POSTECH(포항공과대학교, 총장 김무환)은 기계공학과·화학공학과 노준석 교수, 통합과정 김민경씨 연구팀이 최초로 임의 편광 또는 무편광된 입사 빛에서의 광스핀홀 효과를 최초로 검증했다고 12일 밝혔다.

▲ 노준석 교수  © 포스텍

이 연구는 광학 분야 국제 과학 저널인 ‘레이저 앤 포토닉스 리뷰(Laser and Photonics Reviews)’ 7월호 표지논문(front cover)으로 선정됐다.

광스핀홀 효과는 굴절·반사 현상에서 빛이 입사 평면에 수직인 방향으로 갈라지는 현상을 뜻한다. 지금까지의 연구에서 광스핀홀 효과는 입사 빛의 편광 상태에 의존하므로 입사 빛이 수평 또는 수직 편광일 때 일어나는 것으로 한정돼 있었다.

연구팀은 특정 반사 조건을 만족하는 경계면에서 광스핀홀 효과가 입사 빛의 편광과 무관하며, 제멋대로 불규칙적인 자연 빛(무편광) 아래에서도 수평 또는 수직 편광일 때와 같은 광스핀홀 효과가 일어남을 이론적으로 검증했다. 광스핀홀 효과는 빛을 원편광된 성분으로 나눈다는 점에서 광스위치, 광센서 등 광소자로 사용될 수 있는데, 이 연구는 선편광된 입사빛 내에서만 연구되던 광스핀홀 효과를 다양한 편광 시스템 또는 무편광 시스템으로 확장할 수 있다는 데에 의의가 있다.

노준석 교수는 “이번 연구에서는 경계면에서 특정 반사 조건이 만족된다면 광스핀홀 효과의 입사 편광 의존성이 사라진다는 것을 밝혔다”며 “이는 차세대 광소자 분야에서 광스핀홀 효과의 응용 가능성을 더 넓힌 것”이라고 덧붙였다.

한편, 이 연구는 과학기술정보통신부, 한국연구재단 중견연구자사업, 글로벌프론티어사업, RLRC선도연구센터사업의 지원으로 수행됐다.

<아래는 구글번역기로 번역한 기사 전문이다.>

 <The following is the full text of the article translated by Google Translate.>

Any direction, any light creates a spin hall effect

 POSTECH (Pohang University of Science and Technology, President Kim Moo-hwan) announced on the 12th that Professor Noh Jun-seok of the Department of Mechanical Engineering and Chemical Engineering, and Kim Min-kyung's research team in the integrated course have verified for the first time the optical spinhole effect in randomly polarized or unpolarized incident light.

This research was selected as the front cover of the July issue of 'Laser and Photonics Reviews', an international scientific journal in the field of optics.

The optical spinhole effect refers to a phenomenon in which light is split in a direction perpendicular to the plane of incidence in refraction and reflection. In the studies so far, the optical spinhole effect depends on the polarization state of the incident light, so it has been limited to occur when the incident light is horizontally or vertically polarized.

The research team theoretically believes that the optical spinhole effect is independent of the polarization of the incident light at the interface that satisfies a specific reflection condition, and that the optical spinhole effect occurs even under random and irregular natural light (unpolarized) as in the case of horizontal or vertical polarization. verified with Since the optical spinhole effect divides light into circularly polarized components, it can be used as optical devices such as optical switches and optical sensors. It is meaningful that it can be extended to the system.

Professor Noh Jun-seok said, “In this study, it was revealed that the dependence of the optical spinhole effect on incident polarization disappears when a specific reflection condition is satisfied at the interface. This expands the application possibilities of the optical spinhole effect in the field of next-generation optical devices.” added.

Meanwhile, this research was carried out with the support of the Ministry of Science and ICT, the National Research Foundation's Mid-Range Researchers Project, the Global Frontier Project, and the RLRC Leading Research Center Project.