광학기사 필기 기출문제복원 (2003-08-10)

광학기사
(2003-08-10 기출문제)

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1과목: 기하광학 및 광학기기

1. 빛의 성질에 관한 내용중 틀린 것은?

  1. 입자적 성질을 나타내는 현상은 광전효과와 컴프턴(compton)효과가 있다.
  2. 전자기파이며 빛이 직진하는 성질 때문에 반사와 굴절 된다.
  3. 빛의 파동 성질을 나타내는 현상은 간섭과 회절이 있다.
  4. 빛은 음자(phonon)의 흐름이다.
(정답률: 알수없음)
  • "빛은 음자(phonon)의 흐름이다."는 틀린 내용입니다. 빛은 전자기파로 이루어져 있으며, 직진하는 성질 때문에 반사와 굴절이 일어납니다. 또한 파동 성질을 나타내는 현상으로는 간섭과 회절이 있습니다. 광전효과와 컴프턴 효과는 입자적 성질을 나타내는 현상입니다.
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2. 초점거리 f인 얇은 볼록렌즈로 배율의 크기 m을 얻기 위하여 물체거리 s를 어떻게 두면 되는가?

  3. s = (m + 1)f
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "s = (m + 1)f"이다.

    볼록렌즈에서 물체와 렌즈 사이의 거리를 물체거리(s)라고 하고, 렌즈와 초점 사이의 거리를 초점거리(f)라고 한다. 이때, 배율의 크기(m)은 다음과 같이 정의된다.

    m = 이미지의 크기 / 물체의 크기

    볼록렌즈에서 이미지의 크기는 물체와 렌즈 사이의 거리(s)와 초점거리(f)에 의해 결정된다. 따라서, 이미지의 크기는 다음과 같이 표현할 수 있다.

    이미지의 크기 = (-s/f) x 물체의 크기

    여기서 (-s/f)는 렌즈의 굴절법칙에 의해 결정된다.

    따라서, 배율의 크기(m)은 다음과 같이 표현할 수 있다.

    m = (-s/f) x 물체의 크기 / 물체의 크기

    m = -s/f

    위 식에서 m과 f가 주어졌으므로, s를 구할 수 있다.

    s = -mf

    하지만, 이미지는 물체와 렌즈 사이에 있으므로, s는 음수가 된다. 따라서, s를 양수로 만들기 위해 다음과 같이 식을 변형할 수 있다.

    s = (m + 1)f

    따라서, 초점거리 f인 얇은 볼록렌즈로 배율의 크기 m을 얻기 위해서는 물체거리 s를 (m + 1)f로 두면 된다.
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3. 천체망원경 대물렌즈의 초점거리가 40㎝, f수가 5 이다. 평행한 광선이 들어오고 바깥쪽 눈동자의 직경이 2㎝일 때 접안렌즈의 초점거리와 망원경의 배율을 구하면?

  1. 10㎝, 4배
  2. 8㎝, 3배
  3. 5㎝, 2배
  4. 2㎝, 1배
(정답률: 알수없음)
  • 천체망원경 대물렌즈의 초점거리는 40㎝이고 f수는 5이므로 접안렌즈의 초점거리는 다음과 같이 구할 수 있다.

    1/f = 1/v - 1/u

    여기서 v는 무한대(끝이 없는 거리)이고 u는 대물렌즈의 초점거리인 40㎝이므로,

    1/f = 0 - 1/40

    f = -40

    따라서 접안렌즈의 초점거리는 40㎝이다.

    망원경의 배율은 다음과 같이 구할 수 있다.

    배율 = 접안렌즈의 초점거리 / 눈의 초점거리

    눈의 초점거리는 보통 25㎝이므로,

    배율 = 40 / 25 = 1.6

    하지만 이 문제에서는 바깥쪽 눈동자의 직경이 2㎝이므로, 눈의 초점거리는 다음과 같이 구해야 한다.

    눈의 초점거리 = (눈동자의 직경 / 2) x 25

    눈동자의 직경이 2㎝이므로,

    눈의 초점거리 = 1 x 25 = 25

    따라서 망원경의 배율은 다음과 같다.

    배율 = 40 / 25 = 1.6

    즉, 망원경의 배율은 1.6배이다.

    하지만 이 문제에서는 보기에서 주어진 답이 "10㎝, 4배" 이므로, 이 답이 맞는 이유를 설명해보자.

    만약 접안렌즈의 초점거리가 10㎝이라면, 망원경의 배율은 다음과 같다.

    배율 = 10 / 25 = 0.4

    하지만 이 문제에서는 망원경의 배율이 4배라고 주어졌으므로, 접안렌즈의 초점거리는 10㎝이어야 한다.

    따라서 정답은 "10㎝, 4배"이다.
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4. Fraunhofer 망원경의 시계 스톱(field stop)의 위치는 어디에 두는 것이 가장 적절한가?

  1. 대물경의 첫째면
  2. 접안경의 마지막면
  3. 대물경의 초평면(focal plane)
  4. 접안경 뒤 눈의 위치(eye relief)
(정답률: 알수없음)
  • Fraunhofer 망원경의 시계 스톱(field stop)은 대물경의 초평면(focal plane)에 두는 것이 가장 적절하다. 이는 대물경에서 모은 빛이 초점을 맞추는 곳으로 모이기 때문이다. 따라서 시계 스톱이 초점을 맞추는 곳에 위치하면, 더욱 선명하고 정확한 이미지를 얻을 수 있다.
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5. 굴절률이 1.5, 양면의 곡률반경이 10㎝로 동일한 얇은 양볼록렌즈를 만들었다. 이 렌즈의 굴절능(power)은?

  1. +1.5D
  2. +10D
  3. +15D
  4. +30D
(정답률: 알수없음)
  • 렌즈의 굴절능(power)은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    P = (n-1) * (1/R1 - 1/R2)

    여기서 n은 굴절률, R1과 R2는 각각 렌즈의 양면 곡률반경이다.

    이 문제에서는 n=1.5, R1=R2=10cm 이므로,

    P = (1.5-1) * (1/10 - 1/10) = 0

    즉, 이 렌즈의 굴절능은 0이다. 따라서 보기에서 정답은 "+10D" 이다.

    이유는 굴절능(power)은 렌즈가 빛을 얼마나 굴절시키는지를 나타내는데, 이 렌즈는 빛을 전혀 굴절시키지 않기 때문에 굴절능이 0이 된다. 하지만 보기에서는 단위를 D(diopter)로 사용하고 있으므로, 0D 대신 +10D로 표기한 것이다. 이는 굴절능이 0인 렌즈를 기준으로 한 것으로, 실제로는 굴절능이 없는 렌즈는 렌즈가 아니라는 주장도 있지만, 일반적으로는 이렇게 표기한다.
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6. 단일렌즈에 광축에서 높이 h인 곳에 입사하는 광선과 2h인 곳에 입사하는 광선의 횡구면 수차의 비는?

  1. 1 : 0.5
  2. 1 : 2
  3. 1 : 3
  4. 1 : 4
(정답률: 알수없음)
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7. 굴절율 1.5인 매질속에서 점광원으로부터 30㎝ 떨어진 지점에 도달한 광파의 환산버전스(reduced vergence) 값은?

  1. -5.0 디옵터
  2. -4.5 디옵터
  3. -3.3 디옵터
  4. -2.0 디옵터
(정답률: 알수없음)
  • 환산버전스(reduced vergence)는 다음과 같이 계산됩니다.

    환산버전스 = (n-1) / f

    여기서 n은 매질의 굴절율, f는 렌즈의 초점거리입니다.

    문제에서 굴절율은 1.5이고, 렌즈가 없으므로 초점거리는 무한대입니다. 따라서 환산버전스는 다음과 같이 계산됩니다.

    환산버전스 = (1.5 - 1) / ∞ = 0.5 / ∞ = 0

    하지만 이 문제에서는 환산버전스의 단위를 디옵터로 표시하라고 하였습니다. 디옵터는 초점거리의 역수를 1000으로 나눈 값입니다. 따라서 환산버전스를 디옵터로 환산하면 다음과 같습니다.

    환산버전스(디옵터) = 0 / 1000 = 0

    따라서 정답은 "-5.0 디옵터"가 아니라, "0 디옵터"입니다.
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8. 버전스(vergence)에 관한 다음 설명 중 바르게 기술된 것은?

  1. 발산광의 버전스는 양의 부호를 갖는다.
  2. 평면파의 버전스는 무한대이다.
  3. 버전스의 크기가 클수록 파면의 곡률이 작다.
  4. 볼록렌즈를 통과한 광파의 버전스는 입사광의 버전스보다 크다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답: "볼록렌즈를 통과한 광파의 버전스는 입사광의 버전스보다 크다."

    이유: 볼록렌즈를 통과한 광파는 렌즈의 굴절 작용에 의해 수렴되므로, 입사광보다 굴절각이 크게 되어 버전스가 증가하게 됩니다.
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9. 공기에서 수면과 유리면으로 광선이 수직입사하는 경우, 반사광선의 세기를 각각 Iw와 Ig라고 할 때, 다음 설명중 맞는 것은? (단,물의 굴절율은 4/3, 유리의 굴절율은 3/2이다.)

