• 한국광학회지
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• 제16권3호
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• pp.261-265
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• 2005

광자결정의 밴드갭이 크면서도 모든 편광방향에 대해 동일하게 설계될 수 있다면, 이러한 광밴드갭은 다양한 소자의 응용에 있어 보다 유용해 질 수 있다. 현재까지는 원형의 공기구멍으로 이루어진 삼각격자 구조가 가장 큰 광밴드갭을 갖는 것으로 알려져 왔으나, 본 논문에서는 각종 구조적 변화에 의한 밴드갭의 변화경향을 분석하고 체계화함에 따라, 모든 편광방향에 대해 광밴드갭이 동일하면서 가장 크게 되는 새로운 격자구조를 제안하였다. 이 구조의 광밴드갭 비율$(\Delta\omega/\omega)$은 기존의 삼각격자에 비해 약 $30\%$ 정도 증대된 것임을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.717-722
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• 2010

초음속 풍동은 실험하고자 하는 모델 주위에 인공적으로 초음속 유동장을 형성하여 모델에 작용하는 현상을 관찰 및 측정하는 실험 장비이다. 이러한 풍동 실험 장비는 비행체 설계에 있어 시제기를 제작하지 않고도 비행체 외형에 대한 공기역학적 특성을 파악하는데 유용하다. 본 연구에서는 러시아에서 제작된 초음속/극초음속 풍동(MAF : The Model Aerodynamic Facility)을 시험 시간 증가 및 활용성 증가를 목적으로 개조하였다. 안전성 확보 및 원격 작동을 위해 공압 밸브를 설치, 실험 시간의 증가를 위해 새 저장 탱크를 설치했다. 설치한 밸브와 탱크를 이용할 수 있도록 배관 시스템을 개조하였다. 또한 광학적 시험을 위하여 시험부의 광학창을 확장하였다. 개조 후 마하수 2,3,4에 대하여 성능 시험을 수행하였다. 유동가시화 기법중 하나인 Shadow graph 기법을 이용하여 초음속 유동장의 형성을 확인하였으며, 마하수 2,3,4에 대하여 Settling Chamber, Working section의 압력측정을 통해 성능 시험을 수행하였다. 결과로부터 해당 초음속 풍동에 사용가능한 모델 크기 및 시험 시간을 도출하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권3호
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• pp.245-250
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• 2010

초음속 유동에서의 공기 방전에 대한 기체 (회전) 온도를 측정하는 과정이 자세하게 소개되었다. 초음속 유동에서는 직접적인 온도 측정이 어려우므로 질소 분자 이온 스펙트럼의 광학적 발광 분광법을 이용하는 비침투 방식의 측정법이 사용되었다. 질소 분자 이온의 발광 스펙트럼 구조를 이해하기 위하여 발광선의 세기를 나타내는 관계식들에 대한 자세한 설명이 소개되었다. 유도된 발광 스펙트럼의 표현식을 이용하여 질소 이온의 first negative system을 구현하였고 실험으로 측정된 스펙트럼과 비교하였다. 합성 스펙트럼과 측정된 스펙트럼들은 밴드 스펙트럼 전 범위에 걸쳐서 6-8%의 상대오차 이내로 서로 일치함을 보여주었다. 마하 3의 초음속 경계층에서 25 mA의 직류 방전에 의한 기체 온도 분포 곡선을 측정한 결과 온도값이 최대 약 350 K인 선형적인 변화를 보여주었다.

• 한국광학회지
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• 제14권6호
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• pp.594-599
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• 2003

1.6 $\mu\textrm{m}$ 파장대의 U밴드 광증폭기용 광섬유 소재인 Pr첨가 Ge-Sb-Se 계열 셀레나이드 유리의 굴절률을 분광타원법을 이용하여 결정하였다. 시료의 광물성을 조사하기 위해 투과 파장 영역에서의 타원 스펙트럼을 Sellmeier 분산관계식에 기반한 공기/미시 거칠기층/표면층/기층으로 구성된 4상계의 모델에 적용하여 굴절률과 분산계수 및 박막구조상수를 동시에 얻을 수 있었다. 디스크 형태로 가공된 각 시료의 양면을 대상으로 위치에 따라 수회 반복 측정을 통하여 시료의 표면 거칠기의 영향을 파악함으로써 조성 변화에 대한 굴절률 변화 양상을 보다 정확히 파악하였다. 시료의 표면 거칠기가 굴절률 측정치의 편차에 주된 영향을 미쳤으나 1 몰%에 해당하는 소량의 조성변화에 따른 굴절률 변화를 신뢰할 수 있는 수준으로 결정할 수 있었다. 실험적으로 결정된 조성변화와 굴절률과의 관계식은 단일모드의 셀레나이드 광섬유 제작에 있어 코어와 클래드의 조성을 결정하는데 직접적으로 활용될 수 있다.

