[KOR] [공학] 광학 (용어)

 

광학은 빛의 특성과 그것이 물질과 상호작용하는 현상을 연구하는 학문입니다. 

다음은 광학 관련 용어의 정의입니다.

광선 (Ray): 빛이나 전자파가 일직선으로 진행하는 선분을 말합니다.

광선의 굴절 (Refraction): 빛이나 전자파가 한 매질에서 다른 매질로 들어갈 때 경계면을 따라 방향을 바꾸는 현상입니다. 굴절은 굴절률에 의해 결정됩니다.

굴절률 (Refractive index): 광선이 한 매질에서 다른 매질로 들어갈 때, 두 매질의 굴절률 비율을 나타내는 값입니다. 굴절률은 각 매질의 광속에 영향을 줍니다.

광학 계기 (Optical instrument): 빛을 사용하여 물체를 관찰, 측정, 조작하기 위해 설계된 도구나 장치를 말합니다. 

예를 들어, 현미경, 망원경, 렌즈 등이 있습니다.

렌즈 (Lens): 굴절을 이용하여 빛을 집중하거나 분산시키는 광학 요소입니다.

렌즈는 주로 유리나 투명한 플라스틱으로 만들어지며, 볼록렌즈와 오목렌즈로 구분됩니다.

반사 (Reflection): 빛이나 전자파가 표면에 닿았을 때, 해당 표면에서 튕겨 나오는 현상입니다. 

반사된 빛은 입사각과 반사각이 같은 각도로 튕겨져 나갑니다.

반사율 (Reflectance): 표면이 빛을 반사하는 정도를 나타내는 값으로, 입사하는 빛 중에서 반사되는 빛의 비율입니다. 

반사율은 표면의 성질과 입사각에 따라 달라집니다.

산란 (Scattering): 빛이나 다른 파동이 입사한 후 무작위로 퍼져 나가는 현상을 말합니다. 

산란은 입사된 파동의 진행 방향이 변하거나 파장이 흩어지는 결과를 초래합니다.

빛의 굴절 (Diffraction): 빛이나 다른 파동이 통과하는 구멍이나 물체 주위의 경계 등에서 파동의 파장에 따라 파동이 퍼져 나가는 현상을 말합니다. 굴절과는 달리 광선의 직선성을 유지하지 않고 파동 형태로 퍼지게 됩니다.

분광 (Spectroscopy): 빛을 사용하여 물질의 구성, 성질, 상태를 연구하는 기술 또는 방법론입니다. 

빛을 분산시켜서 얻은 스펙트럼을 분석하여 물질의 특성을 알아내는데 사용됩니다.

홀로그래피 (Holography): 빛의 간섭 현상을 이용하여 물체의 3차원 이미지를 기록하고 재현하는 기술입니다.

홀로그램은 물체의 전체적인 정보를 저장하고 있어서, 다른 관점에서도 실제 물체와 유사한 이미지를 볼 수 있습니다.

광섬유 (Optical fiber): 광을 이용하여 정보를 전송하는 데 사용되는 유연한 섬유 모양의 전송 매체입니다. 

광섬유는 빛이 전송 손실이 적고 고속으로 전달될 수 있어 통신, 의학, 센서 등 다양한 분야에서 활용됩니다.

광학 계산 (Optical computing): 광을 이용하여 정보를 처리하고 연산하는 컴퓨터 기술입니다. 

광학의 고속 처리 능력과 병렬성을 활용하여 전통적인 전자 기반 컴퓨터보다 더 빠르고 효율적인 데이터 처리가 가능합니다.

광학 망원경 (Optical telescope): 빛을 수집하여 먼 거리에 있는 천체를 관찰하는데 사용되는 기기입니다. 렌즈 또는 거울로 구성되어 빛을 수집하고 확대하여 관측자에게 전달합니다. 광학 망원경은 천문학, 천체지리학 등에서 중요한 도구로 사용됩니다.

