Abstract
In an amplitude-splitting interferometer, a beam splitter divides an input beam into two parts, which are superposed after propagating along separate paths, producing an interference effect. We have investigated the phase relation between the reflected and transmitted light waves at BS's made of lossless dielectric stacks. If we define the phases with proper reference planes, a definite phase relation exists, irrespective of the detailed structure of the layers in the BS. Although this results from the generalized Stokes relations, we have verified it numerically for two representative BS's with symmetric and asymmetric layer structures respectively. When we applied the phase relation to interferometers, we could determine the superposition state of the output beam (either constructive or destructive interference) for a general BS, and could verify that the light's energy was conserved.
진폭 분할식 간섭계에서는 입력 빔을 빔가르개(BS)로 분리하고 서로 다른 경로를 거쳐 전파하게 한 다음 두 빔을 중첩시켜 간섭 효과를 일으킨다. 본 논문에서는 손실이 없는 유전체 층들로 이루어진 BS에서 반사와 투과로 분리된 두 광파 사이의 위상관계에 대해 연구하였다. 적절한 기준면에 대해 위상을 정의하면 BS의 층 구조에 관계 없이 투과광과 반사광 사이에는 일정한 위상차가 있다는 것을 알 수 있었다. 이 결과는 일반적인 Stokes 관계식으로 명백히 주어지나, 본 논문에서는 대표적인 대칭적/비대칭적 구조를 가진 두 BS 층에 대해 수치적으로 이를 증명해 보았다. 이 위상 관계로 인해 간섭계에서는 출력광의 중첩 상태(보강 혹은 상쇄 간섭)가 결정되고, 빛 에너지는 보존된다는 당연한 결과를 얻을 수 있었다.
