• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2010.04a
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• pp.10-13
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• 2010

저상 굴절 차량에는 전차륜 시스템이 요구되며, AWS ECU는 전차륜 시스템의 핵심적인 역할을 하는 전자 제어 장치이다. 실제 차량 주행을 위해서는 차량에 따른 ECU의 설정 값 변경이 필요하며, 현재 ECU의 동작 상태를 점검할 수 있는 기능이 요구된다. 이러한 기능을 수행하기 위하여 ECU에 서비스 루틴을 추가하고, 진단 프로그램을 개발하여 성능을 평가하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.134.1-134.1
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• 2014

콜로이달 리소그래피는 나노미터 크기의 나노구를 자가조립에 의해 정렬시킴으로써, 파장이하 크기의 주기 구조를 저비용으로 쉽게 구현할 수 있는 패터닝 기법이다. 콜로이달 리소그래피나 소프트 리소그래피와 같이 대면적 패터닝이 가능한 공정을 태양전지를 위한 반사방지 및 광 포획 증대 구조에 적용함으로써, 기존 성능을 크게 향상시켰다. 본 연구에서는, 유한차분 시간영역 수치해석법을 이용하여 반사 방지 및 광 포획 증대 구조에 대한 이론적 검증 및 설계를 진행하였고, 콜로이달 리소그래피 및 반도체 공정을 통해 샘플을 제작하였으며, 제작된 샘플의 성능을 적분구를 겸비한 자외선 가시광 근적외선 영역 분광기를 통해 평가하였다. 반사방지 나노섬을 겸비한 나노 원뿔대 언덕형 굴절률 소자를 구현함으로써, 300나노미터 이하의 구조체를 사용하지 않고도 근자외선 영역을 포함하는 태양광 에너지의 손실을 최소화할 수 있는 광대역 방사방지 구조체를 제시하였다. 나노 원뿔대가 격자상수 이상의 파장에 대한 언덕형 굴절률을 제공하고, 4분의 1파장 나노섬 반사방지막이 격자 상수 이하의 근자외선 태양광을 추가적으로 흡수하여, 근자외선 영역에서의 평균 반사율을 3.8% 수준으로 달성 할 수 있었다. 또한, 낮은 양호계수를 갖는 속삭임 회랑 공진기 어레이를 이용하여, 박막 태양전지에 적합한 유전체 기반 광포획 증대 나노구조를 제시하였다. 나노반구, 나노고깔, 나노구, 함몰형 나노구 어레이 형태를 가지며, 500nm의 주기를 갖는 유전체 표면 텍스쳐드 구조를 초박형 비정질 실리콘 필름(100nm) 위에 제작하여 광대역 광 포획 증대 효과를 실험적으로 평가하였다. 구조들 중 함몰형 나노구 어레이가 결합된 비정질 실리콘 박막이 가장 높은 성능을 보였으며, 구조가 없는 경우 대비 약 67.6%의 가중 흡수율 증가를 나타내었다. 특히, 함몰형 나노구 어레이 구조 중 폴리메틸메타아크릴레이트로 제작된 평판형 함몰층은 나노구 비정질 박막 실리콘 사이의 접착력 및 기계적 강성을 향상시켰을 뿐 아니라, 함몰층 내부로 회절되고 산란된 빛들이 도파모드 효과에 의해 부가적인 광 포획 증대를 가져옴으로써, 가장 높은 광 포획 효과를 얻을 수 있었다. 유전체 기반 나노 구조들은 간단하고 저비용이며, 대면적으로 쉽게 제작할 수 있는 자가 조립 기반 콜로이달 리소그래피 및 소프트 리소그래피 기술을 이용하여 제작되었다.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.33 no.4
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• pp.177-186
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• 2022

The performance of a surface plasmon resonance sensor is evaluated based on the sensitivity (nm/RIU) and sharpness from the full width at half maximum (FWHM) and the peak depth of a resonance peak. These factors are determined by the materials and conformational properties of the sensing structure. In this paper, we investigated an optimized insulator-metal-insulator (IMI) multilayer-based surface plasmon resonance sensor structure to simultaneously achieve high sensitivity, narrow FWHM, and deep peak depth while using gold for the metallic film layer which occurs peak broadening. By adopting the optimized structure, sensitivity of 8,390 nm/RIU, FWHM of 11.92 nm, and a resonance peak depth of 93.1% were achieved for 1.45-1.46 refractive index variation of the sensing layer. With the suggested structure conformation, high sensitivity and resolution of sensing performance can be achieved.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.28 no.5
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• pp.213-220
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• 2017

This paper proposes how to fabricate an educational Mach-Zehnder interferometer that is easy to align and inexpensive, using 3D printers and semiconductor lasers. The interferometer consists of a body $165mm{\times}120mm{\times}57mm$ in size, mirror mounts, a laser holder, beam splitters, and so on. The laser path is adjusted by 4 mirror mounts, each comprised of rubber bands, small metal wires, and a screw. The interference fringe is enlarged by the lens at the final stage. The refractive index of a slide glass was measured by counting the number of moving interference fringes while the slide glass, inserted into one of the two interferometer arms, is rotating. The formula for the refractive index as a function of the optical-path difference and rotation angle was obtained, and used to calculate the refractive index of glass from the interferometer experiment. The use of a rotating glass in one arm of the interferometer nullifies the need for a precision stage, which despite its high cost is often required to observe the moving interference fringe in the classroom. Therefore, the 3D-printed Mach-Zehnder interferometer proposed in this paper can be very useful for education, because of its affordability and performance. It enables students to perform both qualitative and quantitative studies using a 3D-printed interferometer, such as measuring the refractive index of a glass sample, and the wavelength of light.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.37 no.2
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• pp.215.1-215.1
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• 2012