광학 센서 (Optical sensor): 광을 감지하여 빛의 세기, 파장, 방향 등을 측정하는 센서입니다. 광전효과, 굴절, 산란 등 광학적인 원리를 활용하여 빛의 특성을 감지하고 전기 신호나 다른 형태의 출력 신호로 변환합니다. 광학 센서는 자동차, 산업 자동화, 의료 기기, 환경 모니터링 등 다양한 분야에서 사용됩니다.

광학 결정체 (Optical crystal): 광학적인 성질을 갖는 결정체로, 일반적으로 투명하고 규칙적인 구조를 가지고 있습니다. 광학 결정체는 광학 기기의 렌즈, 필터, 분석기 등에 사용되며, 빛의 굴절, 반사, 투과 등을 제어하는 데 활용됩니다.

광학 코팅 (Optical coating): 광학 표면에 특정 물질의 층을 적용하여 광학적인 특성을 개선하는 과정입니다. 

광학 코팅은 빛의 반사, 투과, 흡수 특성을 조절하여 광학 장치의 효율성과 성능을 향상시키는 데 사용됩니다. 코팅은 주로 반사 감소, 안티리플렉션, 미러 코팅 등의 목적으로 적용됩니다.

광학적 감응성 (Optical responsivity): 광학 센서나 광학 장치의 출력 신호가 입력으로 들어오는 광의 변화에 대해 얼마나 민감하게 반응하는지를 나타내는 지표입니다. 광학적 감응성은 광센서의 성능 평가나 광통신 시스템의 신호 처리 능력을 평가하는 데 사용됩니다.

광학 통신 (Optical communication): 광을 이용하여 정보를 전송하는 통신 기술입니다. 광섬유를 사용하여 고속의 데이터를 원거리로 전달할 수 있으며, 대역폭이 넓고 간섭이 적은 특성을 가지고 있습니다. 광학 통신은 인터넷, 전화 통신, 케이블 TV 등에서 널리 사용되고 있습니다.

광학 엔지니어링 (Optical engineering): 광학 원리와 기술을 활용하여 광학 시스템 및 장치를 설계, 개발, 최적화하는 공학 분야입니다. 광학 엔지니어링은 광학 기기, 광학 센서, 광통신 시스템 등 다양한 응용 분야에서 광학적인 요소들을 조합하여 성능을 향상시키고 문제를 해결하는데 초점을 둡니다. 이를 위해 렌즈 설계, 광학 시스템 모델링, 광학 소자 제작 등의 기술과 지식을 활용합니다.

광학 잡음 (Optical noise): 광학 시스템에서 발생하는 잡음으로, 빛의 불규칙한 특성으로 인해 발생합니다. 광학 잡음은 광센서의 정확도와 성능을 제한하고 광통신 시스템의 신호 전달 품질을 저하시킬 수 있습니다. 주요한 광학 잡음의 종류로는 광자 통계 잡음, 열 잡음, 광선 백색 잡음 등이 있습니다.

광학 계측 (Optical metrology): 광학적인 방법을 사용하여 길이, 각도, 표면 형상 등과 같은 물리적인 특성을 정량적으로 측정하는 기술입니다. 광학 계측은 광학적인 원리와 장치를 활용하여 정밀한 측정을 수행하며, 제조업, 공학, 연구 등 다양한 분야에서 사용됩니다. 예를 들어, 광학 계측은 레이저 측정, 현미경 이미지 분석, 3D 스캐닝 등에 활용됩니다.

광학적 왜곡 (Optical distortion): 광학 시스템에서 발생하는 이미지 왜곡 현상으로, 렌즈나 광학 요소의 구조적인 특성이나 제조 과정의 오차로 인해 발생합니다. 광학적 왜곡은 이미지의 형태를 왜곡시키거나 경계의 정확성을 해치는 요소로 작용할 수 있으며, 광학 설계나 보정 기술을 통해 최소화되어야 합니다.

