• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.12 no.2
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• pp.83-90
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• 2001

The Talbot effect for periodic objects with the spatial period p illuminated by expanded coherent light is analyzed by Fresnel diffraction theory, and the Talbot distance (Zr) at which we can observe 1: 1 imaging without any lenses can be defined. We confmned experimentally the Talbot imaging of line, circular, X -type and '||'&'||'copy;-type 2 dimensional alTay gratings at ZT. At the same time, we observed phase reversed Talbot imaging at Zr/2 and Talbot subimage with p/2 at Zr/4 and 3Zr/4. The visibility of Talbot images as a function of the number of slits of the input grating was measured by the FFf (Fast Fourier Transform) results of these images. As a result stationary maximum visibility of V = 0.25 was obtained from grating numbers with more than 15 slit pairs.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.81-81
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• 2010

유리기판위에 큰 결정입자를 갖는 실리콘 (폴리 실리콘) 박막을 제조하는 것은 가격저가화 및 대면적화 측면 같은 산업화의 높은 잠재성을 가지고 있기 때문에 그동안 많은 관심을 가지고 연구되어 오고 있다. 다양한 방법을 이용하여 다결정 실리콘 박막을 만들기 위해 노력해 오고 있으며, 태양전지에 응용하기 위하여 연속적이면서 10um이상의 큰 입자를 갖는 다결정 실리콘 씨앗층이 필요하며, 고속증착을 위해서는 (100)의 결정성장방향 등 다양한 조건이 제시될 수 있다. 다결정 실리콘 흡수층의 품질은 고품질의 다결정 실리콘 씨앗층에서 얻어질 수 있다. 이러한 다결정 실리콘의 에피막 성장을 위해서는 유리기판의 연화점이 저압 화학기상증착법 및 아크 플라즈마 등과 같은 고온기반의 공정 적용의 어려움이 있기 때문에 제약 사항으로 항상 문제가 제기되고 있다. 이러한 관점에서 볼때 유리기판위에 에피막을 성장시키는 방법으로 많지 않은 방법들이 사용될 수 있는데 전자 공명 화학기상증착법(ECR-CVD), 이온빔 증착법(IBAD), 레이저 결정화법(LC) 및 펄스 자석 스퍼터링법 등이 에피 실리콘 성장을 위해 제안되는 대표적인 방법으로 볼 수 있다. 이중에서 효율적인 관점에서 볼때 IBAD는 산업화측면에서 좀더 많은 이점을 가지고 있으나, 박막을 형성하는 과정에서 큰 에너지 및 이온크기의 빔 사이즈 등으로 인한 표면으로의 damages가 일어날 수 있어 쉽지 않는 방법이 될 수 있다. 여기에서는 이러한 damage를 획기적으로 줄이면서 저온에서 결정화 시킬 수 있는 cold annealing법을 소개하고자 한다. 이온빔에 비해서 전자빔의 에너지와 크기는 그리드 형태의 렌즈를 통해 전체면적에 조사하는 것을 쉽게 제어할 수 있으며 이러한 전자빔의 생성은 금속 필라멘트의 열전자가 아닌 Ar플라즈마에서 전자의 분리를 통해 발생된다. 유리기판위에 흡수층 제조연구를 위해 DC 및 RF 스퍼터링법을 이용한 비정질실리콘의 박막에 대하여 두께별에 따른 밴드갭, 캐리어농도 등의 변화에 대하여 조사한다. 최적의 조건에서 비정질 실리콘을 2um이하로 증착을 한 후, 전자빔 조사를 위해 1.4~3.2keV의 다양한 에너지세기 및 조사시간을 변수로 하여 실험진행을 한 후 단면의 이미지 및 결정화 정도에 대한 관찰을 위해 SEM과 TEM을 이용하고, 라만, XRD를 이용하여 결정화 정도를 조사한다. 또한 Hall효과 측정시스템을 이용하여 캐리어농도, 이동도 등을 각 변수별로 전기적 특성변화에 대하여 분석한다. 또한, 태양전지용 흡수층으로 응용을 위하여 dark전도도 및 photo전도도를 측정하여 광감도에 대한 결과가 포함된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.80-80
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• 2010

