar method)에 대한 자세한 고찰을 하였다. 폴리머(polymer) 박막에 강한 외부 전기장(극화 전기장)을 박막에 평행한 방향으로 가하여, 비선형 광학 성질을 갖는 폴리머 분자의 쌍극자들을 극화 전기장 방향으로 정렬(poling)시킴으로써 극화 폴리머(polymer)를 제작할 수 있다. 이러한 방법으로 제작된 극화 폴리머에 외부 전기장을 가하여 레이저 빛을 통과시킬때, 극화 폴리머의 선형 전기광학효과에 의해 발생하는 빛의 편광방향의 변화를 진폭변조(amplitude modulation)방법으로 측정하는 것을 투과법이라 한다. 실제로, 투과법에서 측정하는 편광방향 변화의 정도를 극화 폴리머의 선형 전기광학효과 뿐만 아니라 다른 광학적 요인에도 의존하게된다. 투과법에서 측정하는 편광방향의 변화와 편광방향의 변화에 영향을 주는 모든 광학적 요인들과의 관계를 유도하였고, 실험으로 검증하였다. 또한, 투과법을 이용한 폴리머의 비선형 광학성질을 측정하는 예로써, 극화 폴리머의 선형 전기광학효과 크기를 나타내는 이차 비선형 감수율의 극화 전기장에 대한 의존성을 알아보았다.;In this thesis, the coplanar method for measuring the linear electro-optic effect of polymer possessing nonlinear optical peoperties is investigated. Amorphous polymer films containing hyperpolarizable dye molecules are poled by an electric field applied along the plane of the thin film. In the coplanar method, the electrode configuration for measuring the linear electro-optic effect is the same as electric field poling. The coplanar method is based on the change of incident beam polarization due to the linear electro-optic effect. The change of beam polarization depends on not only the linear electro-optic effect of poled polymer but also the other optical factors such an optical bias and the amplitude difference between ordinary wave and extraordinary wave which pass through the poled polymer with external field. The relations between the change of incident beam polarization and the optical factors affecting it are analyzed theoretically and studied by experiment. The dependence of the linear electro-optic effect on the poling field intensity is investigated as one example using the coplanar method.