PEM(Photoelastic Modulator)은 광탄성 효과를 이용하여 고정 주파수에서 빛의 편광을 변조하거나 변경하는데 사용되는 기기이다.

편광계(polarimeter)로 사용하여 전체 강도의 1/10⁶보다 약한 편광 성분을 검출할 수 있으며, 위상차(retardation)또는 광축(optic axis) 등을 측정하는데 이용된다.

광탄성 효과 (Photoelastic Effect)

유리나 플라스틱 등 투명한 비결정질의 탄성체에 힘을 가하면, 일시적으로 결정질의 성질을 띠며 광학적으로 비등방체가 되어 복굴절을 일으키는 현상을 말한다.

광탄성 효과에 의해 광학 요소를 통과하는 빛의 성분들이 각각 서로 다른 속도 갖게되고, 이로 인해 위상차 또는 위상 지연이 발생하게 된다.

위상차는 x축이 시간인 sine파 형태의 함수로 나타낼 수 있다. 일반적으로 길이(nm, μm), 파동(1/2λ,1/4λ) 및 위상각(라디안, 도) 등의 단위로 나타낸다.

위상차(Retardation) (units: 길이)

A(t) = z [n_x(t) - n_y(t)]    (z : 광학요소의 두께,  n_x(t), n_y(t) : x축 또는 y축 방향의 굴절률)

1. Measurement Items : Retardation, Optic axis, Twist angle

    - Retardation resolution : < 0.005 nm

    - Optic axis resolution : < 0.2 degrees

    - Twist angle : < 0.1 degrees

2. Sample Size : ~ 5" panel

3. Measurement Time : Under 3 min.(Ref. Unit rotation angle = 10 degrees)

4. Light Source Type

    - Unpolarized He-Ne laser, 0.8 mW

    - Beam diameter(1/e²) : 0.48 mm

    - CDRH class: IIIa
5. Light Source Wavelength : 632.8 nm

6. Detector : Photo-diode, 2 ea

7. Lock-In Amplifier Type : DSP dual phase lock-in amplifier

8. Lock-In Amplifier Spec.

    - CMRR : 100 dB at 10 kHz

    - Dynamic reserve : > 100 dB(without prefilters)

    - Phase resolution : 0.001 degrees