전통적인 광학 분할기는 고정된 기하학적 구조와 정적 작동 모드에 의해 제약되어, 동적으로 재구성 가능한 광자 시스템의 요구를 충족하기 어렵다. 레이저 빔의 편광 제어 분할을 실현하기 위해 본 연구에서는 액정 굴절률 구배 분포를 기반으로 한 프로그래머블 광학 장치를 구축하였다. 액정 평면 등가 굴절률 모델을 구축하고, 디지털 마이크로미러 장치(DMD)의 디지털 마스크 포토리소그래피 기술을 사용하여 30°, 45°, 60°, 90° 방향 각도를 가진 삼각형 패턴 액정 상자를 제작하였으며, 방향 각도와 유효 굴절률 간의 매핑 관계를 체계적으로 확립하였다. 실험 결과, 방향 각도가 30°에서 90°로 증가함에 따라 해당 영역의 유효 굴절률이 단조롭게 증가하는 경향을 보였으며; 수평 편광 광 입사 조건에서 비정상광(e광)의 굴절각이 입사각(15°~75°)에 따라 선형적으로 증가하여 액정 매질 내 스넬의 법칙 적용 가능성을 확인하였다; 편광 상태가 수평에서 수직으로 연속 조절되는 과정에서 e광과 정상광(o광)의 세기 비율이 규칙적으로 변화하며, 46° 편광각에서 1∶1 평형 상태에 도달하였다; 원형 편광광 입사 시 대칭 이중 빔이 유발되어 복굴절 위상 차가 분할 동작에 미치는 조절 메커니즘을 밝혔다. 본 연구는 패턴화된 액정 장치의 굴절률 구배 분포 설계를 통해 편광 부호화된 빔 분할을 실현하였으며, 동적 조절 특성은 신형 재구성 가능 광자 장치 개발에 이론적 근거와 기술적 경로를 제공한다.

액정 광학 제어 방향; 디지털 마스크 포토리소그래피; 편광 분할; 등가 굴절률; 스넬의 법칙