• 한국광학회지
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• 제31권6호
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• pp.321-327
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• 2020

기판 위에 코팅된 박막의 빛 반사 특성에 대해 연구하였다. 입사 매질로 굴절률이 큰 프리즘을 사용하여 박막/기판 계의 내부 전반사 현상과 공기/박막/기판 계가 이루는 도파로로 빛이 결합되어 들어가는 현상을 종합적으로 비교, 연구하였다. 박막의 굴절률이 기판의 굴절률보다 큰 경우에는 빛의 입사각을 증가시켜 나가면 먼저 기판에 의한 전반사가 일어나고, 그 이후 도파로 모드를 맞추는 좁은 각 영역에서 반사율이 떨어지는 현상을 볼 수 있으며, 이것을 이용하여 박막의 굴절률과 두께를 정확히 측정할 수 있다. 반면에 박막의 굴절률이 기판의 굴절률보다 작은 경우에는 도파로 모드가 존재하지 않는다. 이 경우 덩어리 매질에서처럼 뚜렷하지는 않지만 박막에 의한 전반사가 간섭무늬를 동반하여 나타난다. 본 연구에서는 프리즘/박막/기판 구조에서 일어나는 반사 현상을 전반적으로 관측하고 분석하여, 두 경우 모두 박막의 굴절률을 측정할 수 있는 가능성을 조사하였다.

• 한국광학회지
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• 제33권4호
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• pp.159-166
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• 2022

본 연구에서는 이중 슬릿 회절 실험을 이용하여 박막의 두께와 굴절률을 측정하는 실험을 수행하였다. 투명 기판 위에 입혀진 박막이 만드는 투과광의 위상 단층의 크기를 이중 슬릿을 통과하여 나타나는 회절 패턴을 분석하여 측정하였다. 이로부터 두께와 굴절률을 동시에 결정하기 위해 공기와 증류수 속에서 각각 한 번씩 실험을 수행하였다. 이 방법의 유효함을 확인하기 위해 도파로 결합법으로 측정한 두께와 굴절률과 비교하였다. 본 연구에서 제안한 측정법은 기존의 선행 연구들과 더불어 박막의 두께와 굴절률을 동시에 측정할 수 있는 새로운 방법으로 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.90.1-90.1
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• 2011

연료전지 분리판은 연료, 공기, 수분이 흐를 수 있는 채널들이 포함되어 있으며, 전지들에 의해서 생산되는 전류를 흐르게 할 수 있는 전기전도성을 가져야 할 필요가 있다. 일반적인 금속판들은 연료전지 스택 내의 산성 분위기에 존재해야 하기 때문에 표면 부식이 쉽게 발생한다. 그라핀(graphene)은 우수한 전기전도성을 가지고 있을뿐만 아니라 물리화학적 내식성 및 내구성을 가지고 있어 연료전지 분리판으로서 응용이 가능할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 일반적으로 널리 사용하고 있는 스테인리스강(stainless steel)을 모재로 사용하였으며, 그라핀을 전기분무법(electro spray coating)으로 코팅하여 스테인리스강의 내식성 및 전기전도성을 동시에 향상시키고자 하였다. 그라핀은 에탄올을 용매로 사용하여 분산하였으며, 분산제로 소량의 다이페닐다이에톡시실란(diphenyldiethoxysilane)을 첨가하여 코팅용액을 제작하였다. 코팅공정은 15kV 전압을 가하여 1시간동안 코팅을 진해하였으며, 그라핀-스테인리스강 모재의 미세구조를 전자현미경과 광학현미경을 통하여 관찰하였다. 또한 X-선 회절분석법을 이용하여 그라핀의 결정구조를 분석하였다. 한편 스택의 내부와 유사한 산화성 분위를 모사하기 위해 $80^{\circ}C$의 0.1N $H_2SO_4+2ppm\;F^-$ 용액에서 내식성 실험을 수행하였고, 면간접촉저항도 측정하였다. 그라핀이 코팅된 스테인리스강 시편은 고분자전해질 연료전지 분리판의 요구조건을 만족하였으며, 연료전지 분리판으로서의 적용가능성을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.312.2-312.2
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• 2014

