• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.311-312
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• 2012

본 발표에서는 광학적 분석 시스템에 적용 가능한 발광소자(광원)과 수광소자(광센서)를 집적화시키는 모듈(수 발광 집적모듈) 기술을 제시하고자 한다. 이러한 수-발광 집적모듈은 다양한 응용 분야에 적용 될 수 있다. 예를 들어, 광신호 감지를 위한 광통신용 송-수신 모듈(optical communication), 의료/진단 분야에서 단백질/DNA/박테리아 등의 검출 및 분석에 관한 바이오 센서(bio-sensor), 그리고 대기(가스)/수질 모니터링에 관한 환경센서 등 매우 광범위한 분야에 해당되는 요소 기술이라 할 수 있다. 특히, 이들 분야들 중 바이오 물질을 분석하고 검출하는 광학적 바이오 센서 기술은 높은 경제적 가치와 산업적 성장 잠재력으로 인해 오랫동안 활발한 연구가 진행되어 오고 있다. 이러한 광학적 바이오 센서에서 가장 범용적인 방법 중 하나가 항온-항체 면역반응을 기반으로 하는 형광 검출(fluorescence detection) 기법이다. 이러한 시스템은 전체적으로 광원, 광학계, 그리고 센서로 구성되는데 기존에 일반적으로 사용되고 있는 형광 현미경의 경우는 민감도가 우수하다는 장점은 있으나 상당히 고가이고 부피가 크며 복잡한 광학구성으로 이루어져 있다는 한계점을 가지고 있다. 이러한 맥락에서 고민감도를 확보하면서 휴대성, 고속처리, 저가 등의 특성을 가진 시스템에 대한 요구가 갈수록 증가하고 있다. 이를 해결하기 위한 핵심기술 중의 하나가 수-발광 부분을 집적화 시키는 기술이라 할 수 있다. 본 연구에서는 바이오 센서 기술의 하나로서 형광을 측정하여 혈액내의 진단 지표인자를 검출할 수 있는 휴대용 혈액진단기기에 적용되는 소형 수 발광 집적 모듈을 개발하였다. 혈액내의 검출 성분의 양에 따라 형광의 세기가 변화하게 됨으로써 정량적인 검출이 가능한 원리이다. 모듈의 구조는 크게 광원(발광소자), 광학계, 그리고 광센서(수광소자) 세 영역으로 나누어 진다. 광원은 635 nm 적색 레이저다이오드로서 형광체(Alexa Fluor 647/발광파장: 668 nm)를 여기 시키는 기능을 하며 장착된 볼렌즈 의해 샘플의 형광체 영역으로 집광된다. 광학계는 크게 시준렌즈(collimating lens)와 광학필터로 구성됨으로써 샘플로부터 발생되는 광을 적절하게 수광소자로 전달하는 기능을 하게 된다. 여기서 광학필터의 경우는 기본적으로 Distributed Bragg's Reflector(DBR) 구조로써 실리콘(Si) 포토다이오드 상부에 모노리식(monolithic)하게 형성되며 검출 샘플로부터 진행되는 레이저 광(잡음의 주원인)은 차단하고 형광(광신호)만 통과 시키는 기능을 하게 된다. 따라서 신호 대 잡음비(S/N ratio)를 향상시키기 위해서는 정밀한 광 필터링 기능이 요구됨으로써 박막의 세밀한 공정 조건과 구조적-광학적 특성 분석이 수행되었다. 마지막으로 포토다이오드 소자는 일반적인 구조 이외에 중앙에 원형 구멍이 형성된 특별한 구조가 적용된다. 이것은 포토다이오드 구조에 변화를 줌으로써 모듈 구조를 효율적으로 응용할 수 있다는 의미를 갖는다. 또한 포토다이오드의 전기적-광학적 측정 분석을 통해 잡음 및 감도 특성이 세부적으로 조사되며 형광신호를 효과적으로 측정할 수 있음을 확인하였다. 최종적으로 제작된 모듈은 약 $1{\times}1{\times}1cm^3$ 내외 정도의 크기를 갖는다. 요약하자면 본 발표에서는 광학적 바이오센서에 적용할 수 있는 소형 수-발광 소자 집적모듈을 소개한다. 전체 모듈 설계는 최소한의 부피를 가짐과 동시에 측정의 정밀성을 향상시키는데 초점을 맞추어 진행하였다. 세부요소인 광학필터와 포트다이오드의 경우 잡음 및 민감도에 미치는 중요성 때문에 세밀한 공정 및 특성분석이 수행되었다. 결론적으로 독자적인 설계 및 공정을 통해 휴대성 및 정밀성 등의 목적에 부합한 경쟁력 있는 수-발광 소자 집적모듈 제작 기술을 확보하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1733-1735
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• 2000

