• 한국통신학회논문지
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• 제31권11A호
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• pp.1053-1058
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• 2006

본 논문은 GE-PON 등 FTTH용 광액세스망 시스템에 사용되는 저가격 광모듈 제작을 위하여, 1.31/1.49um 양방향 구성의 하이브리드집적 PLC칩을 사용한 효율적인 광모듈 패키징 기술을 제안하였다. 수동 광섬유정렬기술과 nonhermetic 플라스틱 패키지 기술을 적용하여 광모듈을 제작하였으며, 광결합효율과 전기-광학적 특성을 측정하였다. 제작된 광모듈의 광결합효율은 광축정렬 허용오차 40um내에서 0.5dB이하의 광결합손실을 나타내었고, -24dBm 이하의 수신감도와 광출력 1.5mW이상, 소광비 10dB이상, tracking error 0.3dB이하의 온도특성이 GE-PON ONU용 광모듈 규격을 만족함을 확인하였다.

• 디지털융복합연구
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• 제19권11호
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• pp.341-349
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• 2021

최근 조명 산업이 중요한 분야로 인식되면서 PQR (Photonic Quantum Ring) 소자는 LED(Light Emitting Diode)를 대체할 수 있는 차세대 광원이 될 전망이다. 본 연구에서는 기존 연구와 유사한 결과를 검증하고, 소자의 광특성을 분석하기 위해 광섬유가 연결된 스테이지에 x, y, z 좌표를 입력하면 자동으로 이동하며, 또한, 소자에 광섬유를 근접시키는 NSOM (Near field scanning optical microscopy) 장치를 추가한 측정 시스템을 이용하여 소자의 광특성 실험과 공진 및 어레이 소자의 광특성 시뮬레이션을 통해 조명용 소자로 가능성을 검증하고자 하였다. 이를 위해 메사와 홀 형태가 동시에 존재하는 메사 직경 40㎛, 홀 직경 3㎛의 소자를 제작하여 소자의 근접장으로 PQR 소자는 ㎂에서 동작하며, 메사와 홀 소자는 서로 독립적으로 구동됨을 관찰하였다. 위치에 따른 소자의 광파장 스펙트럼을 측정하여 메사와 홀 소자에 의한 커플링 현상을 처음으로 확인하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.47-53
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• 2003

본 논문은 자기광학효과에 의한 초고압 전력설비에서의 광전류 센서의 특성에 대한 기초 연구를 하였다. 광원은 He-Ne laser(633[nm])를 사용하고, 수신부는 PIN-Photodiode를 사용하였다. Faraday 효과에 의한 편광면의 회전각은 도체에 인가된 전류에 비례하므로 광섬유를 도체 주위에 감아서 센싱부를 구성하였다. 광섬유센서를 통과한 광신호를 입력편광에 대하여 $\theta$방향으로 정렬된 검광자를 통과시켜 그 회 각을 분석하여 l00[A] 에서 1000[A] 까지의 광 CT 동작특성과 60[Hz] 교류전류측정을 하였다. 측정 결과에서는 전류에 따른 출력 신호가 선형적으로 증가함을 알 수 있었고 파이버의 권수에 따른 출력차이를 통해 파이버의 권수가 많을수록 강도가 커진다는 것을 알 수 있었다. 또한 자장과 감긴 파이버 사이의 매질에 따라 출력의 차이뿐만 아니라 선형성까지도 차이가 난다는 것을 알 수 있었다. 기준값과 광전류 센서의 출력 강도와의 오차율을 구했을 때 약 $\pm$7% 이하의 오차가 나왔고 이는 매질과 권수에 따라 그 오차율이 점점 나아질 수 있다는 것을 확인 시켜주었다.

• 한국광학회지
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• 제17권1호
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• pp.94-98
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• 2006

본 논문에서는 듀얼 코어 광섬유 콜리메이터(dual-core fiber collimator)와 멤브레인형 마이크로미러를 이용한 광마이크로폰을 제안하고 구현하였다. 콜리메이터와 미러는 각각 광헤드(optical head)와 반사형 진동판으로서 사용된다. 특히, 미러 진동판은 얇은 실리콘 바(bar)에 의해 프레임에 연결되어 있어서 인가된 음압에 따라 자유롭게 움직인다. 두 개의 콜리메이터가 집적된 광헤드는 음압을 감지하고 변조하는데 사용되는 광을 공급하고 받는 역할을 한다. 이 콜리메이터 광헤드를 사용함으로써 진동판과의 초기 정렬시 기존의 광섬유를 이용한 경우에 비해 허용 오차가 클 뿐만 아니라 전체적으로 광마이크로폰의 구조도 간단해졌다. 본 논문에서는 광헤드와 진동판 사이의 거 리를 변화시켜 가면서 응답 특성을 측정하여 선형성과 민감도가 최대인 지점을 동작점으로 결정하였다. 음성신호의 주파수를 변화시켜 가면서 광마이크로폰의 출력을 측정하여 얻은 주파수 대역폭은 약 $\pm$5 dB 이하 출력 변화에 대해 약 3 kHz였다.

