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비선형 압전성을 이용한 위상공역파의 발생과 그 응용

전문가 제언: ○ 이 특집해설에 몇 가지 시험을 더했으면 하는 생각이다. 전계와 음파의 크로스 텀(cross term)은 다음 식(1) 과 같이 표시될 수 있다. .........(1), 수학적으로는 분명히 존재하는 값이다. 그러나 전계와 음파는 직접적으로는 결합되지 않는다. 진공 중에서 전계는 존재하지만 음향은 존재할 수 없음을 미루어 간단히 생각할 수 있다.

○ 전계는 압전소자와 같은 매개체를 통하면 매질 내에서 왜곡이 생기므로 전계에 가해지는 주파수에 따른 초음파를 얻을 수 있을 것이다. 이초음파의 진동에 의한 입사파의 합성으로 새로운 파가 형성되는 것이다. 이파의 진행이 입사파의 역방향으로 나아가게 할 수 있다. 이 음파를 입사음파의 위상공액 값을 가지는 위상공역파(phase conjugate wave)로 볼 수 있을까, 제3의 합성파로 보는 것이 타당하다. 실험에서 전계를 제거하고 초음파로만 다시해보는 것이다. 제3의 합성파 또한 같은 결과를 얻을 수 있을 것으로 생각한다.

○ 본 글에서 정의한 위상공역파는 필자가 정의하는 바와 같이 반드시 입사파의 반대방향으로 되돌아온다. 입사파 속에 되돌아오는 파가 묻혀 있는 것이다. 이를 광학적으로 구별해 내는 방법은 대단한 가치가 있다. 이를 그대로 응용하기 위해서는 입사음파의 반대편에 위상 콘쥬게이터(phase conjugator)가 있어야 한다. 매질 내부의 모양을 관찰하기 위해서는 목표물이 위상 콘쥬게이터가 되어야 할 것이다.

○ 유전율과 밀도가 다른 매질 속의 물체를 촬영한 사진을 보노라면 좋은 결과를 얻고 있음은 분명하다. 좀 더 연구해야 할 문제이다. 우리나라에는 광학분야의 위상공역파에 대해서는 특허도 등록되어 있다. 그러나 초음파에 대해서는 실용적인 것은 이것이 처음일 것이다. 계속하여 연구가 필요하며 기초연구부터 착수되었으면 한다.

저자: Ken YAMAMOTO
자료유형: 학술정보