Birefringence, Double Refraction   복굴절, 이중굴절, 바이리프리전스

1. 복굴절 (Birefringence,Double Refraction)

  ㅇ 일반적으로, 굴절률이 방향에 따라 달라지는 현상
     - 굴절률이 파동의 편광 상태에 의존적인 특성을 보이는 현상

  ㅇ 특히, 들어오는 빛이 두 가닥으로 갈라 굴절되는 현상

  ㅇ 광학적 이방성(비등방성,Anisotropic) 이라고도 불리움


2. 복굴절 물질

  ㅇ 복굴절 결정은 결정 축 마다 다른 전파 속도(즉,다른 굴절률)를 갖음

  ㅇ 이러한 결정 물질을 통해, 
     - 한 점을 보면, 두 개의 점으로 보이며, 
     - 결정을 회전하면, 한 점은 고정되어 보이나 다른 점은 회전하며 보이는 등

  ㅇ 광학적 결정 구분
     - 등방성 결정 : 입방정계
     - 단축 결정 (Uniaxial) : 삼방정계, 정방정계, 육방정계
        . 하나의 광축을 갖으며, 빛이 결정을 지날 때 편광상태에 따라 2개의 다른 속도를 갖음
        . 여기서, 광축은 결정 내 원자 배열이 대칭적으로 배열된 방향을 말함
     - 쌍축 결정 (Biaxial)  : 직방정계, 단사정계, 삼사정계

  ㅇ 例) 방해석(Calcite,삼방정계,CaCO3), 운모, 얼음, 광섬유 등


3. 광통신 복굴절의 원인 및 영향

  ㅇ 광통신에서
     - 광섬유 매질이 각각의 편광 방향(x 방향, y 방향)에 따라 굴절률이 달라서
       빛의 진행 속도가 다르게되는 현상

  ㅇ 원인 
     - 광섬유 비원성(noncircularity)
        . 광 코어, 클래딩의 중심, 원형 불일치 등
        . 기하학적 복굴절
     - 내외부 압력(stress) 
        . 매크로 밴딩, 마이크로 밴딩, 온도 변화, 뒤틀림 등
        . 압력 복굴절
     * 즉, 굴절률이 완전한 원형이 아니어서 대칭적이지 못할 때 발생됨

  ㅇ 영향 
     - 편광모드분산(PMD)

  ㅇ 참고용어 ☞ 편광유지 광섬유 (Polarization-maintening Fiber)