광학적 회절 (Optical diffraction): 빛이나 파동이 통과하는 작은 구멍, 장애물, 물체의 가장자리 등을 만나면 파동이 퍼져 나가는 현상을 말합니다. 광학적 회절은 파동의 파장과 구조, 장애물의 크기와 형태에 따라 발생하며, 회절 패턴이 형성됩니다. 이러한 회절 패턴은 광학적인 그림자, 무늬, 스펙트럼 등을 생성하며, 망원경, 회절 격자, 회절 렌즈 등에서 활용됩니다.

광학적 상호작용 (Optical interaction): 광이 물질과 상호작용하는 현상을 말합니다. 광학적 상호작용은 광선의 투과, 반사, 굴절, 흡수, 산란 등의 현상을 포함하며, 빛의 특성에 따라 물질의 성질이 변화하거나 정보가 전달될 수 있습니다. 예를 들어, 광센서는 광의 흡수에 의해 전기 신호로 변환되는 광학적 상호작용을 이용합니다.

광학적 경로 (Optical path): 광선이 광학 시스템 내에서 이동하는 경로를 말합니다. 광학적 경로는 광학 요소들의 배치와 상호작용에 의해 결정되며, 광선의 굴절, 반사, 투과 등의 변화를 통해 광학 시스템에서 원하는 기능을 수행할 수 있습니다. 광학적 경로의 설계와 최적화는 광학 시스템의 효율성과 성능에 중요한 역할을 합니다.

광학적 투과도 (Optical transmittance): 물질이 광을 투과시키는 정도를 나타내는 값입니다. 광학적 투과도는 일정한 파장 또는 파장 범위에서 물질이 얼마나 많은 광을 투과시키는지를 나타내며, 일반적으로 백분율로 표시됩니다. 높은 광학적 투과도를 가지는 물질은 광학 장치나 광센서에서 효율적인 광 전달을 가능하게 합니다.

광학적 결합 (Optical coupling): 광섬유나 광학 요소들 간에 광을 전달하거나 연결하는 과정을 말합니다. 광학적 결합은 광섬유와 광소자, 광센서와 광원, 광섬유와 광섬유 등 간의 광 신호 전달을 원활하게 하기 위해 광을 정확하게 맞추고 연결하는 과정입니다. 광학적 결합의 품질은 전송 손실과 광 신호의 품질에 직접적인 영향을 미치므로 정확하고 효율적인 결합 기술이 중요합니다. 일반적인 광학적 결합 방법으로는 광 결합기, 커플러, 광 포지셔너 등이 사용됩니다.

광학적 효과 (Optical effect): 물질이 광에 노출되거나 광과 상호작용할 때 발생하는 변화나 현상을 말합니다. 광학적 효과는 물질의 광학적 성질에 의해 결정되며, 광의 흡수, 굴절, 반사, 산란, 형광, 레이저 등 다양한 현상을 포함합니다. 이러한 광학적 효과는 물질의 구성, 구조, 성질에 따라 다르며, 광학적 효과를 이용하여 광센서, 광통신, 광학 기기 등 다양한 응용 분야에서 활용됩니다.

광학 소자 (Optical component): 광을 조작, 제어, 변환하거나 광 신호를 처리하기 위해 사용되는 장치나 요소를 말합니다. 광학 소자는 광학 필터, 렌즈, 빔 스플리터, 광선 검출기, 광섬유 커플러 등의 형태로 존재하며, 광학 시스템에서 특정한 기능을 수행하거나 광 신호를 조작하는 역할을 합니다. 광학 소자의 선택과 설계는 광학 시스템의 성능과 효율성에 큰 영향을 미칩니다.

광학 측정 (Optical measurement): 광을 사용하여 물리적인 양을 측정하는 과정을 말합니다. 광학 측정은 빛의 특성과 광과 물질의 상호작용을 이용하여 길이, 각도, 질량, 온도, 표면 특성 등 다양한 물리적인 양을 정량화하고 분석하는 기술입니다. 광센서, 광스펙트로메터, 광파계, 광학 현미경 등이 광학 측정에 사용되며, 과학 연구, 산업 생산, 의료 진단 등 다양한 분야에서 활용됩니다.

