[POD]회절 소자와 스마트 AR/XR 광학

첨단 신소재의 개발과 더불어 수나노미터 규모의 인공적인 구조물의 형상을 양산하는 전자기술 문명 시대를 살아 가고 있는 우리들은 인공지능 (AI) 기반 4차 혁명 시대의 도래에 직면하게 되면서, 이를 적극적으로 적응하고 나아가 극복하기 위한 지혜가 절실한 실정에 처해 있습니다.
본 저작물 『회절 소자 및 스마트 AR/XR 광학』은 홀로그래픽 AR/XR 디스플레이 관련 회절 광물리 기반 연구들 및 시뮬레이션 프로젝트들에 대한 매뉴얼들을 증보한 결과물입니다. 특히, 본 도서는 Google, YouTube, ChatGPT 등과 같은 풍부한 디지털 미디어 환경에 적합하도록 종래의 주입식 교육용 광학 교재의 대안으로서 실제 사례들과 연계된 자기주도 학습을 고려하여 기획되었습니다. 아무쪼록 본 도서가 학습자에게 능동적으로 활용되어서 첨단 광학 소재·부품에서부터 복잡계 광학 및 반도체·디스플레이의 산업적 응용에까지 창의적으로 활용되기를 소망하는 바입니다.
끝으로, 본 도서를 위해 큰 도움을 주신 분으로서 귀한 사진·그림을 제공해 주신 LightTrans GmbH, 시뮬레이션 실행·검증을 지원해 주신 루엔소프트사의 강동혁 선생님, 시뮬레이터 실습에 직접 참여한 고려대의 이승학 연구원과 이화여대의 여화선 연구원, 그리고 곁에서 격려해 주는 사랑하는 가족에게 깊은 감사의 마음을 전합니다.

목차
I. 서론
: 물리 광학 및 VirtualLab 소프트웨어 소개
1. 빛의 편광 (polarization)
2. 빛의 간섭 (interference)
3. 결맞음 길이 (coherence length)
4. 빛의 회절 (diffraction)
5. VirtualLab Fusion 소프트웨어 개요
6. 복잡계 광학 문제에서 Field Tracing 기반 Maxwell Solver 접근법

II. 본론
1. 빛의 간섭과 회절과 간섭
: 사각형 개구 (aperture) 구조의 설계 및 회절 시뮬레이션
1. 단일 및 이중 슬릿 (slit)을 통과한 빛의 회절
2. Shear Plate를 통한 빛의 간섭
3. 2차원 픽셀 배열 구조를 갖는 공간광변조기 (SLM)
4. 회절 격자 (diffractive grating)의 소개
5. 회절 광학 요소 (DOE) 구조의 소개
6. 회절 빔 형성기 (diffractive beam shaper)
7. 2차원 픽셀 배열 구조에서 회절 특성 분석 실험

2. 회절 격자 기반 광학 소자
: 스마트 AR/XR 디바이스용 회절 부품 설계
1. 회절 격자 (diffractive grating)의 구조물의 소개
2. 빔 주입용 회절 격자 (Lightguide Coupling Grating)
3. 경사형 격자 기반 빔출력기 (Out-Coupling Slanted Grating)
4. 입출력 빔 결합기용 두꺼운 격자 (In/Out-Coupling Volume Gating)
5. 체적형 격자 (Volume Bragg Grating)의 심화 실험

III. 결론