백라이트유닛을 더 얇고 밝게 제안하기 위하여 우리는 새로운 타입의 백라이트유닛을 시뮬레이션하였다. 도광판 상면에 미세 볼록렌즈어레이를 형성시킨다. 또한, LGP와의 매칭을 위하여 우리는 기능성 광학 시트를 시뮬레이션하였다. 일반적으로 전통적인 백라이트유닛들은 하나의 LGP와 네 개의 광학시트를 사용해왔으나 우리는 하나의 광학시트를 사용한 백라이트유닛을 시뮬레이션하였다. 설계 결과 우리의 백라이트유닛은 동일한 발광성을 달성하면서 시야각은 30% 더 좋아진 것을 밝혀내었다.
본 논문에서는 다중모드간섭(multimode interference: MMI) $1\times4$ 광파워 분리기를 유한 차분빔전파법(FD-BPM)을 이용하여 모델링하고 BK7 유리기판에 $Ag^+-Na^+$ 이온교환법을 이용하여 제작하였다. 제작된 MMI $1\times4$ 광파워 분리기의 분리비는 0.46dB이었다.
본 논문에서는 BK7 유리 기판에 Ag$^{+}$-$Na^{+}$ 이온교환법을 이용하여 1.31/1.55$mu extrm{m}$ 방향성 광결합기형 역다중화기를 제작하여 특성을 평가하였다. BK7에 이온교환법을 이용하여 도파로를 제작할 경우 0.2dB/cm 이하의 전파손실을 유지할 수 있으며 또한 도파로의 굴절율 분포가 단일모드 광섬유와 매우 유사하여 광섬유와 광소자 사이의 접합면에서 발생하는 접합손실을 줄일 수 있다 또한 BK7을 이용하면 도파로를 제작하였을 때 복굴절 현상이나 편광 의존성이 적어서 수동 소자 제작에 유용하다는 장점이 있다$^{(1 3)}$ . (중략)
본 논문에서는 고농도로 도핑된 Bismuth 기반 어븀첨가 광섬유 증폭기의 이득 및 노이즈 특성을 정확히 예측하기 위하여 필요한 이론적 모델링 기법에 대한 연구를 수행 하였다. 고농도의 Erbium 이온이 첨가되었을 때 발생하는 Clustering 현상에 기인한 Inhomogeneous Broadening현상, Cooperative Upconversion 현상, Pump Excited State Absorption과 Signal Excited State Absorption 현상 등 모든 현상을 고려하여 6 레벨 증폭기 System Model을 제시하고 이를 전산모사하여 실험치와 비교함으로써 제시된 모델의 유효성을 검증하였다.
본 논문에서는 $1.47mu$m 증폭대역을 구현하는 툴륨이 첨가된 플루오르 고아섬유 증폭기(Thulium doped fiuoride fiber amplifier : TDFFA)를 수치 해석적 방법으로 모델링하였다. 본 모델은 상위변환(unconvenverison) 펌핑 방식을 도입하였고, $0.8\mu$m, $1.4\mu$m, $ 1.9\mu$m, $2.3 \mu$m 등의 다양한 전이 대역이 존재하는 Tm3+ 이온을 모델링하기 위하여 6개의 에너지 준위에 대한 비율식과 관계된 전이과정들을 고려하는 전파식을 사용하였고 트랜스버스 모드와 파워의 전방과 후방 전파를 고려하였다. 본 모델은 쥬드-오펠트(J-O) 이론, 에너지 캡 법칙, 맥콤보 관계 등을 이용하여 구한 TDF의 분광 파라미터들을 사용하였다. 시뮬레이션 결과는 이득과 잡음지수 등이 기존의 실험 결과와 비교하여 잘 부화된 결과를 보인다.
기층의 후면에서 반사한 빛이 미치는 영향을 고려하여 반투명한 기층 위에 박막이 있는 시료의 분광타원상수를 모델링 분석하였다. 후면반사가 타원상수에 미치는 영향을 기층의 복소굴절률과 두께를 사용하여 나타내었고 이를 모델링 분석에 적용하였다. 유리 기층 위에 ITO 박막이 있는 시료에 대해 후면반사를 고려한 표현들을 사용하여 박막의 두께와 복소굴절률 등을 구한 결과가 후면에서 반사된 빛을 제거하여 측정, 분석하는 통상적인 타원법에 의한 결과와 일치함을 보였다.
