학문39 [광학] 레이저(Laser)와 라이다(LiDAR) 기술의 발전 광학은 매우 다양하고 넓은 분야에서 방대한 내용으로 다루어지면서 흥미로운 연구 주제가 많다. 그중에서도 주목받고 있는 분야들에 관해 이야기 해보자면 비선형 광학(Nonlinear Optics), 다른 포스팅에서 다루었던 광학에서 양자 얽힘과 양자 정보 기술, 초고해상도를 가지는 이미지 처리 기술과 그에 대한 응용, 또한 오늘 다룰 레이저 기술에서 혁신을 가져온 메타 물질과 인공 광학 물질과 레이저 및 라이다 기술, 그리고 마지막으로 생체 조직과의 상호작용으로 생체의학의 연구에 크게 기여하고 있는 광학을 이용한 생체의학 이미지 처리 등이 있다. 이처럼 광학은 매우 광활한 분야에서 연구되고 이용 및 응용되고 있는데, 오늘은 이 중에서도 레이저 및 라이다 기술에 대해서 포스팅해 보겠다. 아래 링크는 이전에 작.. 2024. 11. 9. [광학] 원자 분자 광 물리학에 대한 이해 원자 분자 광 물리학(AMO; Atomic, molecular, and optical physics)은 하나의 원자 혹은 원자의 몇 개 규모에서, 물질-물질 혹은 빛과 물질의 상호작용에 대해 연구하는 물리학의 세부 분야를 말한다. 주로 양자 역학이나 전자기학, 스펙트럼 분석 등을 바탕으로 하며, 고전적 물리학과 양자 역학의 교차점에서 매우 중요한 역할을 수행하고 있기도 하다. 원자 분자 광 물리학은 오늘날 현대의 기술, 특히 레이저(Laser) 기술과 양자 컴퓨팅의 기초라고 할 수 있는 원리들을 제공하고, 또한 응용 가능성이 매우 넓다는 특징이 있다. 원자 분자 광 물리학은 원자 물리학(Atomic Physics), 분자 물리학(Molecular Physics), 광학(Optics) 총 세 가지의 분야.. 2024. 11. 9. [광학] 레이저(Laser)의 특성 : LED와 Laser의 차이점 이전 게시물에서는 간단한 레이저의 설명과 레이저의 역사에 대해 소개했다. 아래 링크를 클릭하면 레이저의 시초부터 현대까지 레이저의 발명과 발전 그리고 현대 응용 분야까지 설명한 포스팅을 확인할 수 있다. 레이저는 일반적인 보통의 광원, 광선들과는 확연한 차이가 있다. 태양 빛을 한 점에 모아 종이 표면에 집중하면 종이를 태울 정도의 집약적인 에너지를 얻을 수 있다. 1960년 7월 미국의 과학자였던 메이먼 박사는 여러 과학자와 기자들 앞에서 레이저 빔(beam)으로 풍선을 터뜨려 보였는데, 이 빛의 마술은 새로운 기술이자 도구로서 그동안 존재했던 과학사에 획기적인 한 획을 그었다. 레이저의 경우 태양 빛에 비해 단위 면적당 얻어지는 에너지의 양이 훨씬 많다. 태양 빛은 직경 1/1000mm 크기에 집광시.. 2024. 11. 8. [광학] 레이저(Laser)의 역사 레이저(Laser)는 "유도 방출에 의한 빛의 증폭(light amplification by stimulated emission of radiation)"을 의미하는 머리글자로, 원자나 분자 내부에 축적된 에너지, 즉 특정한 파장의 빛을 매우 강력하고 집약된 형태로 방출하는 광원 장치이다. 이는 다시 말하면 축적된 에너지를 집약적으로 뽑아내는 것으로, 응집력 있게 결합한 광선을 말한다. 잠시 언급했듯 단 하나의 파장이나 색으로만 이루어지며, 일반적으로 레이저 "빔(beam)"은 다른 광원에 비하여 가늘고, 퍼지지 않는다. 레이저와 비교했을 때, 백열등과 같은 대부분의 광원은 "결맞음"이라는 특성을 들어 이야기할 때, 결이 맞지 않은 셀 수 없이 많은 빛을 넓은 파장 범위, 넓은 면적으로 방출한다. 반면에.. 2024. 11. 8. [광학] 빛의 속도와 특수 상대성 이론 빛의 속도(speed of light)는 광속이라고도 하며, 이는 진공에서 299,792,458m/s라는 정확한 값으로 알려져 있다. 국제적 표기는 c이며, 기본 물리 상수로써 길이 단위인 미터는 이로부터 정의되었다. 함께 논의할 "특수 상대성 이론"에 따르면, 광속 c는 우주의 모든 에너지와 물질 그리고 정보가 가질 수 있는 속도의 "최댓값"이며, 최근에 거론되는 이론에 따르면 중력파의 속도가 되기도 한다. 또한 특수 상대성 이론에 따르면 어떤 물체의 모든 움직임, 즉 물질의 이동 속도는 물론, 질량을 가진 게이지 보손도 빛의 속도보다 빠르게 움직일 수 없다. 여기서 언급되는 게이지 보손(gauge boson)에 대해서는 다른 게시물에서 자세히 다루도록 하겠다. 질량을 가지지 않는 입자와 빛처럼 전자기.. 2024. 11. 7. [광학] 광학계의 수차 : 상면 만곡 수차, 왜곡 수차 지난 게시물에 이어 자이델 5수차에 대해 포스팅하도록 하겠다. 앞서 포스팅한 구면수차, 코마수차, 비점수차에 대한 설명이 궁금하다면 아래 링크를 눌러 확인이 가능하다. 네 번째 상면 만곡(field curvature)수차에서 만곡이란 활 모양으로 굽음, 구부러짐을 나타내는 말인데 따라서 상면 만곡이란 상면이 활 모양처럼 구부러진 것을 의미한다. 앞에서 소개한 구면수차, 코마수차, 비점수차가 없는 광학계라면 이 광학계는 광축 상의 물체 점이나 광축 외 물체 점에서 각각 한 점으로 결상이 된다. 그러나 이것을 완전한 상이라고 할 수는 없다. 왜냐하면 각 점에서의 상점이 평면이 아닌 "곡면"에 형성되기 때문이다. 이를 상면의 만곡이라고 하며, 이 휘어진 상면을 페츠발(Petzval)면 이라고도 한다. 볼록렌즈.. 2024. 11. 7. 이전 1 2 3 4 5 6 7 다음