• 한국광학회지
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• 제30권6호
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• pp.249-254
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• 2019

광섬유가 지니는 패러데이 효과를 이용하여 전류의 세기를 측정하는 광전류 센서 소자를 설계 및 제작하였다. 센서 소자의 동작 안정성을 향상시키기 위하여 편광회전 반사 간섭계와 사분 파장 위상 간섭계 구조를 도입하였다. 이 복잡한 구조를 구성하는 다양한 광소자들은 하나의 폴리머 광집적회로로 구성하여 작은 크기로 제작되었다. 본 구조를 이용하면 외부에서 별도의 바이어스 피드백 제어가 필요 없는 상태에서 전류를 측정하는 센싱 동작을 수행할 수 있다. 또한 온도변화나 외부진동으로 인한 광센서 특성 변화를 제거하여 안정적인 특성을 유지하는 광전류센서를 구현할 수 있다. 그러나 패러데이 효과를 결정짓는 베르데상수는 온도에 따라 미소한 값의 변화를 가지고 있다. 본 연구에서는 이 변화로 인한 광전류센서의 온도의존성을 극복하기 위한 연구를 수행하였다. 편광회전 반사 간섭계의 부품인 광섬유 사분 파장판의 길이를 최적값으로부터 벗어나는 상태로 맞추어 줌으로써 베르데 상수의 온도의존성에 의해 나타나는 광전류센서의 스케일 팩터 변화를 보상해줄 수 있었다. 온도변화를 보상한 광전류센서는 주변 온도를 상온에서 85℃로 올리는 동안, 센서 측정 신호의 온도 의존성이 0.2% 이내로 유지되는 것을 확인했다.

• 한국광학회지
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• 제19권1호
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• pp.54-59
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• 2008

적외선 영역에서 극초단 펄스 폭을 갖는 $Cr^{4+}$:YAG 레이저를 광자 결정 광섬유에 입사하여 초 연속 스펙트럼을 갖는 광원을 얻어냈다. 이 광원을 이용하여 광통신 파장 영역에서 많은 흡수 전이선을 갖는 아세틸렌($^{12}C_2H_2$) 및 시안화 수소($H^{13}C^{14}N$) 분자의 흡수 스펙트럼을 측정하였다. 초 연속 스펙트럼을 얻기 위해 펌핑 광원으로 모드 잠금된 $Cr^{4+}$:YAG 레이저를 사용하였다. 모드 잠금된 $Cr^{4+}$:YAG 레이저는 중심파장이 1510 nm 대역에서 반복률이 100 MHz이고, 펄스폭은 75 fs이다. 모드 잠금된 $Cr^{4+}$:YAG 레이저 출력을 20 m의 광자 결정 광섬유에 집속시켜 진폭변동이 ${\pm}5dB$이하에서 400 nm 이상의 평탄한 초 연속 스펙트럼을 얻었으며, 전체적으로 한 octave 이상의 초 광대역 광원을 얻었다. 이 광원을 이용하여 50개 이상의 흡수 전이선을 갖는 아세틸렌 분자($^{12}C_2H_2$)와 시안화 수소 분자($H^{13}C^{14}N$)의 흡수 스펙트럼을 측정하고, Voigt 곡선 맞춤을 이용하여 Lorentian 성분의 흡수 선폭을 각각 측정하였다. 이와 같은 초 광대역 광원의 스펙트럼을 이용하면 O, S, C, L 밴드와 같은 대역에 존재하는 분자의 흡수 스펙트럼 측정에 있어 유용하게 사용될 수 있다.

• 한국광학회지
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• 제19권1호
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• pp.68-72
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• 2008

광섬유 브래그 격자(fiber Bragg grating: FBG)를 이용한 스트레인 센서는 출력 값으로 브래그 반사 파장의 변화를 제공하게 된다. 본 논문에서는 브래그 격자 스트레인 센서에서 출력되는 빛을 도파로 어레이 격자(arrayed waveguide grating: AWG)에 입력시켜서 파장의 변화를 측정하는 방법을 제안한다. FBG에 스트레인이 가해지게 되면 브래그 반사 파장이 이동하게 되어 AWG를 지나서 출력되는 채널별 광 파워가 변하게 되며, 이 값들의 조합으로 구해지는 centroid 값을 계산하면 브래그 반사 파장과 인가된 스트레인 값을 얻을 수 있다. 브래그 격자의 반사 스펙트럼의 대역폭이 centroid 값에 미치는 영향을 고려하여 3-dB 대역폭이 5.4 nm인 chirped FBG를 사용하였으며, 저항 측정방식의 기존 스트레인 센서와 비교하여 오차범위가 2% 이내인 결과를 확인 하였다. FBG 센서를 외팔보에 부착하여 진동에 따른 스트레인 값을 실시간으로 측정한 결과 진동 주파수 17.8 Hz, damping 시상수 0.96 초를 얻을 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제16권3호
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• pp.287-294
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• 2005