일반적인 천체 망원경의 반사경은 유리재질의 소재를 원하는 형상의 반사면으로 가공한 후 그 위에 알루미늄 코팅을 하여 사용한다. 하지만 본 연구에 사용된 망원경은 주경과 부경을 모두 알루미늄(Al-6061 T6)을 직접 가공하여 제작하였다. 알루미늄을 직접 가공하여 반사경을 만들 경우의 장점은 냉각이 필요한 기기에서 광구조물과 반사경의 열팽창 계수 차이를 신경 쓸 필요가 없으며 DTM(Diamond Turning Machine)을 이용할 수 있다는 것이다. 본 망원경은 망원경의 성능을 향상시키기 위하여 3매의 보정 렌즈를 사용한 반사굴절 망원경이며 구경은 200mm, 초점거리는 750mm, F수는 3.75이다. 주경과 부경은 각각 200 mm와 90 mm의 쌍곡면으로 설계 및 제작되었다. 본 연구에서는 DTM을 이용해 알루미늄 재질의 주경과 부경을 제작하고 이 반사경들의 측정 결과를 토대로 측정 결과와의 오차가 가장 작은 새로운 반사경 설계식을 유도하였다. 이 설계식을 이용하여 광학 설계 프로그램에서 망원경의 성능을 예측하였으며 실제 제작된 망원경을 이용하여 얻은 이미지와 비교한다.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2002.07a
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• pp.198-199
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• 2002

진공 증착장비에서 다층박막으로 구성된 광학필터를 증착할 경우, 증착되는 동안 설계된 최종 광학필터의 성능을 구현하기 위해서는 실시간으로 각각의 층들에 대한 굴절률(n)과 물리적 두께(d)를 제어하거나 또는 광학적 두께(nd)를 제어해야 한다. 광학적 두께를 제어하는 대표적인 예로 광모니터링 방법이 있는데, 증착되는 기판에 직접 빛을 입사시켜 기판에서 반사된 빛이나 투과된 빛의 세기를 측정하여 증착과정을 제어하는 방법이다. (중략)

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2002.07a
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• pp.206-207
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• 2002

회절현상을 이용한 광학 소자들 중 하나인 홀로그래픽 광학소자(Holographic Optical Element：HOE)는 매우 다양한 응용성을 가지고 있어 최근까지 많은 연구개발이 진행되고 있다. 또한 경박단소화 할 수 있는 HOE의 특성으로 말미암아 많은 굴절 광학소자가 홀로그래픽 광학소자로 대체되고 있다. 본 논문에서는 A4 크기의 600DPI용 레이저 주사광학계(Laser Scanning Unit)에 HOE를 적용하여 설계하였고 그 성능을 평가하였다. (중략)

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 1991.06a
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• pp.185-189
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• 1991

GaAs Schottky 접촉 전송선을 전극으로 하는 진행파형 광변조기의 특성이 분석되었다. 초고주파의 전파특성은 quasi-TEM 모델에 의해 분석되었으며, 고유치 방법과 유효 굴절율법을 결합하여 광파의 전파특성을 분석하였다. 또한 이를 통해 Schottky 접촉 전송선 및 광도파로의 기하학적 변수에 따라 진행파형 광변조기의 성능지수를 계산함으로써 최적 설계조건을 계산하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.11a
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• pp.49.1-49.1
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• 2009

산업화 이후, 석탄 석유를 중심으로 한 화석연료가 이산화탄소를대량으로 배출하며 지구 온난화를 야기함에 따라, 석유를 대체할 새로운 에너지원에 대한 관심이 높아지고 있다. 많은 대체에너지 가운데, 청정하고 무한 재생 가능한대체에너지를 이야기할 때, 가장 큰 기대를 받고 있는 것은 태양에너지이며, 이에 보조를 맞춰 태양광 발전에 대한 연구개발이 국내외적으로 활발히 진행되고 있는 실정이다. 태양 전지는 빛 에너지를 직접 전기 에너지로 바꿔주는 소자로, 셀의효율을 높이기 위해서는 최대한 많은 빛을 흡수시킬 수 있는 것이 중요하다. 빛의 반사를 줄이는 방법에는 Texturing 과 Antireflecting coating 이있다. Antireflecting coating은 반도체와 공기의 중간 굴절율을 갖는 박막을 증착하여 측면 반사를 감소시킴으로서 빛의 손실을 감소시키는 역활을 한다. 반사 방지막으로 쓰이는 SiNx는 SiOx의 대체 물질로 굴절률이 약 1.5로서 Si에 쉽게 형성시킬 수 있고, texturing된 Si 표면에 적합하며 반사율을 10 %에서 2 %로 줄일 수 있다. 나아가 고성능의 반사방지막은 박막의 균일도확보 및 passivation 공정이 필수적이라 판단된다. 따라서 본 연구에서는 PECVD 방법으로 SiH4와 NH3 gas 의 비율을 변화시켜 증착한 SiNx 박막의 결정학적 특성을 X-ray Diffraction 분석과 TEM (TransmissionElectron Microsopy) 을 통해 관찰하였으며, XPS (X-rayphotoelectron spectroscopy) 를 통해 화학적결합을 확인하였고, 이를 FT-IR (Fourier Transform-Infrared spectroscopy)를 통해 관찰한 결과와 연관시켜분석하였다. 굴절율의 경우 Ellipsometry를 이용하여측정하였으며 위의 측정을 통하여 SiNx박막의 반사 방지막으로써의 가능성을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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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.