유리기판위에 큰 결정입자를 갖는 실리콘 (폴리 실리콘) 박막을 제조하는 것은 가격저가화 및 대면적화 측면 같은 산업화의 높은 잠재성을 가지고 있기 때문에 그동안 많은 관심을 가지고 연구되어 오고 있다. 다양한 방법을 이용하여 다결정 실리콘 박막을 만들기 위해 노력해 오고 있으며, 태양전지에 응용하기 위하여 연속적이면서 10um이상의 큰 입자를 갖는 다결정 실리콘 씨앗층이 필요하며, 고속증착을 위해서는 (100)의 결정성장방향 등 다양한 조건이 제시될 수 있다. 다결정 실리콘 흡수층의 품질은 고품질의 다결정 실리콘 씨앗층에서 얻어질 수 있다. 이러한 다결정 실리콘의 에피막 성장을 위해서는 유리기판의 연화점이 저압 화학기상증착법 및 아크 플라즈마 등과 같은 고온기반의 공정 적용의 어려움이 있기 때문에 제약 사항으로 항상 문제가 제기되고 있다. 이러한 관점에서 볼때 유리기판위에 에피막을 성장시키는 방법으로 많지 않은 방법들이 사용될 수 있는데 전자 공명 화학기상증착법(ECR-CVD), 이온빔 증착법(IBAD), 레이저 결정화법(LC) 및 펄스 자석 스퍼터링법 등이 에피 실리콘 성장을 위해 제안되는 대표적인 방법으로 볼 수 있다. 이중에서 효율적인 관점에서 볼때 IBAD는 산업화측면에서 좀더 많은 이점을 가지고 있으나, 박막을 형성하는 과정에서 큰 에너지 및 이온크기의 빔 사이즈 등으로 인한 표면으로의 damages가 일어날 수 있어 쉽지 않는 방법이 될 수 있다. 여기에서는 이러한 damage를 획기적으로 줄이면서 저온에서 결정화 시킬 수 있는 cold annealing법을 소개하고자 한다. 이온빔에 비해서 전자빔의 에너지와 크기는 그리드 형태의 렌즈를 통해 전체면적에 조사하는 것을 쉽게 제어할 수 있으며 이러한 전자빔의 생성은 금속 필라멘트의 열전자가 아닌 Ar플라즈마에서 전자의 분리를 통해 발생된다. 유리기판위에 다결정 실리콘 씨앗층을 제조하기 위하여 전자빔을 조사하는 방법과 Al을 이용한 씨앗층 제조법이 비교되어 공정 수행이 이루어진다. 우선, 전자빔 조사를 위해 DC 및 RF 스퍼터링법을 이용하여 ${\sim}10^{20}cm^{-3}$이상의 농도를 갖는 $p^+^+$ 비정질 실리콘 박막을 제조한다. Al의 증착은 DC 스퍼터링법을 이용하여 제조하고 그 두께는 실리콘 박막의 두께와 동일한 조건(350nm)으로 제조한다. 제조된 샘플은 E-beam gun이 달린 챔버로 이동하여 1.4keV의 세기를 가지고 각각 10, 20, 50, 100초를 조사한 후 단면의 이미지를 SEM으로, 결정화 정도를 Raman으로, 결정화 방향 등에 대한 조사를 XRD로 분석 측정한다. 그리고 Hall effect를 통해 전자빔의 조사 전후의 캐리어 농도, 이동도 및 비저항 등에 대한 조사가 이루어진다. 동시에 Al을 촉매로 한 layer교환에 대하여 마찬가지로 분석을 통하여 최종적으로 비교분석이 이루어 진다. 전자빔을 조사한 샘플에 대하여 빠른 시간 및 캐리어농도 제어 등의 우수성이 보이며, 특히 ~98%이상의 결정화율을 보일 것으로 예상된다.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.21 no.5
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• pp.1-8
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• 2017

Currently gas safety management in the industrial field has been done by LDAR as contact method or methane leak detector as non-contact method. But LDAR method requires a lot of man-power and methane leak detector have the limitation of methane only. Therefore the Research on the OGI(optical gas image) has big attention by industry. This research was undertaken to see the effect of background temperature difference of gas cloud on the clarity of OGI. The background temperature control panel was constructed to cool down the background temperature. OGI was taken at the various methane gas ejection rate and the designed temperature difference. The experimental results showed that the OGI(when the temperature difference is $-6^{\circ}C$) is more clear thane the OGI(when the temperature difference is zero). To quantify the clarity difference, MATLAB's RGB analysis method was employed. The RGB value of the OGI at ${\Delta}T-6^{\circ}C$ was 20% lower than the OGI at ${\Delta}T0^{\circ}C$. The clarity difference by T difference can be explained by the total radiation law. When the background temperature of the gas is lower than the air temperature, the radiation energy coming into the OGI lens is increasing. As the energy is increasing, the OGI image becomes clear.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.5 no.3
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• pp.423-430
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• 1994