평판 디스플레이 소자인 후막 전계발광소자는 평판형 조명부터 LCD 백라이트에 응용되고 있다. 후막 전계발광소자에 사용되는 ZnS:Cu 형광체는 저주파수에서는 녹색 발광을 하며, 고주파수에서는 청색 발광을 가진다. 본 연구는 저주파수에서도 청색을 가지는 소자를 제작하기 위하여 형광체와 염료의 혼합 비율에 따른 발광특성을 조사하였다. 염료의 혼합 비율은 0$\sim$5 wt%로 하였다. 소자의 발광현상을 고찰하기 위하여 발광 스펙트럼과 휘도를 측정하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권6호
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• pp.485-496
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• 2015

본 논문은 와류 유동이 존재하는 케로신/공기 화염 자발광 특성을 실험적 접근방법으로 수행한 연구이다. 한국형 발사체 액체로켓엔진에 적용되는 Jet A-1 을 사용하였고, 와류 세기 영향을 파악하기 위해 세 가지의 스월러를 적용해 실험을 진행하였다. 와류 세기, 연소 공기온도 변화에 따른 화염 자발광을 분광기를 활용하여 계측하였다. 자발광 스펙트럼에서 $OH^*$, $CH^*$, $C_2{^*}$등의 라디칼에 의한 화학발광 특성을 파악하였다. 케로신 화염의 화학발광 세기는 와류 세기에 민감한 반응을 보였으며, 연소 공기온도에 의한 영향은 적게 받았다. 특히 $C_2{^*}$ 화학발광 방출 세기는 와류 세기와 당량비 변화에 민감하게 반응하였다. 화염 특성을 파악하기 위해 각 라디칼 세기 비로 데이터를 분석한 결과, $I_{OH^*}/I_{CH^*}$ 화학발광 세기 비는 공기 유량 변화에 의한 당량비 변화를 지시하기가 적합하며, $I_{C_2{^*}}/I_{CH^*}$ 화학발광 세기 비는 연료 유량변화에 따른 당량비 변화를 지시하기에 적합하였다.

• 전기의세계
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• 제33권2호
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• pp.84-96
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• 1984

본고의 내용은 다음과 같다. 1. 반도체 레이저 2. 발광 다이오드 3. 광검출기 4. 광 파이버의 전송로 5. 광회로 6. 집적광 디바이스의 시작

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제16권1호
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• pp.82-87
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• 2001

본 연구는 점도 측정법과 광여기발광법을 이용하여 방사선 조사된 옥수수분말의 검지를 시도하였으며, 이전의 연구에서 수행되지 않은 다양한 rpm에서의 검지 가능성과 저장기간에 따른 광여기발광의 변화를 검토하였다. 실험에 사용된 옥수수분말은 polyethylene bag으로 포장하였고, Co-60 감마선 조사시설을 이용하여 1, 2, 3, 5, 7, 10 및 15kGy로 조사하였다. 점도측정 시료는 증류수를 가하여 현탁하고 알카리화 한 후에 RV 3 spindle이 장착된 Brookfield DV-III rotation viscometer를 이용하여 3$0^{\circ}C$에서 30초 동안 30, 60, 90, 120, 150, 180 및 210 rpm 에서 점도를 측정하였다. 광여기발광 측정은 시료(5 g)의 전처리 없이 직접 광여기발광기에 넣은 후에 측정하였다. 모든 시료의 점도는 조사선량과 stirring speeds (rpm)가 증가할수록 감소하는 경향을 보였으며, 조사선량과 점도간의 높은 상관성을 보여 주었다. 방사선 조사된 옥수수 분말의 광여기발광은 조사선량이 증가할수록 증가하는 경향을 보였고, 1개월후에도 암실조건에서의 광여기발광은 조사직후의 시험구에 비하여 감소하지 않았다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 점도 측정법과 광여기발광법은 방사선 조사된 옥수수분말의 조사여부를 확인할 수 있는 검지법으로의 가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.58-67
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• 1992

MgGa2Se4 및 MgGa2Se4 : Co2+단결정을 bridgman 방법으로 성장하여 광흡수와 광발광을 가시광 영역과 근적외선 영역에서 조사하였다. 광흡수 스펙트럼은 MgGa2Se4단결정의 Td Symmetry를 갖는 host lattice에 점유하여 바닥상태와 여기상태의 Co2+ ion 에너지 ㅣlevel간 전자전이에 의해서 760nm, 1640nm, 그리고 2500nm에서 3개의 흡수피크를 관측하였다. 광발광 스펙트럼에서 이 단결정은 가시광 발광ㄸ들을 관찰하였다.가시영역의 발광 band들은 에너지 준위도에서 제안된 바와 같이 자전자대의 우의 꼭대기 acceptor 준위에서 전도대 아래의 밑에 분포된 trap으로부터 끊임없이 전자전에 의한다고 볼수 있다. 한편, 이들은 적외선 발광 band가 deep level에서 acceptor level부터 전자전이에 기인한다고 고려할 수 있다. 광전이의 mechanism은 MgGa2Se4 결정의 에너지 diagram의 항으로 잘 설명되고 있다.

