• 제목/요약/키워드: 굴절률 격자

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생체모방 복합 눈 구조를 이용한 갈륨비소 반사방지막 제작

  • 이수현;임정우;고영환;정관수;유재수
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.412-412
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    • 2012
  • 갈륨비소(GaAs)는 수직공진표면방출레이저, 발광다이오드, 태양전지 등과 같은 광전소자에 널리 사용되는 물질이다. 그러나 높은 굴절률을 갖는 갈륨비소는 표면에서 30% 이상의 반사율을 갖기 때문에 광손실로 인해 소자의 성능이 저하된다. 따라서 표면 Fresnel 반사율을 낮출 수 있는 효율적인 반사방지막이 필요하다. 최근, 열적 불일치, 물질 선택, 접착력 저하의 단점을 가지고 있는 기존 다중박막을 대체하는 생체모방 서브파장 나노구조가 활발히 연구되고 있다. 이러한 구조는 공기(air)부터 갈륨비소까지 선형적인 유효굴절률 분포를 갖는 유효 단일박막과도 같기 때문에 소자 표면에서의 광손실을 줄일 수 있다. 더욱이, 자연계의 나방의 각막과 나비의 눈의 구조 형태를 모방한 반도체 생체모방 복합 눈(compound eye)은, 즉 마이크로 렌즈모양과 서브파장 나노격자구조의 복합적 형태, 표면에서 우수한 반사방지 특성을 나타낸다. 본 연구에서는, 포토리소그래피와 유도결합플라즈마 식각법을 이용하여 GaAs 기판 표면에 마이크로 렌즈 모양의 패턴을 형성한 후, 스핀코팅을 이용하여 나노 크기를 갖는 실리카 구를 도포하여 건식 식각함으로써 복합 눈 구조를 갖는 갈륨비소 반사방지막을 제작하였다. 제작된 샘플의 표면 및 식각 형상은 전자현미경(scanning electron microscope)을 사용하여 관찰하였으며, UV-vis-NIR spectrophotometer를 사용하여 반사율을 측정하였다.

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변형률 전달성을 고려한 광섬유 브래그 격자 센서의 삽입 적용 기법 개발 (Development of Embedding Methods of Fiber Bragg Grating Sensor under Consideration of Strain Transfer)

  • 강동훈;강현규;김대현;홍창선;김천곤
    • Composites Research
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    • 제14권6호
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    • pp.32-37
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    • 2001
  • 광섬유 센서의 복굴절 현상을 방지하기 위해 리코팅이나 유리 튜브를 이용하여 보호하는 방법이 있다. 하지만, 이와 같은 처리를 하였을 경우 센서의 변형률 전달성에 대한 검증이 아직 이루어지지 알았다. 본 연구에서는 세가지 형태(재킷이 벗겨진, 리코팅을 한, 유리 튜브로 보호한)의 광섬유 브래그 격자 센서를 제작하여 그라파이트/에폭시 복합재료 적층시편의 인장 실험을 통해 변형률 전달성을 검증하였다. 광섬유 센서는 삽입 적용하였고 표면에 부탁한 변형률 게이지와 값을 비교하였다. 그리고 변형률 구배가 존재하는 경사진 알루미늄 시편의 인장 실험을 통해 각 센서의 신호 특성을 비교하였다.

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긴 광섬유격자의 새로운 제작방법 및 특성분석 (A new Fabrication Method for Long Fiber Bragg Grating and the Characteristics of the Fiber Grating)

  • 이종훈;이경식
    • 전자공학회논문지D
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    • 제36D권12호
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    • pp.70-77
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    • 1999
  • 본 논문에서는 유니폼 위상마스크를 이용하여 긴 광섬유격자를 제작할 수 있는 새로운 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 짧은 유니폼 위상마스크 한 개를 이용하여, 유효굴절률이 일정하거나 선형적으로 변하는 여러개의 부광섬유격자(subgrating)를 직렬로 연속적으로 제작함으로써 긴 광섬유격자를 제작하는 방법이다. 길이가 25mm인 한 개의 유니폼격자를 사용하여 200mm이고, 반사율 95% 이상인 유니폼 공섬유격자를 제작하였으며, 길이가 250mm이며 대역폭과 분산보상기울기의 평균값이 0.5nm와 4.965ps/nm인 선형처프된 광섬유격자를 제작할 수 있었다.