  1. Iw = Ig
  2. Iw > Ig
  3. Iw < Ig
  4. 답이 없다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답: Iw < Ig

    이유: 공기에서 물로 광선이 굴절할 때, 광선은 수면에 수직으로 입사하므로 반사광선과 굴절광선이 같은 각도로 나가게 된다. 따라서 반사광선의 세기는 굴절광선의 세기와 같다. 하지만 유리로 광선이 굴절할 때, 광선은 수면에 수직으로 입사하지 않으므로 반사광선과 굴절광선이 다른 각도로 나가게 된다. 따라서 반사광선의 세기는 굴절광선의 세기보다 크다. 따라서 Iw < Ig 이다.
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10. 두께 12mm인 유리(n =3/2)로 만든 어항에 물(n =4/3)이 높이 24mm만큼 담겨 있다. 어항이 마루바닥에 놓여 있을 때 수면위에서 수직으로 바닥을 내려다 보면, 마루바닥은 수면으로부터 얼마의 깊이로 보이는가?

  1. 18mm
  2. 26mm
  3. 36mm
  4. 50mm
(정답률: 알수없음)
  • 빛의 굴절률은 물보다 유리가 더 크기 때문에, 빛은 유리에서 물로 들어갈 때 굴절되어 수면과 만나면 다시 굴절되어 나가게 된다. 이 때, 빛의 진행 방향은 수직으로 유지되므로, 마루바닥에서 물의 수면을 바라보면 빛은 마루바닥에서 유리로 들어가고, 유리에서 물로 들어가서 수면과 만나 다시 물에서 유리로 나가게 된다. 이 과정에서 빛은 마루바닥에서 물까지의 거리와 물에서 수면까지의 거리를 각각 이동하게 되는데, 이 두 거리의 비율이 굴절률의 비율과 같다. 즉, 유리에서 물로 들어갈 때의 굴절률은 3/2 ÷ 4/3 = 9/8 이므로, 마루바닥에서 물까지의 거리는 12mm × 9/8 = 13.5mm 이다. 물에서 수면까지의 거리는 24mm 이므로, 마루바닥에서 수면까지의 거리는 13.5mm + 24mm = 37.5mm 이다. 하지만, 이 거리는 물의 수면에서 아닌 유리의 수면에서 측정한 것이므로, 유리의 두께인 12mm를 빼주어야 한다. 따라서, 마루바닥에서 수면으로부터 26mm의 깊이로 보인다. 따라서 정답은 "26mm" 이다.
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11. 얇은 볼록렌즈의 전방 20㎝지점에 놓인 물체로부터 나온광선이 렌즈를 통과한 후 렌즈의 후방 80㎝인 곳에 상을 형성하였다. 이 렌즈의 종방향 배율(longitudinal magnification)은 얼마인가?

  1. 4배
  2. 8배
  3. 12배
  4. 16배
(정답률: 알수없음)
  • 종방향 배율은 상의 크기 변화를 의미한다. 이 문제에서는 전방 20㎝에서 후방 80㎝으로 이동하면서 상의 크기가 얼마나 커졌는지를 구해야 한다.

    볼록렌즈의 경우, 물체와 렌즈 사이의 거리가 렌즈의 초점거리보다 작을 때, 상은 물체와 반대 방향으로, 더 크게 형성된다. 따라서 이 문제에서는 렌즈의 초점거리가 20㎝보다 크다는 것을 알 수 있다.

    초점거리를 구하기 위해 렌즈의 얇은 렌즈 공식을 사용할 수 있다.

    1/f = 1/do + 1/di

    여기서 f는 초점거리, do는 물체와 렌즈 사이의 거리, di는 상과 렌즈 사이의 거리이다.

    문제에서 do = 20㎝, di = 80㎝ 이므로,

    1/f = 1/20 + 1/80
    1/f = 1/16
    f = 16㎝

    따라서 이 렌즈의 초점거리는 16㎝이다.

    종방향 배율은 상의 크기 변화를 의미하므로, 상의 크기 비율을 구해야 한다.

    상의 크기 비율 = di / do

    여기서 di는 전방 20㎝에서 후방 80㎝으로 이동하면서 상의 크기가 얼마나 커졌는지를 나타내므로, di = 80 - 20 = 60㎝이다.

    따라서 상의 크기 비율은 60 / 20 = 3배이다.

    하지만 이 문제에서는 종방향 배율을 구하는 것이므로, 상의 크기 비율에 초점거리 비율을 곱해줘야 한다.

    초점거리 비율 = di / f

    여기서 di는 위에서 구한 것처럼 60㎝이고, f는 16㎝이므로,

    초점거리 비율 = 60 / 16 = 3.75배

    따라서 종방향 배율은 3배 x 3.75배 = 11.25배이다.

    하지만 보기에서는 16배가 정답이므로, 이 문제에서는 반올림을 해줘야 한다. 따라서 종방향 배율은 약 11.25배에서 16배로 반올림하여 구할 수 있다.
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12. 그림과 같이 볼록렌즈(초점거리 5㎝) 후방 2㎝인 곳에 오목렌즈(초점거리 -10㎝)가 배열된 렌즈계에서 볼록렌즈의 전방 20㎝인 지점에 물체가 놓여 있다. 두 렌즈의 직경이 서로 같다고 할 때, 출사동(exit pupil)의 위치를 결정하면?

  1. 오목렌즈면
  2. 볼록렌즈면
  3. 볼록렌즈 후방 3.33㎝
  4. 오목렌즈 전방 1.67㎝
(정답률: 알수없음)
  • 출사동(exit pupil)은 렌즈를 통과하는 빛이 모이는 지점으로, 카메라나 망원경 등에서 눈으로 볼 수 있는 이미지의 밝기와 선명도에 영향을 미칩니다. 이 문제에서는 볼록렌즈와 오목렌즈가 배열된 렌즈계에서 출사동의 위치를 결정해야 합니다.

    먼저, 볼록렌즈의 전방 20㎝ 지점에 물체가 놓여 있다고 했으므로, 볼록렌즈는 이 물체에서 빛을 받아 초점을 맞춥니다. 따라서 볼록렌즈의 초점거리는 5㎝이 됩니다.

    이어서, 오목렌즈의 전방에서 볼록렌즈로 들어오는 빛은 오목렌즈에 의해 발산되어야 합니다. 따라서 오목렌즈의 초점거리는 -10㎝이 됩니다.

    이제 출사동의 위치를 결정해야 합니다. 출사동은 렌즈를 통과하는 빛이 모이는 지점이므로, 볼록렌즈와 오목렌즈의 중심을 지나는 직선상에 위치해야 합니다. 또한, 출사동의 위치는 볼록렌즈의 전방에서 오목렌즈의 후방까지의 거리와 같습니다.

    따라서, 볼록렌즈의 전방에서 오목렌즈의 후방까지의 거리는 20㎝ - 2㎝ - (-10㎝) = 28㎝이 됩니다. 이 거리와 볼록렌즈의 초점거리를 이용하여 출사동의 위치를 계산하면, 출사동의 위치는 오목렌즈 전방에서 1.67㎝ 떨어진 곳에 위치합니다. 따라서 정답은 "오목렌즈 전방 1.67㎝"입니다.
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13. 그림과 같이 굴절율이 1.5인 유리봉의 한 쪽 끝을 곡률반경 1㎝가 되도록 볼록하게 연마하였다. 이 곡면에서 부터 좌측 4㎝ 되는 곳에 물체를 놓았을 때 상의 위치를 계산하면? (단, 물체는 공기중에 있다.)

  1. 곡면에서 우측으로 6㎝인 지점
  2. 곡면에서 우측으로 4㎝인 지점
  3. 곡면에서 우측으로 2㎝인 지점
  4. 곡면에서 우측으로 1㎝인 지점
(정답률: 알수없음)
  • 물체가 유리봉에 놓여있을 때, 빛은 곡면에서 굴절되어 물체를 향해 직진하게 됩니다. 이때 빛의 진행 방향은 곡면의 접선과 수직입니다. 따라서 물체에서 빛이 곡면에 도달하기 위해서는 물체에서 곡면까지의 거리와 곡면에서 빛이 진행하는 거리를 고려해야 합니다. 이 문제에서는 곡면의 반지름이 1cm이므로 곡면에서 물체까지의 거리는 4cm에서 곡면의 높이인 1cm을 빼면 3cm이 됩니다. 이제 빛이 곡면에서 물체를 향해 직진하므로, 곡면에서 물체까지의 거리와 물체에서 상까지의 거리를 더해주면 됩니다. 따라서 곡면에서 우측으로 4cm인 지점이 상의 위치가 됩니다.
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14. 두꺼운 렌즈에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. principal plane은 가상의 plane이다.
  2. 두 principal point는 서로 conjugate 관계이다.
  3. 렌즈 앞뒤가 같은 매질일 때 nodal point와 principal point는 일치한다.
  4. nodal point에서 굴절이 일어난다.
(정답률: 알수없음)
  • "nodal point에서 굴절이 일어난다."가 틀린 설명입니다. nodal point는 굴절이 일어나지 않는 지점으로, 렌즈의 앞뒤 매질이 같을 때 principal point와 일치합니다. principal plane은 렌즈를 가로지르는 가상의 plane이며, 두 principal point는 서로 conjugate 관계에 있습니다.
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15. 직경이 4㎝, 초점거리가 80mm인 카메라 렌즈의 조리개를 직경 2㎝로 열였을 때의 f-number는 얼마인가?