광학 반사 (Optical reflection): 빛이 표면과 만나서 돌아오는 현상을 말합니다. 광학 반사는 빛의 파장과 진입각, 표면의 특성에 따라 반사되는 빛의 방향과 세기가 결정됩니다. 광학 반사는 거울, 반사판, 광학 렌즈 등에서 이용되며, 빛의 반사를 통해 이미지를 형성하거나 광학 시스템에서 광을 조작하는 데 사용됩니다.

광학 산란 (Optical scattering): 빛이 물질과 상호작용하여 방향을 바꾸거나 분산되는 현상을 말합니다. 광학 산란은 빛의 파장과 입사각, 물질의 입자 크기와 밀도 등에 의해 결정됩니다. 광학 산란은 광선이 직진하지 않고 여러 방향으로 퍼져 나가는 것으로 관측되며, 이를 이용하여 입자 크기나 형태, 입자의 분산 상태 등을 분석하거나 물질의 구조와 특성을 조사하는 데 활용됩니다.

 

광학 확산 (Optical diffusing): 빛이 물질 내에서 여러 방향으로 고르게 퍼지는 현상을 말합니다. 광학 확산은 빛의 진행 방향이 변화하며 빛이 퍼져 나가는 것을 의미합니다. 광학 확산은 물질 내의 불순물, 입자, 구조적인 불규칙성 등에 의해 발생할 수 있습니다. 이러한 현상은 광학적인 무늬, 흩어진 빛의 효과, 반사 감소 등 다양한 응용 분야에서 사용됩니다.

광학 평면 (Optical plane): 광선이 진행하는 평면으로, 광학 시스템에서 광의 전파와 광학 요소들의 위치와 방향을 설명하기 위해 사용됩니다. 광학 평면은 광학 요소의 표면, 광선의 경로, 이미지의 형성 등에 관련되며, 광학 시스템의 설계와 분석에서 중요한 개념입니다. 광학 평면은 일반적으로 수직 평면과 수평 평면으로 구분되며, 광의 진행 방향과 수직인 평면을 수평 평면으로 정의합니다.

광학 계측기 (Optical instrument): 광을 사용하여 물리적인 양을 측정하거나 분석하는 기기를 말합니다. 광학 계측기는 광센서, 광스펙트로메터, 광파계, 광학 현미경, 분광기, 인터퍼미터 등 다양한 형태로 존재합니다. 광학 계측기는 광의 특성을 이용하여 길이, 질량, 온도, 스펙트럼 등을 정량화하거나 물질의 특성을 분석하는 데 사용되며, 과학 연구, 산업 생산, 의료 진단 등 다양한 분야에서 활용됩니다.

광학 렌즈 (Optical lens): 광을 집중하거나 분산시키는 광학 소자로, 일반적으로 유리나 플라스틱 등의 투명한 물질로 만들어집니다. 광학 렌즈는 두 개 이상의 곡면을 가지며, 한쪽 면이 더 두꺼운 양상을 가지는 볼록 렌즈(convex lens)와 양쪽 면이 더 얇은 양상을 가지는 오목 렌즈(concave lens)로 구분됩니다. 광학 렌즈는 빛을 굴절시켜 초점을 맞추거나 확대·축소하는 역할을 하며, 광학 기기에서 널리 사용됩니다.

광학 도파계 (Optical wavefront): 동일한 위상을 가지는 광파의 집합으로, 광의 진행 방향과 진행하는 평면에 수직인 평면상에서 나타납니다. 광학 도파계는 광파의 파동 특성을 설명하며, 광의 진행 방향과 진행하는 평면에 대한 정보를 제공합니다. 광학 도파계는 광의 강도, 위상, 진행 방향 등을 분석하고 광학 시스템의 설계와 분석에 활용됩니다.

광학 유도체 (Optical waveguide): 광을 유도하고 전달하기 위해 설계된 구조로, 일반적으로 광섬유로 구현됩니다. 광학 유도체는 고체나 유체로 이루어진 코어(core)와 코어를 둘러싸고 있는 저굴절률의 피복(cladding)으로 구성됩니다. 광학 유도체는 코어 내부에서 광을 반사 및 굴절시킴으로써 광을 유도하고 전달하는 역할을 합니다. 광섬유가 대표적인 광학 유도체이며, 광통신 등에서 광 신호의 전달에 널리 사용됩니다.