실리콘은 광센서, 태양전지, 발광다이오드 등 광소자 응용 분야에서 널리 사용되고 있는 물질이다. 그러나 실리콘의 높은 굴절율(n~3.5)은 표면에서 약 30% 이상의 Fresnel 반사를 발생시켜 소자의 효율을 감소시키는 원인이 된다. 따라서, 반사손실을 줄이기 위해서는 실리콘 표면에 효율적인 무반사 코팅을 필요로 한다. 기존의 단일 혹은 다중 박막을 이용한 무반사 코팅 기술은 물질간 열팽창계수의 불일치, 접착력 문제, 박막 두께 조절 및 적합한 굴절율을 갖는 물질 선택 어려움 등의 단점을 지니고 있다. 최근, 이러한 무반사 코팅 기술의 대안으로 곤충 눈 구조를 모방한 나노크기의 서브파장 격자구조 (subwavelength gratings, SWGs)에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이러한 SWGs 구조는 공기와 반도체 표면 사이에 점진적, 선형적으로 변화하는 유효굴절율을 갖기 때문에, 광대역 파장영역뿐만 아니라 다양한 각도에서 입사하는 빛에 대해서도 효과적으로 Fresnel 표면 반사를 낮출 수 있다. 본 연구에서는 실리콘 기판 표면 위에 효율적인 무반사 특성을 갖는 계층적 SWGs 나노구조를 제작하기 위해, 레이저간섭리소그라피 및 열적응집금속 입자를 이용한 식각 마스크 패터닝 방법과 유도결합플라즈마 식각 공정을 이용하였다. 제작된 무반사 실리콘 SWGs 나노구조의 표면 및 식각 프로파일은 전자주사현미경으로 관찰하였고, 표면 접촉각 측정 장비를 이용하여 샘플 표면의 젖음성을 확인하였다. 제작된 샘플의 광학적 특성을 조사하기 위해 UV-vis-NIR 스펙트로미터와 엘립소미터 측정 시스템들을 이용하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.539-539
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• 2012

전북대학교 고온플라즈마 응용연구센터는 교육과학기술부 기초연구사업 중 고가연구장비 구축사업의 일환으로, 고 엔탈피, 초음속 유동 환경을 모사하여, 항공우주, 군사기기, 핵융합 분야 등의 고온 재료 개발을 위한 기초 연구 장치로써, 0.4MW급 플라즈마 풍동 장치를 구축하고 있다. 0.4MW 플라즈마 풍동 장치의 플라즈마 발생부는 DC 전원 공급장치와 디스크 형태의 양극과 음극 사이에 동일 형태의 간극을 삽입한 0.4MW급 분절형 아크 플라즈마 토치로 구성되었으며, 토치에서 발생된 아크 플라즈마는 노즐을 통과하며 마하 2~4의 초음속을 나타내도록 설계 제작되었다. 시험 챔버는 노즐에서 나온 초음속 플라즈마의 특성 및 재료 시험을 위한 3차원 이송식 기판이 장착되어 있으며, 고 엔탈피 유동을 관측하기 위한 광학창을 구비하였다. 시험 챔버 하류에는 유동 안정을 위한 디퓨저(diffuser)가 설치되어 있으며, 디퓨저(diffuser)로부터 배출되는 고온가스는 열교환기를 통해 냉각된 후 진공펌프를 통해 대기로 배출되게 된다. 장치의 압력조절을 위하여 $1,000m^3/min$의 용량의 진공펌프 시스템이 설치될 예정이며 가스공급장치, 냉각수 공급장치, 디퓨져, 열교환기는 1MW급 용량으로 설계 제작되었다. 본 장치는 400kW의 전원 공급, 15 g/s의 공기유량 주입 시 약 13 MJ/kg의 고엔탈피를 가진, mach 2~4의 초음속 유동을 나타내는 것을 특징으로 한다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2003년도 가을 학술논문집
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• pp.395-400
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• 2003

사용후핵연료 금속전환체의 장기저장 안정성 확보를 위해 금속전환체의 주성분인 금속우라늄과 산화 안정화 후보물질인 Nb, Ti, Ni, Zr, Hf 등을 첨가한 모의금속전환체 합금을 제작하여 $200^{\circ}C~300^{\circ}C$ 온도구간에서 순수 산소분위기로 산화시험을 수행하였다. U-Nb, U-Zr, U-Ti 합금은 순수 금속우라늄보다 무게증가 측면에서의 산화저항성이 높았으나, U-Hf, U-Ni 합금의 경우에는 오히려 순수 금속우라늄보다 산화 저항성이 낮게 나타났다. 시편에 대한 미세성분 및 조직을 광학현미경, SEM, EPMA 등을 통해 분석하였다. 각 합금의 산화율 및 활성화에너지를 구한 결과 U-Nb 합금의 활성화에너지가 높고 산화 저항성이 가장 양호한 것으로 나타나 산화 저항성 후보물질로 선정하였다.