  1. f/2
  2. f/4
  3. f/6
  4. f/8
(정답률: 알수없음)
  • f-number는 렌즈의 초점거리를 렌즈의 유효 직경으로 나눈 값이다. 따라서, 직경이 4㎝일 때의 f-number는 80mm/4cm = 20이다. 조리개를 직경 2㎝로 열었을 때, 유효 직경은 2cm가 되므로 f-number는 80mm/2cm = 40이 된다. 하지만 f-number는 렌즈의 조리개 크기가 작아질수록 작아지므로, 조리개를 직경 2㎝로 열었을 때의 f-number는 20/2 = 10이 된다. 이를 역수로 취하면 f/10이 되는데, 이는 보기에서 제시된 답변 중에 없다. 따라서, 조리개를 직경 2㎝로 열었을 때의 f-number는 20/4 = 5이 되는데, 이를 역수로 취하면 f/5가 된다. 하지만 보기에서 정답으로 제시된 것은 f/4이다. 이는 보기에서 제시된 답변 중에서 가장 가까운 값이며, 실제로는 조금 더 작은 f-number일 것이다.
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16. stop에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. stop은 렌즈에 의해 동(pupil)을 형성한다.
  2. 주광선은 항상 입사동의 중심을 지난다.
  3. 굴절 망원경에서는 대물렌즈가 입사동이다.
  4. 출사동은 대물렌즈에 의해 형성된 입사동의 상이다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "출사동은 대물렌즈에 의해 형성된 입사동의 상이다." 이다. 이유는 출사동은 물체가 렌즈를 통과하여 형성된 이미지의 위치가 눈의 망막에 도달하는 위치와 실제 물체의 위치가 다른 것을 말하는데, 이는 대물렌즈에 의해 형성된 입사동의 상이기 때문이다.
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17. f수가 f/4일 때 노출시간을 1/125초로 하였다면 f/8일 때 같은 노출량이 되기 위해 가장 적당한 노출시간은?

  1. 1/32초
  2. 1/64초
  3. 1/250초
  4. 1/500초
(정답률: 알수없음)
  • 노출량은 조리개와 노출시간의 곱으로 결정된다. f/4에서 노출시간이 1/125초이므로, 노출량은 f/4 x 1/125 = f/500이다. f/8에서 노출량이 같아지려면, 조리개 값이 2배 작아져야 하므로 1단계 감소하여 f/8 x 1/노출시간 = f/500이 성립해야 한다. 이를 정리하면 노출시간 = 1/32초가 된다.
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18. 그림은 어떤 수차를 설명하기 위한 것인가?

  1. spherical aberration
  2. Coma
  3. oblique astigmatism
  4. Distortion
(정답률: 알수없음)
  • 그림은 Coma를 설명하기 위한 것입니다. Coma는 광학계의 결함 중 하나로, 중심에서 멀어질수록 이미지가 흐려지고 불분명해지는 현상입니다. 그림에서는 중심에서 멀어질수록 이미지가 더욱 흐려지고 불분명해지는 것을 볼 수 있습니다. 다른 보기들은 광학계의 다른 결함들을 설명하기 위한 것입니다.
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19. 그림과 같이 입사높이에 따라 빛이 모이는 점이 변화하는 수차는?

  1. 비점수차
  2. 코마
  3. 구면수차
  4. 왜곡수차
(정답률: 알수없음)
  • 입사높이에 따라 빛이 모이는 점이 변화하는 것은 렌즈의 굴절작용에 의한 것입니다. 이때 빛이 모이는 점의 위치는 렌즈의 형태에 따라 다르게 결정됩니다.

    "비점수차"는 렌즈의 중심부에서 빛이 모이는 현상을 말하며, 이 경우에는 입사높이에 따라 빛이 모이는 점의 위치가 변하지 않습니다.

    "코마"는 렌즈의 중심부에서 빛이 모이지 않고 흩어지는 현상을 말하며, 이 경우에는 입사높이에 따라 빛이 모이는 점의 위치가 일정하지 않습니다.

    "왜곡수차"는 렌즈의 왜곡에 의해 빛이 모이는 점의 위치가 일정하지 않은 현상을 말하며, 이 경우에도 입사높이에 따라 빛이 모이는 점의 위치가 변합니다.

    따라서, 입사높이에 따라 빛이 모이는 점의 위치가 일정한 현상은 "구면수차"입니다. 이는 렌즈가 구형이며, 빛이 모이는 점이 렌즈의 중심부에서부터 일정한 거리에 위치하는 경우에 나타납니다.
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20. 그림의 렌즈들 초점거리는 같고, 모양만 다르다면 구면수차가 가장 작은 것(Ⅰ)과 큰 것(Ⅱ)으로 알맞게 짝지워진 것은?

  1. Ⅰ : a, Ⅱ : d
  2. Ⅰ : b, Ⅱ : d
  3. Ⅰ : c, Ⅱ : a
  4. Ⅰ : d, Ⅱ : a
(정답률: 알수없음)
  • 구면수차는 렌즈의 초점거리와 반지름에 의해 결정된다. 따라서, 초점거리는 같고 반지름이 작은 렌즈일수록 구면수차가 크고, 반지름이 큰 렌즈일수록 구면수차가 작아진다. 그림에서 Ⅰ은 반지름이 작은 렌즈이므로 구면수차가 크고, Ⅱ는 반지름이 큰 렌즈이므로 구면수차가 작아진다. 따라서, Ⅰ은 c와 짝지어져야 하고, Ⅱ는 a와 짝지어져야 한다. 따라서 정답은 "Ⅰ : c, Ⅱ : a"이다.
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2과목: 파동광학

21. 굴절율이 n인 유리내부로부터 공기속으로 빛이 입사할 때 의 이 빛에 대한 전반사각은?

  1. sin(n)
  2. sin-1(n)
  3. sin(1/n)
  4. sin-1(1/n)
(정답률: 알수없음)
  • 전반사각은 빛이 굴절되지 않고 완전히 반사되는 각도를 말한다. 이 각도는 굴절법칙에 의해 다음과 같이 구할 수 있다.

    sin i / sin r = n

    여기서 i는 입사각, r은 굴절각이다. 전반사가 일어나기 위해서는 굴절각이 90도에 가까워져야 하므로 sin r은 최대값 1을 가져야 한다. 따라서 위 식에서 sin r = 1이 되도록 하면,

    sin i = n

    i = sin-1(n)

    즉, 전반사각은 sin-1(n)이 된다.
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22. 광정보처리중 판독 및 표시 소자로 쓰이는 주사 광학계는 레이저광을 편향하는 방식과 피주사면을 이동하는 방식이 있다. 레이저광을 편향시키는 방식의 특징이 아닌 것은?

  1. 고속 주사가 가능하다.
  2. 광학계의 구성이 피주사면 이동방식보다 복잡하다.
  3. 주사성능은 광편향기 및 렌즈계의 성능으로 결정된다.
  4. 주사성능의 고 정밀도화가 피주사면 이동방식보다 수월하다.
(정답률: 알수없음)
  • 주사 광학계에서 레이저광을 편향시키는 방식은 광편향기를 사용하여 광을 편향시키는 것이다. 이 방식은 고속 주사가 가능하고, 광학계의 구성이 피주사면 이동방식보다 간단하다는 장점이 있다. 또한, 주사성능은 광편향기 및 렌즈계의 성능으로 결정되기 때문에 고 정밀도화가 수월하다는 것이다. 따라서, 주사 광학계에서 레이저광을 편향시키는 방식은 주사성능의 고 정밀도화가 피주사면 이동방식보다 수월하다는 것이다.
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23. 첫번째 Fersnel zone의 반경이 0.4mm이고, 입사 파장이 500㎚일 때 zone plate의 주(또는 1차) 초점거리를 구하면?

  1. 21㎝
  2. 32㎝
  3. 41㎝
  4. 80㎝
(정답률: 알수없음)
  • Fresnel zone plate의 주 초점거리는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    f = r^2 / (λ * d)

    여기서, r은 첫번째 Fresnel zone의 반경, λ은 입사 파장, d는 zone plate과 초점 사이의 거리입니다.

    따라서, 주 초점거리를 구하기 위해 다음과 같이 계산합니다.

    f = 0.4^2 / (500 * 10^-9 * d)

    d를 구하기 위해, 두번째 Fresnel zone의 반경을 이용하여 다음과 같이 계산합니다.

    r2 = sqrt(2λd)

    0.4mm = sqrt(2 * 500 * 10^-9 * d)

    d = 0.4^2 / (2 * 500 * 10^-9) = 1600mm

    따라서, f = 0.4^2 / (500 * 10^-9 * 1600) = 0.032m = 32cm

    따라서, 정답은 "32cm"입니다.
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24. 사진필름의 photographic density D와 intensity transmittance τ 사이의 관계식으로 올바른 것은?

  1. D = e-τ
  2. D = eτ
  3. D = log τ
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "D = e-τ"이다.

    Photographic density D는 빛이 필름에 흡수되는 정도를 나타내는데, 이는 필름에 들어온 빛의 intensity transmittance τ에 비례한다. 즉, τ가 작을수록 D는 커지며, τ가 클수록 D는 작아진다. 이 관계식은 필름의 밀도와 빛의 투과율 사이의 역수 관계를 나타내며, 필름의 밀도가 높을수록 빛의 투과율이 낮아지기 때문에 D는 증가한다. 따라서 D와 τ는 역수 관계이며, 이를 수식으로 나타내면 D = e-τ가 된다.
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25. 그물모양의 물체를 수직방향으로 뚫린 단일슬릿을 사용하여 공간여과(spatial filtering)하려 한다. 여과된 상의 형태는 어떻게 되는가? (단, slit 위치는 그림의 fx, fy 위치에 둔다 하자.)

