굴절률(Refractive index 또는 index of refraction)은 빛이 진행하는 매질의 대표적인 광학적 특성으로, 매질에서 전파하는 빛의 속도와 진공에서 전파하는 빛의 속도와의 비율로 정의된다. 따라서, 빛의 속도에 대한 상대적인 비율인 굴절률은 미터, 초, 그램과 같은 별도의 물리적 단위를 갖지 않는다. 즉, 굴절률이 1.5인 유리에서 전파하는 빛의 속도는 진공에서 전파하는 빛의 속도보다 1.5배 느려진다. 빛은 우리가 알고 있는 그 무엇보다 더 빠르며, 그 속도는 진공에서 299,792,458 m/s (약 10억 km/h)로 알려져 있다.

굴절률이 매질(혹은 물질)의 대표적인 광학적 특성이 되는 이유는 앞서 언급한 빛이 진행하는 속도의 비율 뿐만 아니라 물질의 반사율, 투과율, 흡수율, 입사각에 따른 굴절각 등 다양한 광학적 특성을 결정하기 때문이다. 프레넬 식(Fresnel equation)에 따르면, 빛이 진행하는 매질의 경계면에서의 반사율, 투과율을 굴절률과 입사각을 통해 계산할 수 있다. 또한, 흡수율을 복소굴절률(복소수 형태로 표현된 굴절률)을 통해 계산할 수 있다. 또한, 스넬의 법칙(Snell’s Law)에 따라, 입사각과 굴절률을 알면 다른 매질에 입사하는 빛이 꺾이는 각도를 쉽게 계산할 수 있다. 이와 같이 굴절률은 매질에서의 빛의 특성을 이해하는데 매우 중요한 요소이다.

굴절률은 그 이름을 살펴보면 조금 더 직관적으로 쉽게 이해할 수 있다. ‘굴절’이 되는 ‘정도’(혹은비율)가 ‘굴절률’이며, 여기서 ‘굴절’은 빛이 다른 매질로 입사할 때 휘어지는 현상이다. 즉, ‘큰’ 굴절률은 빛이 경사 입사하였을 때 ‘많이’ 휘어진다는 것을 의미한다. (당연히, ‘작은’ 굴절률은 빛이 경사 입사했을 때 ‘적게’ 휘어진다.) 흔히 안경점에서 두꺼운 렌즈 대신 여러 번 압축한 얇은 렌즈를 권하는 경우가 많다. 단순히 두꺼운 렌즈를 힘으로 눌러 얇게 만드는 것이 아니라 얇은 렌즈에서도 빛이 많이 휘어지도록 큰 굴절률을 갖는 물질로 렌즈를 만드는 것이다. 이처럼 굴절률은 생소하게 느껴지지만, 우리 실생활에서 널리 활용되고 있을 정도로 친숙한 개념이다.

미터랩에서 개발한 t-Nova 시리즈는 평행한 매질의 두께 뿐만 아니라 굴절률을 측정할 수 있는 세계 최초의 센서이다. 다양한 광학 구성과 파장 대역으로 출시된 t-Nova 시리즈는 강화유리, 특수유리, 실리콘 웨이퍼와 같이 최근 첨단 공정에서의 널리 활용되는 물질들의 두께 측정 뿐만 아니라 광학적 특성을 알고 싶어하는 소비자들에게 새로운 해결책이 될 것으로 기대한다.