광강도 변조방식 광섬유 센서의 변위응답해석에 필요한 투광 조도분포를 수학적으로 모델링 하였다. 유도된 조도분포 모델은 스텝인덱스 멀티모드 광섬유를 대상으로 하며 실험적 검증을 통해 타당성을 확인하였다. 검증된 조도분포 모델을 적용하여 얻은 광섬유 센서의 변위응답 해석결과를 변위측정 결과와 비교하여 거의 일치함을 확인하였다. 또한 기존의 가우시안 조도분포 모델을 적용한 해석결과와 비교했을 때 제안한 조도분포 모델이 보다 정확한 결과를 나타냄을 보이고 있다.
본 논문에서는 구면수차와 Stiles-Crowford 효과를 고려하여 인간의 눈을 모델링한 정밀모형안과 등가인 렌즈모듈 모형안의 설계에 관하여 논의하였고, 렌즈모듈 모형안을 적용한 Head Mounted Display(HMD)용 광학계를 설계 및 평가하였다. HMD용 광학계에서 요구되는 소형화, 고성능 및 고해상도 등의 필수조건들을 만족시키기 위해 회절광학소자와 비구면을 이용하여 색수차와 단색수차를 보정하였다. SVGA급 480,000화소를 갖는 0.47 인치 micro-display, 플라스틱 hybrid 렌즈, 그리고 렌즈모듈 모형안으로 HMD용 광학계를 구성하였다. 설계된 광학계의 초점거리는 31.25 mm, FOV는 24H$\times$18V$\times$30D degrees, 그리고 전장길이는 59.1 mm이다. 결과적으로, 사용자가 편안함을 느낄 수 있는 HMD에 유용한 광학계를 얻었다.
적응 광학(adaptive optics, AO)은 대기 외란을 실시간으로 보정하는 기술을 말하고, 이러한 적응광학의 효율적 개발을 위하여, 다양한 성능 예측 기법을 도입하여 적응광학이 적용된 시스템 성능 예측을 실시한다. 적응광학의 성능 예측 기법으로 자주 사용되는 기법으로는 통계분석, 전산모사 및 광학 벤치 테스트가 있다. 통계분석에서는 적응광학 시스템을 통계 분석 모델로 가정하여 오차값(분산)의 제곱을 전부 합쳐 스트렐비를 간단하게 추정한다. 다만, 하위 변수 간의 상관 관계는 무시되어 이에 따른 추정의 오류는 존재한다. 다음으로, 전산모사는 대기 난류, 파면센서, 변형거울, 폐쇄 루프 등 모든 구성요소를 가능한 한 실제와 가깝게 모델링하고, 시간 흐름에 따른 적응광학 시스템의 변화를 모두 구현하여 성능 예측을 수행한다. 다만, 전산모사 모델과 현실 사이에는 여전히 일부 차이가 있어, 광학 벤치 테스트를 통하여 시스템 성능을 확인한다. 최근 국내에서 개발된 변형 거울을 적용한 1.6 m 지상 망원경용 적응광학 시스템을 개발 중에 있어, 이에 적용 가능한 적응광학 시스템을 통하여 성능 예측 기법이 요구되며 동시에 성능 예측 기법의 비교를 진행하고자 한다. 앞서 언급된 통계분석 및 전산모사를 이용하여 시스템 성능 예측을 수행하였으며, 성능 예측의 분석을 위해 각각의 성능 예측 기법의 망원경 및 적응광학 시스템 모델링 과정 및 결과를 제시하였다. 이때 성능 예측을 위한 대기 조건으로는 보현산 관측 중앙값(median)을 적용하였다. 그 결과 통계 분석 방법의 경우 평균 스트렐 비가 0.31이 도출됨을 확인하였고, 전산모사 방법의 경우 평균 스트렐 비가 0.32를 가짐을 확인함으로써 두 방법에 의한 예측이 거의 유사함을 확인할 수 있었다. 추가적으로, 전산모사의 경우 해석 결과의 신뢰성을 확보하기 위하여, 모사 시간이 대기 임계 시간 상수의 약 240배인 0.9초 이상 수행되어야 함을 알 수 있었다.
본 논문에서는 혈액의 응고 시간을 나타내는 잣대로 활용되는 PT (prothrombin time)를 반사광을 이용하여 측정하는 방법에 대한 광학적 분석이 기술된다. 혈액에 일정량의 thromboplastin을 정량 추가하면 혈액의 응고 과정이 진행된다. 응고 시간을 측정하기 위하여 혈액에 자성 철 가루를 혼입하고 자석을 회전시키면서 혈액 표면을 레이저로 조사하여 그 반사광의 변화를 측정하였다. 이 신호를 분석하면 표준 값에 대응하는 PT 값을 환산할 수 있었다. 측정된 반사광 신호를 전산 모델링으로 나타내어 측정 원리를 분석한 결과도 같이 제시한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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