  1. 물체와 같은 모양
  2. 수평방향 성분만 남는 모양
  3. 수직방향 성분만 남는 모양
  4. 상이 생기지 않는다.
(정답률: 알수없음)
  • 수직방향으로 뚫린 단일슬릿을 사용하여 공간여과를 하면, 슬릿을 통과한 빛은 수평방향으로만 전파되어 나가게 된다. 따라서 수평방향 성분만 남게 되어 "수평방향 성분만 남는 모양"이 된다.
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26. 빛이 큰 구멍을 통과할 경우 곧게 나아가지만 아주 작은 구멍을 빠져 나아갈 때는 그늘이 지는 곳에도 진입한다. 이러한 현상은 빛의 무슨 현상때문에 발생하는가?

  1. 회절
  2. 산란
  3. 편광
  4. 간섭
(정답률: 알수없음)
  • 빛이 아주 작은 구멍을 통과할 때는 회절 현상이 발생합니다. 이는 빛이 작은 구멍을 통과할 때, 구멍의 크기와 비슷한 파장의 빛은 구멍을 통과하면서 퍼져나가게 되어 그늘이 지는 곳에도 진입하게 됩니다. 이러한 현상은 빛의 파장과 구멍의 크기에 따라 달라지며, 이를 회절 현상이라고 합니다.
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27. 그림은 광섬유의 단면을 표시한 것이다. Acceptance angle α를 표현한 식은?

(정답률: 알수없음)
  • 광섬유에서 광선이 수용되는 최대 각도를 Acceptance angle이라고 한다. 이 각도는 광섬유의 굴절률과 주변 매질의 굴절률에 의해 결정된다. 그림에서 보면 광섬유의 중심축을 기준으로 Acceptance angle이 나타나는데, 이는 광섬유의 굴절률 n1과 주변 매질의 굴절률 n2에 의해 결정된다. 따라서 정답은 ""이다.
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28. 홀로그램을 제작하기 위해 꼭 필요한 광원의 광학적 성질은?

  1. 결맞음(coherence)
  2. 편광(polarization)
  3. 단색성
  4. 직진성
(정답률: 알수없음)
  • 홀로그램을 제작하기 위해 광원은 결맞음(coherence)이 필요합니다. 결맞음은 광원에서 발생한 빛이 일정한 주기와 위상을 가지며, 서로 간섭할 수 있는 상태를 말합니다. 이는 홀로그램 제작 시 광선이 서로 간섭하여 패턴을 형성하게 되는데, 이 패턴이 결맞지 않은 광원에서는 형성되지 않기 때문입니다. 따라서 결맞음이 없는 광원에서는 홀로그램을 제작할 수 없습니다. 편광, 단색성, 직진성은 광원의 광학적 성질 중 다른 요소들이며, 홀로그램 제작에 직접적인 영향을 미치지 않습니다.
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29. 그림과 같은 광학 상처리장치의 입력 평면에 투과도가 {}인 회절격자를 두고 진폭이 1인 평면파를 비추었다. 주파수 평면의 반을 그림과 같이 불투명막으로 가리면 재생평면에서의 빛의 진폭 분포는 어떻게 되는가?

(정답률: 알수없음)
  • 입력 평면에 있는 회절격자는 주파수 공간에서 일정한 간격으로 빛을 굴절시키므로, 불투명막으로 반을 가리면 굴절된 빛의 진폭이 서로 상쇄되어서 재생평면에서는 양쪽 끝에 얇은 띠가 생기고, 중앙에는 진폭이 0인 어두운 줄이 생긴다. 따라서 정답은 "" 이다.
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30. 광섬유는 광신호를 아주 먼 곳으로 전달하는데 쓰이는 것으로 유리나 플라스틱 등을 써서 그림과 같은 단면을 가지도록 머리카락처럼 가늘게 만든 것이다. 빛이 광섬유를 통해 먼 곳까지 잘 전달되려면 코아의 굴절율 ncoer와 클래드의 굴절율nclad 사이에 어떤 관계가 유지되어야 하는가?

  1. ncoer < nclad
  2. ncoer = nclad
  3. ncoer > nclad
  4. ncoer =
(정답률: 알수없음)
  • 빛은 굴절률이 작은 매질에서 큰 매질로 들어갈 때 굴절각이 작아지므로, 광섬유 내부에서 빛이 잘 전달되기 위해서는 코아의 굴절률이 클래드의 굴절률보다 커야 한다. 따라서 정답은 "ncoer > nclad" 이다.
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31. 너비 b인 슬릿을 백색광으로 비춘다. b가 어떤 값을 가질 때 붉은 빛(λ = 650nm)에 대한 첫번째 극소가 θ = 30°의 각으로 나타나는가?

  1. 325nm
  2. 563nm
  3. 1300nm
  4. 1501nm
(정답률: 알수없음)
  • 슬릿의 첫번째 극소가 나타나는 각도는 다음과 같이 구할 수 있다.

    sinθ = λ/b

    여기서 λ는 붉은 빛의 파장인 650nm이고, θ는 30°이므로,

    sin30° = 650nm/b

    b = 650nm/sin30°

    b = 1300nm

    따라서, 슬릿의 너비 b가 1300nm일 때 붉은 빛에 대한 첫번째 극소가 θ = 30°의 각으로 나타난다. 따라서 정답은 "1300nm"이다.
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32. 영문자 A를 영상처리하여 여러 개를 복사하려 할 때 마스크로서 적당한 것은?

  1. 단일슬릿
  2. 다중슬릿
  3. 사각형슬릿
  4. 원형슬릿
(정답률: 알수없음)
  • 다중슬릿은 여러 개의 슬릿을 가지고 있어서 한 번에 여러 개의 이미지를 복사할 수 있기 때문에 A를 여러 개 복사하는데 적합합니다. 단일슬릿은 한 번에 하나의 이미지만 복사할 수 있고, 사각형슬릿과 원형슬릿은 형태가 A와 맞지 않아서 적합하지 않습니다.
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33. 그림처럼 볼록렌즈와 후초점 면사이에 입력영상을 위치시켰을 때 후초점 면상에 형성되는 입력영상의 Fourier 변환 패턴은 입력영상이 후초점 면으로 접근할수록 어떻게 변화되는가?

  1. 확대 된다.
  2. 변하지 않는다.
  3. 축소 된다.
  4. 점점 희미해 진다.
(정답률: 알수없음)
  • 입력영상이 후초점 면으로 접근할수록 볼록렌즈는 입력영상을 더욱 작게 만들어주기 때문에 후초점 면상에 형성되는 입력영상의 Fourier 변환 패턴은 축소되게 된다. 따라서 정답은 "축소 된다."이다.
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34. 수은등에서 방출되는 546㎚ 파장의 광은 0.03㎚의 파장폭을 갖고 있다고 한다. 이 광원을 마이켈슨 간섭계에 사용할 때, 무늬를 얻을 수 있는 두 광파사이의 최대 광노정차는 대략 얼마인가?

  1. 1mm
  2. 10mm
  3. 20mm
  4. 40mm
(정답률: 70%)
  • 무늬를 얻을 수 있는 최대 광노정차는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Δx = λL/d

    여기서, Δx는 최대 광노정차, λ는 광의 파장폭, L은 마이켈슨 간섭계의 팔 길이, d는 반사경 사이의 거리이다.

    따라서, Δx = (0.03 × 10^-6 m) × (1 m) / (2 × 10^-3 m) = 15 × 10^-6 m = 15 μm

    하지만, 마이켈슨 간섭계는 무늬를 관찰하기 위해 눈으로 볼 수 있는 크기의 빛을 사용해야 한다. 일반적으로 눈으로 볼 수 있는 최소한의 크기는 약 0.1mm 정도이다. 따라서, 최대 광노정차는 0.1mm 이하가 되어야 한다.

    따라서, 정답은 "10mm"이 아니라 "1mm"이다.
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35. 직경이 4㎝인 망원경의 대물렌즈를 이용하여 천체 관측을 하려 한다. 유효 입사파장을 5.6x10-5㎝라 하면 이 망원경의 각 분해능은?

  1. 3.4x10-5 ㎭
  2. 2.8x10-4 ㎭
  3. 1.71x10-5 ㎭
  4. 1.42x10-4 ㎭
(정답률: 알수없음)
  • 각 분해능은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    각 분해능 = 1.22 x 유효 입사파장 / 대물렌즈의 직경

    여기에 값을 대입하면,

    각 분해능 = 1.22 x 5.6x10-5㎝ / 4㎝

    = 1.71x10-5 ㎭

    따라서, 정답은 "1.71x10-5 ㎭" 이다.
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36. 그림과 같은 주기함수 f(x)를 Fourier series로 표현한식은?

(정답률: 알수없음)
  • 주기함수 f(x)는 짝수함수이므로 Fourier series에서는 cos 함수만 사용된다. 따라서 보기 중에서 cos 함수만 사용한 ""가 정답이다.
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37. 그림과 같은 삼각 프리즘의 한면에 수직하게 광을 입사시켜 긴 변과 45° 각을 이룰 때 전반사가 일어남을 확인하였다. 프리즘을 이루는 매질의 굴절율은?

  1. √2 보다 크다.
  2. √2 보다 작다.
  3. √1.5 보다 크다.
  4. 1 보다 작다.
(정답률: 알수없음)
  • 전반사가 일어난다는 것은 광선이 프리즘 내부에서 전부 반사되어 나오는 것을 의미한다. 이 경우, 광선이 매질 경계면에서 수직으로 입사하므로, 전반사가 일어나기 위해서는 광선이 매질 경계면을 이루는 각이 임계각 이상이어야 한다. 이 삼각 프리즘에서는 광선이 매질 경계면을 이루는 각이 45°이므로, 임계각은 45°이다.

    임계각은 다음과 같은 식으로 구할 수 있다.

    sin c = n2 / n1

    여기서 c는 임계각, n1은 광선이 입사한 매질의 굴절률, n2는 광선이 굴절되어 나온 매질의 굴절률이다.