본 논문에서는 크로스(CROSS) 포트에 광섬유 지연선로가 연결된 $2\times2$ 광 스위치들로 구성된 광섬유 지연선로 행렬과 다파장 광원을 이용한 2차원 위상 배열 안테나(Phased Array Antenna; PAA)용 광 실시간 지연선로(True Time-Delay ; TTD)의 구조를 제안하였고, 파장 의존형 광 TTD와 파장 비의존형 광 TTD를 결합하여 10-GHz 2차원 PAA용 2-비트$\times$4-비트 광 TTD를 제작하였다. 단위 시간 지연 차이가 각각 ${\Delta}T=12ps$와 $\Delta\tau=6ps$인 파장 의존형 광 TTD와 파장 비의존형 광 TTD의 모든 주사각에 대해서 시간지연을 측정하였다. 파장 의존형 광 TTD의 시간 지연 오차는 지터에 의해 최대 2.8 ps가 발생하였으며, 파장 비의존형 광 TTD의 경우에는 ${\pm}0.8ps$이하의 오차가 나타났다. 제안된 2차원 PAA용 광 TTD의 구조는 1차원 선형 PAA보다 높은 이득을 얻을 수 있고, 다파장 광원을 사용하므로 광 파워 및 파장의 안정성을 확보할 수 있으며, 전기적 스위치 제어기를 이용하여 $2\times2$ 광 스위치 행렬을 열(column) 단위로 절체하기 때문에 주사 빔 제어 속도가 빠르고 구동이 간단한 장점을 갖고 있다.

• 한국광학회지
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• 제16권1호
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• pp.13-20
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• 2005

광섬유 브라그 격자를 외부 공진기로 사용하는 레이저 다이오드(이하 FGL : fiber grating laser 이라 약칭함)를 제작한 후 그 성능을 실험적으로 측정하고 분석하였다. FGL을 WDM기반의 수동형 광 가입자망 시스템에 적용하기 위해서는 저가 구현이 필수적이며, 이를 위해, TO-CAN 형태의 모듈로 패키징하였다. 제작된 FGL의 동작 전류 대 광 출력 특성을 측정한 결과, $25^{\circ}C$에서 60 mA일때 약 3.6 mW를 얻을 수 있었고 주입 전류 변화에 따른 발진 파장의 변화율은 5.2 pm/mA이었다. 또한, FGL의 온도 변화에 따른 발진 파장의 변화율은 30 pm/$^{\circ}C$로 주변 온도 변화에 대한 발진 파장의 안정도가 매우 우수함을 확인하였다. 문턱 전류 이상의 동작전류 영역에서 각각 30 dB 이상의 양호한 주변 모드 억압비(SMSR)를 얻을 수 있었고, 단일 종 모드 발진 특성을 유지함을 확인하였다. 제작된 FGL의 전송 성능을 분석하기 위하여 155 Mb/s의 NRZ 신호로 직접 변조 실험을 수행하였다. BER 성능을 측정한 결과. 단일 모드 광섬유 20 km를 통과하더라도 광경로 파워 페널티가 발생하지 않았고 수신파워가 -37.5 dBm 이상에서 BER<$10^{-9}$ 을 얻을 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제12권2호
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• pp.135-142
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• 2001

최근 플라스틱 광섬유(Plastic Optical Fiber, POF)가 홈 네트워크(Home Network) 및 LAN(Local Area Network)의 새로운 통신채널로 등장하였다. 특히 PMMA 계에 기반을 둔 언덕형 굴절률 분포 플라스틱 광섬유(Graded Index Plastic Optical Feiber)는 500nm와 650nm 근처에서 아주 적은 손실을 가지므로 이 파장영역에서의 광원으로서 극초단 광펄스 생성이 요구되고 있다. 본 연구에서는 650nm InGaAIP FP(fabry perot) LD와 간단한 RF(radio frequency)소자들을 이용한 회로를 구성하고 이득스위칭 기술을 사용하여 1GHz의 펄스 반복율을 가지고 33.3psec 정도의 짧은 반치선폭(FWHM)을 가지는 광펄스를 생성시키는데 성공하였다. 이득스위칭 된 광펄스는 주입되는 직류전류(DC bias current)와 변조되는 주파에 따라 반치선폭은 33.3-82.8 psec, 펄스 에너지는 0.97-9.69pJ의 값을 얻었다. 또한 CW 발진과 이득스위칭 된 광펄스의 스펙트럼 폭은 각각 0.44nm, 150nm로 됨을 측정하였다. 이러한 결과를 가지는 연속적인 광펄스는 직류전류와 VCO에 의한 변조주파수의 적절한 선택에 따라 초고속 근거리 광통신분야 뿐만 아니라 여러 가지 초고속 광소자 및 전자소자의 특성평가 등에 응용될수 있을 것으로 예상된다.