• 전자공학회논문지 IE
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• 제43권2호
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• pp.1-6
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• 2006

Two-wavelength에 의한 백색 유기발광소자를 청색계열의 발광재료 DPVBi와 오렌지계열의 발광재료 Rubrene 물질을 사용하여 제작하였다. 소자의 구조는 glass/ITO/TPD$(225{\AA})$/DPVBi/Rubrene/BCP$(210{\AA})/Alq_3(225{\AA})/Al(1000{\AA})$로 하였다. 청색 발광층인 DPVBi와 오렌지색 발광층인 Rubrene층의 두께비율를 변화시켜 가면서 백색광을 구현하였다. 청색발광재료 DPVBi층의 두께가 210${\AA}$ 이고 오렌지색 발광재료의 Rubrene 층의 두께가 180${\AA}$일 때 구동전압 15V에서 $1000cd/m^2$ 휘도와 (0.29, 0.33)의 CIE 색좌표값을 갖는 백색광을 얻었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.219-219
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• 2016

유기발광소자는 저전력, 빠른 응답속도, 고휘도 및 자체발광 등의 장점들 때문에 고체 광원과 플렉서블 디스플레이로 연구가 진행되고 있다. 유기발광소자는 유기 발광층을 인광물질로 사용 함으로서 100 % 내부양자 효율을 이루고 있지만 공기와 유리기판의 계면과 유리 기판과 ITO 계면에서 발생하는 내부 전반사 효과와 유기물과 ITO 기판 사이에서 발생하는 웨이브 가이드 효과 등으로 인해 발광량의 약 20 %만을 외부로 추출 할 수 있다. 따라서 유기발광소자의 광 추출 효과를 증가시키기 위해서 소자외부에 아웃커플링 필름 또는 마이크로렌즈 어레이 필름을 부착시키는 방법, 금속 나노 입자를 유기발광소자 내에 삽입하여 표면 플라즈몬 효과로 인한 광추출 효율을 높이는 방법 등이 제시되고 있다. 본 연구에서는 Au-ZnO 나노복합체를 간단한 졸겔법을 이용하여 양극 버퍼층으로 사용하여 그에 따른 계면, 전기적 및 광학적 특성을 분석하였다. Au-ZnO 나노복합체를 포함한 tris(8-hydroxyquinolinato) aluminium (Alq3) 발광층에서 ZnO를 포함한 Alq3 발광층보다 엑시톤 수명이 빠르게 감소하는 것을 시간 관련 단광자 계산(Time-Correlated Single Photon Counting) 측정을 통해서 알 수 있었다. 이러한 결과는 Au 금속 나노입자의 플라즈몬 흡수 파장과 Alq3 발광층에서 생성되는 발광 파장이 겹쳐서 효과적인 공명 에너지 전달효과로 인해 Alq3 발광층의 발광성질이 향상된 것을 의미한다. Au-ZnO 나노복합체와 ZnO 나노입자를 가지는 유기발광소자의 전류 효율은 50 mA/cm2 에서 각각 2.27와 1.83 cd/A 가지는 것으로 확인 되었다. 또한 Au-ZnO 나노복합체와 ZnO 나노입자를 사용한 유기발광소자의 전압-전류밀도가 유사한 것을 확인 할 수 있는데 이는 Au 금속 나노입자가 ZnO 나노입자의 정공 주입능력을 저하시키지 않는 것을 의미한다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2003년도 제14회 정기총회 및 03년 동계학술발표회
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• pp.152-153
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• 2003

최근 양자점 (Quantum Dot-QD)에 대한 관심이 기초 물리학뿐만 아니라 광전소자 응용 측면에서 많은 주목을 끌고 있다. 특히, 자발 형성방법으로 성장시킨 양자점 (Self-assembled QD)을 이용하여 Laser Diode와 같은 광소자에 응용한 결과가 발표되고 있다. 이러한 자발형성 방법으로 성장한 양자점을 광통신에 응용하기 위해서는 발광파장을 제어할 필요성이 있다. 따라서 본 연구에서는 단거리 광통신에 응용 될 수 있는 1.3 $\mu$m 영역과 장거리 광통신에 사용하는 1.55 $\mu$m 영역으로 InAs 양자점의 발광 파장을 변조한 결과에 대하여 분석하였다. (중략)

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2008년도 춘계학술발표대회 및 제14회 신소재 심포지엄
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• pp.31.1-31.1
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• 2008