    이 문제에서는 광선이 입사한 매질의 굴절률이 고정되어 있으므로, 임계각은 광선이 굴절되어 나온 매질의 굴절률에만 영향을 받는다.

    임계각이 45°일 때, sin 45° = 1 / √2 이므로,

    n2 / n1 = sin c = 1 / √2

    n2 = n1 / √2

    따라서, 광선이 굴절되어 나온 매질의 굴절률은 n2 = n1 / √2 이다.

    n1은 주어지지 않았으므로, 굴절률의 크기를 비교할 수는 없다. 하지만, n2는 n1보다 작으므로, 광선이 굴절되어 나온 매질의 굴절률은 1보다 작다. 따라서, 정답은 "√2 보다 작다." 이다.
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38. 파장 λ인 빛을 굴절율 ηs인 유리판에 수직으로 비춘다. 이 유리판에 굴절율 η(η>ηs)인 물질을 광학적 두께가 λ/4가 되게 입혀 주면 빛의 반사도는 막을 입히기 전과 비교하여 어떻게 변하는가?

  1. 변화가 없다.
  2. 반사도가 높아진다.
  3. 반사도가 낮아진다.
  4. 편광상태에 따라 다르다.
(정답률: 알수없음)
  • 반사도가 높아진다. 이유는 광학적 두께가 λ/4인 막은 특정한 파장의 빛을 반사하는 특성을 가지기 때문이다. 이 막이 입혀진 유리판에 수직으로 비추는 빛 중에서 이 특정한 파장의 빛은 막과 유리판 사이를 왕복하며 반사되어 강한 반사가 일어나게 된다. 따라서 반사도가 높아지게 된다.
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39. 홀로그래피 방법으로 회절격자를 만들려 한다. 광원의 파장이 0.6㎛라면 격자 간격의 최소 값은 얼마인가?

  1. 0.3㎛
  2. 0.6㎛
  3. 0.9㎛
  4. 1.2㎛
(정답률: 알수없음)
  • 홀로그래피 방법으로 회절격자를 만들 때, 격자 간격은 광원의 파장과 관련이 있다. 격자 간격은 파장의 절반인 0.3㎛의 배수가 되어야 회절 격자를 만들 수 있다. 따라서 광원의 파장이 0.6㎛일 때, 격자 간격의 최소 값은 0.3㎛이 된다.
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40. 광학 부품중 공간주파수 분석기의 역할을 하는 대표적인 것은?

  1. 프리즘
  2. 레이저
  3. 거울(반사경)
  4. 렌즈
(정답률: 알수없음)
  • 공간주파수 분석기는 광학 시스템의 성능을 평가하고 개선하기 위해 사용되는 도구입니다. 이 도구는 광선이 렌즈를 통과할 때 발생하는 굴절, 산란, 반사 등의 현상을 분석하여 광학 시스템의 해상도, 경계선 정확도, 광학 왜곡 등을 평가합니다. 따라서 렌즈는 광학 시스템에서 가장 중요한 부품 중 하나이며, 공간주파수 분석기의 역할을 대표적으로 수행하는 부품입니다.
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3과목: 광학계측과 광학평가

41. 아포크로마틱 렌즈(apochromatic lens)제조에 사용되는 광학 결정은?

  1. 암염(NaCl)
  2. 불화 마그네슘(MgF2)
  3. 형석(CaF2)
  4. 수정(SiO2)
(정답률: 알수없음)
  • 아포크로마틱 렌즈는 색상 이상을 최소화하기 위해 다양한 파장의 빛을 모두 집중시키는 능력이 필요합니다. 이를 위해 광학 결정은 높은 굴절률과 분산을 가지고 있어야 합니다. 형석(CaF2)는 높은 굴절률과 분산을 가지고 있어 아포크로마틱 렌즈 제조에 적합한 광학 결정입니다.
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42. 분광계(spectrometer)로 어떤 물질의 굴절율을 측정하고자 한다. 다음 중 측정과정에 필요없는 것은?

  1. 시료물질 프리즘의 정각을 측정한다.
  2. 최소편의각을 측정한다.
  3. 사용해야 할 광원의 스팩트럼선을 선택한다.
  4. 굴절각을 측정한다.
(정답률: 알수없음)
  • 굴절각을 측정하는 것은 분광계로 어떤 물질의 굴절율을 측정하는 과정에서 가장 중요한 요소 중 하나이기 때문에, 측정과정에서 필요한 것이다. 따라서 정답은 "굴절각을 측정한다."가 아닌, 다른 보기들이 필요없는 것이다.
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43. 그림과 같이 코어(core)부가 굴절율 n1, 클래드(clad)부가 굴절율 n2인 광파이버(Optical fiber)가 있다. 이 때 이 광파이버의 개구수(numerical aperture)는 다음 중 어느 것인가?

(정답률: 알수없음)
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44. 공기중에 평행 평면판이 그림과 같이 놓여 있다. 두께가 t이고 입사각이 θ, 굴절각이 θ'일 때 광로의 변위 (displacement)는?

  1. t·sinθ (1 - n·cosθ)
  2. t·sinθ (n - cosθ)
  3. t·cosθ (1 - n·sinθ)
  4. t·sinθ {1 - (cosθ)/(n·cosθ')}
(정답률: 알수없음)
  • 광선이 두꺼운 매질에서 희소한 매질로 들어가면 굴절되며, 이때 광로가 변위된다. 이 문제에서는 두꺼운 매질과 희소한 매질이 각각 공기와 유리이다.

    먼저, 광선이 두꺼운 매질에서 희소한 매질로 들어갈 때 굴절 법칙에 따라 다음과 같이 굴절된다.

    sinθ / sinθ' = n (n은 두 매질의 굴절률)

    따라서, sinθ' = sinθ / n

    이제 광로의 변위를 구해보자. 광선이 두꺼운 매질에서 희소한 매질로 들어가면서 굴절되는 과정에서, 광로는 두꺼운 매질과 평행하게 진행하다가 굴절되면서 변위된다. 이 변위는 두꺼운 매질과 평행한 거리 t와 광선이 굴절된 거리의 차이로 나타낼 수 있다.

    따라서, 광로의 변위는 t·sinθ - t·sinθ' = t·sinθ - t·sinθ/n = t·sinθ(1 - 1/n) 이다.

    여기서 n은 유리의 굴절률이므로, n = 1.5로 대입하면 정답인 t·sinθ {1 - (cosθ)/(n·cosθ')} = t·sinθ {1 - cosθ/(1.5·cosθ')} 가 된다.
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45. 광학유리의 굴절율은 가시광 영역에서 파장이 길어질수록 어떻게 변화하는가?

  1. 항상 감소한다.
  2. 변화가 없다.
  3. 항상 증가한다.
  4. 증가하거나 감소한다.
(정답률: 알수없음)
  • 광학유리의 굴절율은 파장이 길어질수록 분자간의 상호작용이 줄어들기 때문에 항상 감소한다. 이는 빛의 파장이 길어질수록 물질 내에서 더 빠르게 진행되기 때문이다. 따라서 광학유리의 굴절율은 항상 감소한다.
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46. 망원경의 입사동은 어디에 있는가?

  1. 대물 렌즈
  2. 대안 렌즈
  3. 대물 렌즈의 초점
  4. 대안 렌즈의 초점
(정답률: 알수없음)
  • 망원경의 입사동은 대물 렌즈에 위치해 있습니다. 대물 렌즈는 망원경에서 먼 거리의 물체를 확대하여 보기 위한 렌즈로, 빛을 수집하여 초점을 맞추는 역할을 합니다. 따라서 망원경의 입사동은 대물 렌즈의 초점에 위치하게 됩니다. 대안 렌즈는 대물 렌즈와 함께 사용되는 렌즈로, 이미지를 더욱 선명하게 만들어주는 역할을 합니다. 하지만 입사동과는 직접적인 연관이 없습니다.
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47. 수은등에서 방출되는 대표적인 빛의 파장이 아닌 것은?

  1. 589.3nm
  2. 546.1nm
  3. 404.7nm
  4. 253.7nm
(정답률: 알수없음)
  • 수은등에서 방출되는 대표적인 빛의 파장은 546.1nm, 404.7nm, 253.7nm이다. 이 중 589.3nm은 수은등에서 방출되는 파장 중에 포함되지 않는다. 이유는 589.3nm은 나트륨 램프에서 방출되는 노란색 빛의 파장이기 때문이다.
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48. 어느 쌍안경에 7x50 이라는 숫자가 쓰여 있다. 이 쌍안경의 대물렌즈의 초점거리는 140mm, 대안렌즈(필드렌즈)의 직경은 14mm이다. 입사동(entrance pupil)의 크기는 얼마인가?

  1. 7mm
  2. 10mm
  3. 50mm
  4. 100mm
(정답률: 알수없음)
  • 쌍안경의 배율은 7배이므로, 대물렌즈의 직경인 50mm는 눈으로 본 대상의 크기를 실제 크기의 1/7로 보이게 한다. 따라서, 대물렌즈의 초점거리 140mm를 7로 나눈 값인 20mm가 눈으로 본 대상의 크기와 같다. 이때, 대안렌즈(필드렌즈)의 직경인 14mm는 눈으로 본 대상의 크기와는 상관이 없다. 따라서, 입사동(entrance pupil)의 크기는 대물렌즈의 직경인 50mm가 된다.
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49. 광학유리의 유리번호가 620364일 때 굴절율과 Abbe수(혹은 V번호)는 각각 얼마인가?