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복합재 평판에 삽입된 광섬유 브래그 격자의 스펙트럼특성과 응력유도복굴절 (Spectrum Characteristics and Stress Induced Birefringence of Fiber Bragg Grating Embedded into Composite Laminates)

  • Lee, Jung-Ryul;Kim, Chun-Gon;Hong, Chang-Sun
    • Composites Research
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    • 제15권3호
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    • pp.30-38
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    • 2002
  • 다른 광섬유 센서와 마찬가지로 광섬유 브래그 격자센서도 삽입가능의 장점을 가진다. 삽입가능과 관련된 실제적 가티를 높이기 위해서 본 논문에서는 복합재 평판에 삽입된 브래그 격자센서의 안전성과 스펙트럼특성이 연구되었다. 피복광섬유와 피복이 벗겨진 광성유의 삽입 환경이 현미경 분석에 의해 수행되어졌고 이 현미경 사진들과 성형모니터링 (cure monitoring)의 결과를 기초하여, 저복굴절(Li-Bi) 광섬유에 새겨진 브래그 격자의 단일 브래그 조건을 붕괴하는 주원인이 성형 잔류음력임을 확인했고 이로 인해 광성유가 겪게 되는 응력/변형률 상태를 정략적으로 보고하였다. 또한 성형모니터링은 브래그 공진파장이 어떻 게 분리되어져 가는지 묘사하였고 횡응력 미감도 브래그 격자(TIG)가 재코팅 방법에 의해 쉽게 획득되어짐을 보였다. TIG는 실시간 신호 처리와 관련하여 중요만 장점으로 작용한다.

나노임프린팅 기술을 이용한 유연성 브래그 반사 광도파로 소자 (Bragg Reflecting Waveguide Device Fabricated on a Flexible Substrate using a Nano-imprinting Technology)

  • 김경조;이정아;오민철
    • 한국광학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.149-154
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    • 2007
  • 저가의 소자 개발이 가능한 나노임프린팅 공정을 도입하여 510 nm 주기의 브래그 격자 구조를 가지는 폴리머 광도파로 소자를 제작하였다. 폴리머 격자 광소자의 온도 의존성을 감소시키기 위한 방법으로 플라스틱 박막으로 이루어진 유연성 기판상에 브래그 격자를 제작하는 것이 필요하다. 임프린팅 공정을 손쉽게 수행하기 위한 광도파로 구조를 채택하였으며, 코아와 클래딩의 굴절률이 각각 1.540, 1.430인 폴리머를 이용하여 코아 두께가 $3{\mu}m$인 단일모드 광도파로 구조를 얻을 수 있었다. 유연성 기판 브래그 격자 광도파로 소자의 특성을 Si기판 브래그 격자 광도파로 소자와 비교하여 관측한 결과, 유연성 기판 도입에 따른 브래그 반사 소자의 성능 저하는 나타나지 않았다.

결정 벽개면을 갖는 DFB 레이저의 이득과 주파수 분석 (Analysis of Gain and Frequency in a DFB laser with Cleaved Facets)

  • 이창석;권기영;기장근;조현묵
    • 한국소프트웨어감정평가학회 논문지
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    • 제16권2호
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    • pp.117-125
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    • 2020
  • 본 논문에서는 벽개된 두 거울 면을 갖는, 1.55um 파장인 DFB 레이저에서 이득 그레이팅과 굴절률 그레이팅이 함께 존재할 때, 편의상 ρl의 위상=0으로 고정시키고, ρr의 위상을 -π/2, π, π/2, 0인 경우로 변화시킬 때, 발진 주파수와 발진 이득의 변화를 이론적으로 해석하였다. δL<0인 경우, (ρl의 위상=0, ρr의 위상=0)인 경우에, κL을 0.1로부터 10까지 증가시킬 때, 발진하기 위해 요구되는 발진 이득이 가장 낮은 경우는 κL=10인 경우이고, 이때 고차 모드와의 발진 이득의 차이가 커서 가장 안정된 주파수 동작을 얻을 수 있다. δL>0인 경우, (ρl의 위상=0, ρr의 위상=π)인 경우에, κL을 0.1로부터 10까지 증가시킬 때, 발진하기 위해 요구되는 발진 이득이 가장 낮은 경우는 κL=10이고, 이때 고차 모드와의 발진 이득의 차이가 커서 가장 안정된 주파수 동작을 얻을 수 있다.

