Generation of Circularly Polarized Light

광탄성 변조기(Photoelastic modulator, PEM)는 빛의 편광을 변조하는데 사용되는 광학 장치이다. 이는 optical element와 piezoelectric transducer로 구성되어 있다. Transducer는 optical element의 고유 주파수인 50 kHz로 진동한다.

이 진동은 광탄성 효과(photoelastic effect)에 의해 optical element의 복굴절(birefringence) 진동을 유도한다. 따라서 PEM의 retardation value는 +λ/4에서 -λ/4로 진동한다. Retardation value가 +λ/4 또는 -λ/4일 때 선형 편광 레이저 펄스(linearly polarized laser pulse)를 PEM에 통과시키면, 좌원평광(left-circularly polarized, LCP) 또는 우원평광(right-circularly polarized, RCP) 펄스를 생성할 수 있다.

PEM 진동과 레이저 펄스 발진 간의 동기화 방식이다.

50 kHz 기준 펄스는 주파수 분배기(frequency divider, FD)에 의해 10 Hz로 하향변조 된 다음, 트리거 펄스로 두 개의 디지털 지연시간 발생기(digital delay generators, DG) DG1과 DG2에 공급된다. DG1과 DG2는 10 Hz 펄스를 서로 번갈아 나오는 5 Hz 펄스로 더 나눈다. 이 펄스는 레이저를 트리거하기 위해 10 Hz 펄스로 결합된다. δt1과 δt2는 DG1, DG2의 5 Hz 펄스에 의해 발진된 레이저 펄스가 PEM의 retardation value가 각각 ‒λ/4와 +λ/4이 될 때 PEM을 통과하도록 조정된다.