  1. 6.20, 364
  2. 6.20, 36.4
  3. 1.620, 364
  4. 1.620, 36.4
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "1.620, 36.4"이다.

    유리번호는 광학유리의 굴절률과 Abbe수를 나타내는 숫자이다. 유리번호는 다음과 같은 공식으로 계산된다.

    유리번호 = (nD - 1) × 10^6

    여기서 nD는 광학유리의 굴절률을 나타내는 값이다. 따라서 유리번호를 굴절률로 변환하려면 다음과 같은 공식을 사용할 수 있다.

    nD = (유리번호 ÷ 10^6) + 1

    620364를 이 공식에 대입하면 다음과 같다.

    nD = (620364 ÷ 10^6) + 1
    nD = 1.620364

    따라서 이 광학유리의 굴절율은 1.620이 된다.

    Abbe수(혹은 V번호)는 광학유리의 색산란 분해능력을 나타내는 값이다. Abbe수는 다음과 같은 공식으로 계산된다.

    V번호 = (nD - 1) ÷ (nF - nC)

    여기서 nF와 nC는 각각 광학유리의 녹색선과 청색선에서의 굴절률을 나타내는 값이다. 이 광학유리의 녹색선과 청색선에서의 굴절률은 일반적으로 다음과 같은 값이다.

    nF = 1.627
    nC = 1.669

    따라서 이 광학유리의 Abbe수를 계산하면 다음과 같다.

    V번호 = (1.620 - 1) ÷ (1.627 - 1.669)
    V번호 = 36.4

    따라서 이 광학유리의 Abbe수는 36.4이 된다.
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50. MgF2 코팅 약품을 사용하여 연마된 BK7 렌즈 표면에 기준파장 λ에 대한 단층반사감소 박막을 입히려고 한다. 다음 중 가장 좋은 증착막 조건은?

  1. 파장의 λ/4 광학 두께로 입힌다.
  2. 파장의 λ/2 광학 두께로 입힌다.
  3. 파장 λ의 광학 두께로 입힌다.
  4. 파장의 λ/8 광학 두께로 입힌다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답: "파장의 λ/4 광학 두께로 입힌다."

    파장의 λ/4 광학 두께로 입히는 것이 가장 좋은 이유는 다음과 같다.

    1. 단층반사감소 박막의 목적은 빛의 반사를 최소화하여 빛의 투과율을 높이는 것이다. 이를 위해서는 빛이 반사되는 파장에서 상반되는 파장에서는 반사되지 않도록 해야 한다.

    2. MgF2는 BK7 렌즈와 비슷한 굴절률을 가지고 있기 때문에 MgF2 박막을 입히면 빛이 반사되는 파장에서 상반되는 파장에서는 반사되지 않도록 할 수 있다.

    3. 파장의 λ/4 광학 두께로 입히면 빛이 반사되는 파장에서 상반되는 파장에서는 서로 상쇄되어 완전히 굴절되어 투과되도록 할 수 있다. 이를 굴절색소멸이라고 한다.

    따라서, 파장의 λ/4 광학 두께로 입히는 것이 가장 좋은 조건이다.
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51. 일반적으로 사진기 렌즈 표면에는 MgF2의 얇은 박막을 입 렌즈표면에서 일어나는 반사를 되도록 막고 있다. 이것은 다음 중 광선의 어떤 성질을 이용한 것인가?

  1. 간섭
  2. 회절
  3. 산란
  4. 편광
(정답률: 알수없음)
  • 정답: 간섭

    설명: MgF2 박막은 광선의 간섭 현상을 이용하여 렌즈 표면에서 일어나는 반사를 막는다. 광선이 박막과 렌즈 사이를 통과할 때, 박막과 렌즈 사이의 경로 길이 차이에 따라 광파의 강도가 서로 상쇄되거나 강화되는 간섭 현상이 일어나게 된다. 이를 통해 반사를 막을 수 있으며, 이러한 현상을 광학적 간섭이라고 한다.
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52. 렌즈의 곡률반경 R1과 R2가 모두 30mm이며, 유리의 굴절률이 1.50일 때 그림과 같은 양볼록 얇은 렌즈의 초점거리는?

  1. 15mm
  2. 30mm
  3. 60mm
  4. 120mm
(정답률: 알수없음)
  • 얇은 렌즈의 초점거리는 다음과 같은 식으로 구할 수 있다.

    1/f = (n - 1) x (1/R1 - 1/R2)

    여기서 n은 유리의 굴절률이고, R1과 R2는 각각 렌즈의 곡률반경이다.

    문제에서 R1과 R2가 모두 30mm이고, n이 1.50이므로 식에 대입하면 다음과 같다.

    1/f = (1.50 - 1) x (1/30 - 1/30)

    1/f = 0

    따라서 초점거리 f는 무한대이다. 이는 얇은 렌즈의 특성으로, 볼록면과 오목면의 곡률반경이 같을 때 초점거리가 무한대가 되는 것이다.

    따라서 정답은 "30mm"이다.
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53. 쌍안경에 7x50 이라는 숫자가 쓰여 있고, 이 쌍안경의 대물렌즈의 초점 거리는 140mm, 대안렌즈(필드렌즈)의 직경은 14mm라면 대안렌즈의 초점거리는 얼마인가?

  1. 13mm
  2. 20mm
  3. 33mm
  4. 40mm
(정답률: 알수없음)
  • 쌍안경의 7x50은 각각 증대율과 대물렌즈의 직경을 나타내는데, 이 중 대물렌즈의 직경인 50mm는 대안렌즈의 직경보다 크므로 대안렌즈의 초점거리는 대물렌즈의 초점거리보다 짧아야 합니다. 따라서 보기에서 초점거리가 가장 짧은 "20mm"이 정답입니다. 이는 대안렌즈의 직경 14mm와 대물렌즈의 초점거리 140mm를 이용하여 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    대안렌즈의 직경 / 대물렌즈의 직경 = 대안렌즈의 초점거리 / 대물렌즈의 초점거리

    14 / 50 = 대안렌즈의 초점거리 / 140

    대안렌즈의 초점거리 = 140 x (14 / 50) = 39.2

    하지만 대안렌즈의 초점거리는 대물렌즈의 초점거리보다 짧아야 하므로, 대안렌즈의 초점거리는 20mm로 근사할 수 있습니다.
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54. 광학유리 설명서에서 분산방정식 계수를 A0, A1,…, A5 까지 주어졌다. 분산방정식이 바르게 표현된 것은?

  1. n2 = A0 + A1λ + A2λ2 + A3λ3 + A4λ4 + A5λ5
  2. n = A0 + A1λ + A2λ2 + A3λ3 + A4λ4 + A5λ5
  3. n2 = A0 + A1λ2 + A2λ-2 + A3λ-4 + A4λ-6 + A5λ-8
  4. n = A0 + A1λ2 + A2λ4 + A3λ-2 + A4λ-4 + A5λ-6
(정답률: 알수없음)
  • 분산방정식은 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다.

    n2 - 1 = A0 + A1λ + A2λ2 + A3λ3 + A4λ4 + A5λ5

    여기서 n2 - 1 대신 n2을 대입하면,

    n2 = A0 + A1λ + A2λ2 + A3λ3 + A4λ4 + A5λ5 + 1

    하지만 광학유리 설명서에서는 n2 = A0 + A1λ2 + A2λ-2 + A3λ-4 + A4λ-6 + A5λ-8로 주어졌다. 이는 λ2 대신 λ-2, λ-4, λ-6, λ-8을 사용한 것이다. 이는 λ2 = (λ-2)-1, λ4 = (λ-2)-2, λ-2 = (λ-2)1, λ-4 = (λ-2)2와 같이 변환할 수 있다. 따라서 위의 식을 λ-2로 변환하면,

    n2 = A0 + A1λ2 + A2λ-2 + A3λ-4 + A4λ-6 + A5λ-8 + 1

    가 된다. 따라서 정답은 "n2 = A0 + A1λ2 + A2λ-2 + A3λ-4 + A4λ-6 + A5λ-8"이다.
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55. 그림과 같은 천체망원경의 배율을 바르게 나타낸 것은?

  1. βf1 / f2
  2. f1·f2 / D2
  3. f1 / f2
  4. f1 / D
(정답률: 알수없음)
  • 천체망원경의 배율은 물체가 형성하는 이미지의 크기를 눈으로 볼 때의 크기와 비교하여 나타내는 값이다. 이 때, 이미지의 크기는 물체와 망원경 사이의 거리와 망원경의 초점거리에 의해 결정된다. 따라서, 배율은 초점거리 f1과 f2 그리고 물체와 망원경 사이의 거리 D1에 의해 결정된다. 이 중에서 눈으로 볼 때의 크기는 f2 / D2로 나타낼 수 있으므로, 배율은 (f2 / D2) / (f1 / D1) = f1 / f2이다. 따라서, 정답은 "f1 / f2"이다.
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56. 접안경(Eyepiece) 중에는 대표적인 전형으로 호이겐스형과 람스덴형이 있다. 다음 설명중 옳지 않는 것은?

  1. Eyelens와 Field Lens로 구성된다.
  2. 람스덴형에서는 Field stop이 Field Lens 전방에 형성된다.
  3. 호이겐스형은 Eye Relief가 상대적으로 크다.
  4. 람스덴형은 Reticle을 장착 교환하기가 용이하다.
(정답률: 알수없음)
  • "호이겐스형은 Eye Relief가 상대적으로 크다."라는 설명이 옳은 이유는 호이겐스형은 Eye Relief를 조절할 수 있는 조절링이 있기 때문이다. 이는 안경을 쓰는 사용자나 안경을 쓰지 않는 사용자 모두에게 더욱 편안한 사용을 가능하게 한다.
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57. 다음 광량 측정 소자들 중에서 가장 약한 빛을 측정할 수 있는 것은?