광학 센서 (Optical sensor): 광을 감지하여 빛의 성질을 변환하고 측정하는 장치입니다. 광학 센서는 빛의 투과, 반사, 흡수, 산란 등을 감지하여 이를 전기적인 신호로 변환하여 측정이나 제어에 활용됩니다. 광센서는 광통신, 자동차 조명 시스템, 카메라, 생명과학 연구 등 다양한 분야에서 사용되며, 높은 감도와 빠른 응답 속도를 가지는 센서도 개발되고 있습니다.

광학적 결합 (Optical coupling): 광파의 전달을 위해 광섬유와 광학 요소 간의 연결을 수행하는 과정입니다. 광학적 결합은 광섬유와 렌즈, 광섬유와 광소자, 광섬유와 광통신 기기 등을 연결하여 광의 효율적인 전달을 가능하게 합니다. 광학적 결합은 정확한 위치 조정과 광의 손실 최소화를 필요로 하며, 정밀한 광학 기기의 제작 및 광통신 시스템에서 중요한 역할을 합니다.

광학 엔진 (Optical engine): 광기술을 기반으로 동작하는 소형 광학 모듈로, 광원, 광학 요소, 광센서 등이 통합된 구성을 가집니다. 광학 엔진은 작고 경량이며 고품질의 광학 성능을 제공하며, 주로 프로젝터, 스캐너, 광학식 마우스, 광통신 기기 등에서 사용됩니다. 광학 엔진의 통합된 설계는 효율적인 광학 시스템을 구현하고 복잡한 광학 구성을 간소화하는 장점을 가지고 있습니다.

광학 소자 (Optical component): 광을 조작하고 제어하기 위해 사용되는 부품이나 장치를 말합니다. 광학 소자는 광학 렌즈, 광학 필터, 광분배기, 광편광기, 광 변조기 등 다양한 종류가 있습니다. 광학 소자는 광을 반사, 굴

광학 피드백 (Optical feedback): 광학 시스템에서 출력 신호를 다시 입력으로 되돌려 피드백을 주는 과정을 말합니다. 광학 피드백은 광센서를 사용하여 출력 신호를 감지하고 이를 통해 시스템의 동작을 조절하는데 활용됩니다. 광학 피드백은 광학 기기나 광통신 시스템에서 안정성과 성능을 향상시키기 위해 중요한 역할을 합니다.

광학적 경로 (Optical path): 광선이 광학 시스템을 통과하는 경로를 말합니다. 광학적 경로는 광의 진행 방향과 광학 요소들의 위치와 방향을 설명하며, 광선의 굴절, 반사, 투과 등의 현상을 고려하여 설계됩니다. 광학적 경로는 광학 시스템의 설계, 분석, 광의 측정 및 제어 등에서 중요한 개념으로 사용됩니다.

광학 역학 (Optomechanics): 광과 기계의 상호작용을 다루는 학문 분야로, 광학 시스템의 설계와 제어에 기계적인 요소와 원리를 적용하는 것을 의미합니다. 광학 역학은 광학 소자의 위치 조절, 광학 시스템의 안정성 개선, 진동 및 열 문제의 해결 등을 다루며, 광통신, 레이저, 광학 계측 등의 분야에서 중요한 역할을 합니다.

광학 연결기 (Optical connector): 광섬유 간의 연결을 수행하기 위한 장치로, 광섬유의 끝 부분을 정확하게 위치시켜 광의 효율적인 전달을 가능하게 합니다. 광학 연결기는 광섬유의 정렬, 광의 손실 최소화, 연결의 안정성 등을 고려하여 설계되며, 표준화된 규격을 따릅니다. 광학 연결기는 광통신 네트워크, 광섬유 센서, 광학 계측기 등에서 널리 사용되며, 광의 정확한 전달을 위한 핵심 요소