3차 비선형 광학현상을 이용한 레이저 분광학은 코헤런트 반스톡스 라만산란(Coherent Anti-Stokes Raman Scattering, CARS)이나 축퇴 사광자혼합(Degenerate Four-Wave Mixing, DFWM)이 기계공학의 연소진단이나 화학분야에 응용된 이래 활발히 연구되어져왔다.[1] 비선형 광학현상의 특성상, 발생한 신호는 입사 레이저광들과의 위상정합조건이 만족되는 특정한 방향으로만 진행하고 레이저광처럼 가간섭성을 갖는다. (중략)
비선형광학은 1962년 Franken과 그 동료진에 의하여 루비 레이저빛을 수정결정에 입사시킨 결과로 루비 레이저파장의 반에 해당하는 자외선빛의 발생을 관찰한 이후 지난 40년간 급속히 발전해온 광학의 한 연구분야로, 물질내에 전기장에 대하여 2차이상에 비례하는 분극이 유도됨으로 인하여 생기는 모든 효과를 통칭 비선형광학효과라고 한다. 그중 제2차 비선형현상은 광전효과를 이용한 빛변조, 제2차고조파 발생 및 합/차 주파수파발생을 통한 다양한 파장의 결맞은 광원으로서 응용되고 있을 뿐 아니라, 제3차 비선형현상으로 Optical bleaching, 자체집광/퍼짐, 광학적 고립파 및 Optical Switching 등 빛을 이용한 빛제어(Light control by light)를 할 수 있는 응용성이 있어 오늘날 까지도 활발한 연구가 진행되고 있다. (중략)
물질에 큰 전기장을 가하였을 때 그 물질의 전기 감수율이 선형이 아닌 비선형관계를 갖게 되는데, 이로 인하여 선형계에서는 볼 수 없는 여러 가지 특이한 현상들이 관측된다. 이러한 비선형적인 현상 중에서 자체집광현상은 Guassian세기 분포를 가지는 빛을 매질에 통과시켰을 때 시료가 얇은 렌즈처럼 작용하는 것으로 설명할 수 있다. 비선형 효과에 의하여 레이저빔이 본래의 특성과 달라질 수 있고 빔의 심각한 변형을 일어난다. (중략)
현재까지 많은 자체집광(Self-focusing)현상대한 많은 실험적인 연구와 이론적인 연구가 있어 왔다. 이 대표적인 광학적 비선형 현상중 하나인 자체집광현상은 물질의 종류나 구조에 따라 여러 가지 형태로 나타난다. 특히, 근래들어 비선형 박막에서 일어나는 자체집광 현사을 근접장(near-field)영역에서 관측한 실험이 있어왔다. 회절한계이하의 빔 크기를 형성시키기 위하여 자체집광현상을 이용하려는 이러한 연구는 광 메모리와 같은 응용분야에 효과적으로 응용되리라 예상된다. (중략)
자체집광(self-focusing)현상은 대표적인 광학적 비선형 현상중 하나로서, 이를 이용하여 비선형성을 측정하는 연구가 이루어져 왔으며, 근래에는 회절한계이하의 빔 크기를 형성시키기 위하여 자체집광현상을 이용하는 연구가 있어왔다. 이러한 현상에 대해 실험적인 연구와 이론적인 연구가 병행되어 이루어져 왔고, 본 연구에서 다루고자 하는 부분인 이론적인 연구는 주로 non-paraxial BPM을 이용한 연구가 있어왔다. (중략)
아조벤젠 그룹의 trans-cis-trans photo isomerization 특성에 의한 광배향 (photoinduced orientation) 성질을 이용하여 아조벤젠이 함유된 폴리머박막에 표면 부조 격자 (surface relief grating)를 만드는 것은 널리 알려져 있다. 특히 최근 들어, 비선형 물질의 주기적인 배열 구조를 만들기 위해서 surface relief grating을 corona poling 하는 방법들이 연구되어 지고 있다. poling된 surface relief grating은 poling 방향으로의 azo분자의 극질서가 유도되기 때문에, $C_{{\infty}v}$점대칭을 가지는 비등방 회절 격자(anisotropic grating)가 되며 2차 비선형 특성 중의 하나인 선형 전기 광학 효과를 나타낼 수 있다. (중략)
이 논문은 비선형 운동 제한식을 이용하여 광학 흐름을 반복적으로 구하는 계산식을 제안한다. 선형 운동 제한식을 사용하는 방법 중에 대표적인 방법과 기존의 비선형 운동 제한식을 사용하는 방법을 제안한 방법과 이론적으로 비교 분석하고, 인공 영상 및 실제 영상을 이용한 연속 영상으로 실험하여 제안된 방법이 기존의 방법들보다 성능이 우수함을 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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