폴리머 광도파로 브래그 격자 기반의 근적외선 레이저 (Near Infrared Laser Based on Polymer Waveguide Bragg Grating)

  • 김경조;손남선;김준휘;오민철
    • 한국광학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.179-183
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    • 2011
  • 근적외선 대역에서 동작 가능한 가변파장레이저 구현을 위하여 브래그 격자와 반도체 광증폭기로 구성된 외부 공진기 형태의 레이저를 제작하였다. 폴리머 광도파로는 굴절률이 1.462, 1.435 인 ZPU 폴리머를 이용하여 제작되었다. 근적외선 파장에서 반사를 일으키는 브래그 격자의 제작을 위해서는 주기가 875 nm 로서 비교적 크고 제작이 손쉬운 3차 브래그 격자를 이용하였다. 폴리머 광도파로 브래그 반사기를 이용하여 제작된 근적외선 외부공진 레이저는 850 nm 파장에서 0 dBm의 출력 파워와 0.2 nm의 20-dB bandwidth, 40 dB 이상의 Side Mode Suppression Ratio을 가지는 단일 모드 레이저 특성을 보였다.

SLD동조 광원과 에탈론 필터를 이용한 FBG 센서 신호처리 시스템 (FBG Sensor Signal Processing System using SLD Tunable Light Source and Etalon Filter)

  • 정철;이호준;김기수
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제41권3호
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    • pp.39-44
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    • 2004
  • 광섬유 브래그 격자 센서는 광섬유의 코어의 굴절률 변조에 의해서 제작되며, 이 센서는 외부의 스트레인에 따라 브래그 파장이 변화하게 된다. 본 논문에서는 광섬유 브래그 격자 센서를 파장 영역에서 신호처리 할 수 있는 방법에 대하여 연구하였다. SLD와 F-P 필터로 구성된 sweep 반도체 광원과 F P 필터내의 PZT의 히스테리시스 특성을 보상하기 위한 에탈론 필터와 장기 계측을 위해 절대 파장 기준으로 온도 안정된 광섬유 브래그 격자를 사용하였다. 콘크리트 흄관에서 FBG 센서의 스트레인 응답 특성을 전기저항 센서와 비교하였다. 그리고 광섬유 격자 센서를 이용하여 장거리 변위의 측정 가능성을 확인하였다.

나노 입자 분산 레진의 임프린트 공정을 통한 기능성 패턴 제작

  • 조한별;변경재;오상철;이헌
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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    • pp.31.1-31.1
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    • 2011
  • 현재 발광 소자, 태양전지, 디스플레이 등의 산업 분야에서는 저반사 나노 패턴, 광결정 패턴, 초소수성 나노 구조 등을 적용하여 소자의 효율을 향상시키기 위한 연구가 진행되고 있다. 하지만 이러한 기능성 패턴 제작을 위해서는 기능성 소재의 증착, 노광 공정, 식각 등의 복잡하고 고가인 공정이 필요하기 때문에 실제 적용이 어려운 한계가 있다. 이에 본 연구에서는 나노 입자가 분산된 레진을 직접 임프린팅하는 저비용의 간단한 공정으로 나노 크기에서 마이크론 크기에 이르는 다양한 기능성 패턴을 제작하였다. 구체적으로, ZnO 나노 입자를 PMMA 레진에 분산하여 나노 입자 솔루션을 제작하였고 열경화 임프린트 공정을 통해서 Si 및 글래스 기판 위에 micron 및 sub-micron 급의 격자 패턴을 형성하였다. 이후 레진에 포함되는 ZnO 나노 입자 함량비에 따른 굴절률 및 투과도와 표면 거칠기에 따른 접촉각 측정을 통해서 기능성 패턴의 광학특성 및 표면특성을 분석하였다.

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광섬유 브래그 격자가 포함된 측면 연마된 광섬유를 이용한 매질의 온도와 굴절률 동시 측정 (Simultaneous Measurement of Temperature and Refractive Index of a Medium Using by a Side-Polished Fiber Containing a Fiber Bragg Grating)

  • 김광택
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제28권8호
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    • pp.513-517
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    • 2015
  • We proposed and demonstrated a simultaneous measurement method to detect the refractive index and temperature of a medium using a side-polished fiber involving FBG (fiber Bragg grating). The temperature of a medium was obtained by using the Bragg wavelength shift of FBG, while the refractive index of medium were calculated by using the transmission loss. The Bragg wavelength is independent on the refractive index of the covering medium placed on surface of side-polished fiber, while the transmission loss at off-Bragg wavelength highly depends on the environmental temperature because of thermo-optic effect of the medium.