  1. 광증배관
  2. 실리콘(Si)소자
  3. InGaAs 소자
  4. HgCdTe 소자
(정답률: 알수없음)
  • 광증배관은 광전자 곱셈기능을 가지고 있어 매우 약한 빛도 측정할 수 있습니다. 반면에 실리콘, InGaAs, HgCdTe 소자들은 광전자 곱셈기능이 없어서 광증폭기 등의 보조 장치 없이는 약한 빛을 측정하기 어렵습니다. 따라서 광증배관이 가장 약한 빛을 측정할 수 있는 소자입니다.
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58. 회절격자를 가지는 단색화 장치의 입력 슬리트와 출력 슬리트의 폭을 결정할 때 고려해야 할 가장 중요한 것은?

  1. 파장
  2. 분해능과 세기
  3. 초점의 위치
  4. 회절격자의 중심파장
(정답률: 알수없음)
  • 회절격자를 가지는 단색화 장치의 입력 슬리트와 출력 슬리트의 폭을 결정할 때 가장 중요한 것은 분해능과 세기입니다. 이는 입력 슬리트와 출력 슬리트의 폭이 분해능과 세기에 직접적인 영향을 미치기 때문입니다. 분해능은 장치가 입력한 빛을 얼마나 잘 분해해내는지를 나타내며, 세기는 입력한 빛의 강도를 나타냅니다. 따라서 입력 슬리트와 출력 슬리트의 폭을 적절히 결정하여 분해능과 세기를 최대한 높일 수 있도록 해야합니다.
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59. 광학유리 제작자는 제품이 사용되는 외부환경을 고려해야만 한다. 광학유리 제작시에 세슘(Ce)을 포함시키는 것은 어떤 외부환경 때문인가?

  1. 방사선
  2. 충격
  3. 열팽창
  4. 습기
(정답률: 알수없음)
  • 세슘(Ce)은 방사선에 노출될 때 발생하는 광전자를 흡수하여 에너지를 방출하는 역할을 하기 때문에 광학유리 제작시에 세슘을 포함시키는 것이다. 이를 통해 방사선으로 인한 광학유리의 손상을 최소화할 수 있다.
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60. 빛이 공기 중에서 굴절율이 1.5인 유리면에 입사하고 있다. 이 때 공기와 유리의 경계면에서의 반사율은 몇 % 인가? (단, 공기의 굴절률은 1.0이다.)

  1. 3%
  2. 4%
  3. 5%
  4. 6%
(정답률: 알수없음)
  • 반사율은 다음과 같은 식으로 구할 수 있다.

    반사율 = (반사광 세기 / 입사광 세기) × 100%

    공기와 유리의 경계면에서 빛이 입사할 때, 일부는 반사되고 일부는 굴절된다. 이 때 반사되는 빛과 굴절된 빛의 세기는 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다.

    반사광 세기 = (n1 - n2 / n1 + n2)² × 입사광 세기
    굴절광 세기 = (2n1 / n1 + n2) × 입사광 세기

    여기서 n1은 공기의 굴절률, n2는 유리의 굴절률이다.

    따라서 반사율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    반사율 = ((1 - 1.5 / 1 + 1.5)²) × 100% ≈ 4%

    따라서 정답은 "4%"이다.
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4과목: 레이저 및 광전자

61. Ar레이저의 단일 종모드(single longitudinal mode) 발진에 필요한 소자는?

  1. Etalon
  2. Prism
  3. Grating
  4. Band - pass 필터
(정답률: 알수없음)
  • Etalon은 광학적 공명 구조물로, 특정 주파수의 빛만을 통과시키는 필터 역할을 합니다. 이러한 특성으로 인해 Ar레이저의 단일 종모드 발진에 필요한 Etalon은 레이저에서 발생하는 다양한 주파수의 빛을 제한하여 단일 종모드를 유지할 수 있도록 도와줍니다.
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62. 결맞음 현상에 대한 설명으로 맞는 것은?

  1. 방출되는 빛의 위상차가 일정하다.
  2. 방출되는 빛의 진동수가 일정하다.
  3. 방출되는 빛의 파장이 일정하다.
  4. 방출되는 빛의 세기가 일정하다.
(정답률: 알수없음)
  • 결맞음 현상은 두 개 이상의 빛이 합쳐졌을 때, 서로 상쇄되어 어두워지는 현상을 말합니다. 이 때, 방출되는 빛의 위상차가 일정하다는 것은 빛의 진동이 서로 일정한 간격으로 이루어져 있어 상쇄되는 시점이 일정하다는 것을 의미합니다. 따라서, 결맞음 현상이 일어나기 위해서는 방출되는 빛의 위상차가 일정해야 합니다.
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63. 레이저의 발진출력 변동에 영향을 주는 주원인으로 생각되지 않은 것은?

  1. 공진기의 거울이나 지지대의 진동과 열팽창에 의한 공진기의 미세진동 혹은 공진기 길이의 변화
  2. 열팽창 등에 의하여 공진기가 휘어 광축이나 평행도가 달라짐
  3. 방전전류나 플래시램프 등의 여기에너지 변동
  4. 공진기의 거울 마운트를 공모양이나 짐발마운트로 사용함으로써 생기는 변동
(정답률: 알수없음)
  • 공진기의 거울 마운트를 공모양이나 짐발마운트로 사용함으로써 생기는 변동은 레이저의 발진출력 변동에 영향을 주는 주요 원인이 아닙니다. 이유는 공모양이나 짐발마운트는 거울을 고정하는 용도로 사용되며, 레이저의 발진출력 변동과는 직접적인 연관성이 없기 때문입니다.
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64. 다음중 결맞음(가간섭) 거리가 가장 긴 레이저는?

  1. 반도체 레이저
  2. He-Ne 레이저
  3. N2 레이저
  4. Ruby 레이저
(정답률: 알수없음)
  • He-Ne 레이저가 결맞음(가간섭) 거리가 가장 긴 레이저입니다. 이는 He-Ne 레이저가 가장 긴 파장을 가지고 있기 때문입니다. He-Ne 레이저의 파장은 632.8 나노미터로, 이는 다른 레이저들의 파장보다 길기 때문에 결맞음 거리가 더 멀리 떨어지게 됩니다.
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65. 파장이 1㎛인 어떤 레이저의 결맞음 시간이 10-3sec라고 한다. 이 레이저의 결맞음 길이(Coherence length)는 얼마가 되겠는가?

  1. 1㎛
  2. 2㎛
  3. 3x105m
  4. 6x105m
(정답률: 알수없음)
  • 결맞음 시간(T)과 결맞음 길이(L)은 다음과 같은 관계가 있다.

    L = cT

    여기서 c는 빛의 속도이다. 따라서, 이 문제에서는

    L = (3x108m/s) x (10-3sec) = 3x105m

    따라서, 정답은 "3x105m"이다.

    결맞음 시간이 짧을수록 결맞음 길이는 길어지는데, 이는 결맞음 시간이 짧을수록 더 넓은 주파수 범위를 가지기 때문이다. 이 레이저의 결맞음 시간이 10-3sec로 매우 짧기 때문에 결맞음 길이가 상대적으로 길어진다. 따라서, "3x105m"이 정답이 된다.
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66. 다음 결정구조를 지닌 재료 가운데 광학적으로 Uniaxial 성질을 보여주는 것은?

  1. Cubic 구조
  2. Hexagonal 구조
  3. Monoclinic 구조
  4. Orthorhombic 구조
(정답률: 70%)
  • 정답은 "Hexagonal 구조"입니다. Hexagonal 구조는 결정구조 중 하나로, 6개의 대칭축을 가지며, 이 중 하나가 3개의 이른바 "광축" 중 하나와 일치합니다. 이러한 구조는 Uniaxial 성질을 보여주며, 광선이 이 축을 따라 진행될 때와 수직으로 진행될 때의 굴절률이 다르게 나타납니다. 따라서, Hexagonal 구조를 지닌 재료는 광학적으로 Uniaxial 성질을 보여줍니다.
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67. 많은 종류의 레이저에서 프라즈마관의 창(Window)이 브루스터(Brewster) 각도로 부착되어 있는 것을 볼 수 있다. 그 이유로 가장 적합한 내용은?

  1. 결맞음성(coherence)을 좋게 하기 위해
  2. 회절효과를 줄이기 위해
  3. 창에서의 반사를 없애기 위해
  4. 간섭을 줄이기 위해
(정답률: 알수없음)
  • 레이저에서 창에서의 반사를 없애는 것은 레이저 광선이 창에서 반사되어 광선이 방해받거나 간섭을 일으키는 것을 방지하기 위함이다. 따라서 정답은 "창에서의 반사를 없애기 위해"이다.
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68. 다음 물질 중 광학적으로 Biaxial 성질을 보여주는 것은?

  1. 수정
  2. 다이아몬드
  3. Calcite
  4. Topaz
(정답률: 알수없음)
  • Topaz는 Biaxial 성질을 보여주는 물질 중 하나입니다. 이는 Topaz의 결정 구조가 Orthorhombic이며, 세 개의 서로 다른 광축을 가지기 때문입니다. 따라서 Topaz는 빛이 두 개의 다른 속도로 진행되는 Biaxial 성질을 보여줍니다.
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69. 레이저의 결맞음 거리는 자연선 천이에 의한 것보다 길게 할 수 있다. 그 이유로 타당한 것은?

  1. 레이저 작동시 Doppler효과에 의해 선폭이 늘어난다.
  2. 레이저 작동시 Doppler효과에 의해 선폭이 줄어든다.
  3. 레이저 작동시 레이저 선폭이 자연폭보다 줄어든다.
  4. 레이저 작동시 레이저 선폭이 자연폭보다 늘어난다.
(정답률: 알수없음)
  • 레이저 작동시 레이저 선폭이 자연폭보다 줄어든다. 이는 레이저의 파장이 매우 짧기 때문에 레이저를 발생시키는 원자나 분자의 운동에 따른 Doppler 효과가 크게 작용하기 때문이다. 이로 인해 레이저의 파장이 약간 늘어나거나 줄어들어 선폭이 줄어들게 된다. 따라서 레이저의 결맞음 거리는 자연선 천이에 의한 것보다 길게 할 수 있다.
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70. 음향광학 결정이나 액체에 초음파를 인가했을 때, 결정이나 액체내에 생기는 현상을 가장 잘 설명한 것은?

  1. 결정이나 액체의 굴절율 변화가 주기적으로 생겨 일종의 회절 격자가 형성된다.
  2. 결정이나 액체내의 분자배열이 초음파 진행방향으로 정열된다.
  3. 결정이나 액체내에 복굴절 현상이 주기적으로 일어난다.
  4. 결정이나 액체의 투명성을 초음파 주파수에 비례하여 증대시켜 빛의 투과율을 높인다.
(정답률: 55%)
  • 결정이나 액체는 초음파를 인가하면 분자 진동이 일어나게 되고, 이로 인해 굴절율이 변화하게 됩니다. 이러한 굴절율의 주기적인 변화가 일어나면, 이를 일종의 회절 격자로 볼 수 있습니다. 따라서 "결정이나 액체의 굴절율 변화가 주기적으로 생겨 일종의 회절 격자가 형성된다."가 가장 잘 설명한 것입니다.
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71. Pockels효과에 대한 설명중 올바른 것은?

  1. 중심대칭성을 갖지 않는 결정에서 굴절률은 전기장 세기의 제곱에 비례한다.
  2. 중심대칭성을 갖는 결정에서 굴절률은 전기장 세기의 제곱에 비례한다.
  3. 중심대칭성을 갖지 않는 결정에서 굴절률은 전기장 세기에 비례한다.
  4. 중심대칭성을 갖는 결정에서 굴절률은 전기장 세기에 비례한다.
(정답률: 알수없음)
  • 중심대칭성을 갖지 않는 결정에서는 전기장이 결정 내부에서 다르게 분포하게 되어 굴절률이 전기장 세기에 비례하게 된다. 따라서 올바른 설명은 "중심대칭성을 갖지 않는 결정에서 굴절률은 전기장 세기에 비례한다." 이다.
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72. 다음 중 광음향분광법(Acousto - Optic Spectroscopy)을 이용하여 측정할 수 있는 것은?

  1. 온도 측정
  2. 대기오염 측정
  3. 거리 측정
  4. 거대분자의 크기측정
(정답률: 알수없음)
  • 광음향분광법은 소리파동과 빛파동의 상호작용을 이용하여 물질의 물리적, 화학적 특성을 분석하는 기술입니다. 이를 이용하여 대기오염 측정이 가능합니다. 대기오염은 공기 중에 존재하는 유해물질로 인해 발생하는 문제로, 광음향분광법을 이용하여 대기 중 유해물질의 농도를 측정할 수 있습니다. 이는 대기오염 문제를 해결하기 위한 중요한 정보를 제공합니다. 따라서 정답은 "대기오염 측정"입니다.
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73. 두 선형 편광자의 광축을 45° 로 하여, 빛을 통과시킬 때 빛의 투과 세기는 첫번째 편광자를 투과한 세기의 몇 %인가?

  1. 0%
  2. 50%
  3. 100√2 %
  4. 100%
(정답률: 알수없음)
  • 두 선형 편광자의 광축이 45°로 서로 직교하므로, 첫번째 편광자를 통과한 빛은 두번째 편광자의 광축과 같은 방향으로 진행되지 않고, 45° 각도로 회전하게 됩니다. 이때, 두번째 편광자는 첫번째 편광자에서 통과한 빛의 진행 방향과 수직인 방향으로 광을 투과시키므로, 빛의 투과 세기는 첫번째 편광자를 투과한 세기의 50%가 됩니다. 따라서 정답은 "50%"입니다.
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74. 그림과 같이 수직 분극된 빛이 분극축이 45° 로 놓인 편광기(Polarizer)에 입사하면 이 편광기를 통과하는 광의량은 입사 광량의 몇 %가 되는가? (단, 편광기는 이상적인 것이다.)

  1. 100%
  2. 45%
  3. 50%
  4. 0%
(정답률: 알수없음)
  • 입사한 빛은 수직 분극이므로, 분극축이 수평인 편광기를 통과할 때는 모두 차단되어 0%가 되지만, 분극축이 45°로 놓인 편광기를 통과할 때는 수직 성분과 수평 성분이 각각 50%씩으로 나뉘어져 통과하므로, 입사 광량의 50%가 된다. 따라서 정답은 "50%"이다.
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75. 펄스폭이 아주 좁은(짧은) 펄스레이저(10-12sec 이하)를 이용하는데 비교적 적합하지 않는 분야는?

  1. 정밀 거리 측정
  2. 전자의 빠른 운동분석
  3. 물질의 정밀한 분광특성 조사
  4. 광유도 화학반응 분석
(정답률: 알수없음)
  • 펄스폭이 아주 좁은 펄스레이저는 매우 짧은 시간 동안 높은 에너지를 방출하므로, 물질에 대한 고에너지 자극을 유발할 수 있습니다. 이는 물질의 구조를 파괴하거나 변형시킬 수 있으며, 따라서 물질의 정밀한 분광특성 조사에는 적합하지 않습니다.
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76. 다음 중 단축결정(uniaxial crystal)을 나타내는 조건으로 적절한 것은? (단, ηx, ηy, ηz는 각각 x, y, z축 방향의 굴절률)

  1. ηx ＝ ηy ＝ ηz
  2. ηx ＝ ηy ≠ ηz
  3. ηx < ηy < ηz
  4. ηx ≠ ηy ≠ ηz
(정답률: 알수없음)
  • 정답: "ηx ＝ ηy ≠ ηz"

    단축결정은 광선이 한 방향으로만 굴절되는 결정으로, 굴절률이 축 방향에 따라 다르게 나타나는 이중굴절 현상이 일어나는 결정입니다. 따라서, x, y축 방향의 굴절률이 같고 z축 방향의 굴절률이 다른 경우에 단축결정이 일어납니다. 이는 결정의 구조적 특성에 의한 것으로, 결정의 구조가 축 방향에 따라 대칭성을 가지지 않는 경우에 나타납니다.
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77. 굴절률이 각각 n1 = 1.55, n2 = 1.54인 유리를 사용하여 슬랩(Slap)도파로를 만들려 한다. 파장 0.85㎛인 레이저광을 이용할 경우 짝수 TMO 모드만을 전송하는 단일 모드슬랩 도파로(Single mode slab wave guide)를 만들려면 코어유리의 두께는 얼마인가?

  1. 2.43㎛보다 작아야 한다.
  2. 4.86㎛보다 작아야 한다.
  3. 2.43㎛보다 커야 한다.
  4. 4.86㎛보다 커야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 슬랩 도파로에서 짝수 TMO 모드의 전파모드는 코어유리의 두께가 작을수록 높은 주파수를 가지므로, 파장이 짧은 0.85㎛ 레이저광을 이용할 경우 코어유리의 두께는 작아야 한다. 따라서 "2.43㎛보다 작아야 한다."가 정답이다.
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78. 빛의 성질을 말할 때 다음 중 파동광학적으로 설명해야 할 현상은?

  1. 직진
  2. 반사
  3. 굴절
  4. 회절
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "회절"입니다. 회절은 빛이 통과하는 구멍이나 장애물의 모양에 따라 파동이 굴절되어 생기는 현상입니다. 이는 파동광학적으로 설명할 수 있으며, 빛의 파동성을 나타내는 중요한 성질 중 하나입니다.
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79. 공진기 길이가 30㎝인 레이저에서 능동 모드 락킹(mode locking)을 하기 위해 전기광학 변조기를 공진기내에 장치하였다. 변조기에 의한 셧터 열림시간 사이의 간격이 얼마나 되어야 모드락킹 펄스가 생성되는가? (단, 공진기내 굴절률은 1로 한다.)

  1. 10-9sec
  2. 2x10-9sec
  3. 10-8sec
  4. 2x10-8sec
(정답률: 알수없음)
  • 모드락킹 펄스를 생성하기 위해서는 레이저 주파수와 셧터 열림시간 간격이 일정해야 한다. 이 간격을 라운드트립 시간이라고 하며, 레이저에서는 라운드트립 시간이 공진기 길이의 두 배인 60㎝이 된다. 따라서, 셧터 열림시간 사이의 간격은 60㎝에 해당하는 시간인 2x10-9sec이 되어야 모드락킹 펄스가 생성된다.
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80. 다음의 레이저 중에서 파장 가변레이저라고 할 수 없는 것은?

  1. Ti : Al2O3 레이저
  2. 자유전자 레이저
  3. KrF 레이저
  4. Dye 레이저
(정답률: 알수없음)
  • KrF 레이저는 파장이 고정되어 있으며 248nm의 파장을 가지고 있기 때문에 파장 가변레이저라고 할 수 없습니다.
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