We designed and fabricated the single mode fiber pigtailed DFB-LD module for 2.5 Gbps optical communication system. In the design of the DFB-LD module, we made the module divided into two parts of inner sub-module and outer 14-pin butterfly package and cylindrical shaped sub-module contain quasi confocal 2 lens system including optical isolator and electrical connection between these parts via hybrid substrate of bias T circuit. Laser welding was used to assemble the sub-module which requires accurate fixing between optical elements. The fabricated DFB-LD module showed optical coupling efficiency of 20% and - 3 dB small signal response of more than 2.6 GHz. We confirmed mechanical reliability of the module by temperature cycle test where the tested module exhibit optical power fluctuation of less than 10%. Finally we evaluated the performance of the fabricated DFB-LD module as light source of 2.5 Gbps optical communication system, sensitivity of - 30.2 dBm was obtained through 47 km optical fiber transmission under the criterion of $1\times10^{-10}$ BER and transmission penalties were 1.5 dB caused by extinction ratio and 1.0 dB caused by chromatic dispersion of normal single mode fiber. fiber.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.10 no.2
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• pp.95-101
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• 1999

We have studied the 1.54$\mu\textrm{m}$ forward and backward stimulated Raman scattering (SRS) and stimulated Brillouin scattering (SRS) for various $CH_4$pressures by 1.06$\mu\textrm{m}$ Q-switched Nd:YAG laser pumping under a repetition rate of Hz in single pass. We obtained that the output of backward SRS was more efficient than that of the forward SRS. The output energy and conversion efficiency of forward and backward SRS were higher than those of SBS since SRS is a steady state, but SBS is a transient state. In a $CH_4$gas uncirculating system, the output energy of the backward SRS and SBS were reduced the about 47% due to a thermal heating of $CH_4$medium in a focusing region for a repetition rate of 5 Hz. But, the output energy of forward SRS was slightly enhanced by about 8.5% due to the increase of the undepleted pump beam in the backward SRS generation. Inthe Raman half resonator using a dichromatic focusing lens, the conversion efficiency of SRS was more than 37% for a input pump laser energy of 40 mJ.

• Journal of Korean Ophthalmic Optics Society
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• v.13 no.2
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• pp.23-28
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• 2008

Purpose: To develop the 2~8X zoom beam expander for the 1064 nm laser source. Methods: After developing the program by which the initial design values of 3-component zoom tracks can be quickly obtaind, we design and develop the zoom beam expander by applying this program and the commercial program of Sigma 2000. Results: In this study, we could develop the program by which the initial design values of zoom tracks can be quickly obtaind, and by applying this program and the commercial program of Sigma 2000 we could design and develop the zoom beam expander for 1064 nm which is able to zoom from 2${\times}$ to 8${\times}$. The developed zoom beam expander has an efficient diameter of the incidence side of 8 mm, an efficient diameter of the exit side of 32 mm, and a capacity with the finite ray aberration within 0.0001rad. Because the overall length (OAL) is restricted between 125 mm and 135 mm, the change of the whole barrel length which is caused by variations of the zoom driving becomes to be within 10 mm. Conclusions: we could develop the program by which the initial design values of zoom tracks can be quickly obtaind, and by applying this program we could design and develop the zoom beam expander for 1064 nm which is able to zoom from 2${\times}$ to 8${\times}$.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.34 no.12
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• pp.1087-1092
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• 2010

A micro 3D-PTV system has been constructed using a single camera system. Two viewing holes were created behind the object lens of the microscopic system to construct a stereoscopic viewing image. A hybrid recursive PTV algorithm was used. A concept of epipolar line was adopted to eliminate many spurious candidates. Three-dimensional velocity vector fields were obtained by calculating the three-dimensional displacements of particles that were identified as being identical. The system consists of a laser light source (Ar-ion, 500 mW), one high-definition camera ($1028{\times}1024$ pixels, 500 fps), a circular plate with two viewing holes, and a host computer. The performance of the developed algorithm was tested using artificial images. The characteristic of the vector recovery ratio was investigated for the particle numbers. A micro backward-facing step channel ($H{\times}h{\times}W:\;36{\mu}m{\times}70{\mu}m{\times}3000{\mu}m$) was measured using the developed measurement system. The results were in good qualitative agreement with other results.

• Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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• v.50 no.8
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• pp.253-263
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• 2013

Frequency Scanning Interferometry(FSI) system, one of the most promising optical surface measurement techniques, generally results in superior optical performance comparing with other 3-dimensional measuring methods as its hardware structure is fixed in operation and only the light frequency is scanned in a specific spectral band without vertical scanning of the target surface or the objective lens. FSI system collects a set of images of interference fringe by changing the frequency of light source. After that, it transforms intensity data of acquired image into frequency information, and calculates the height profile of target objects with the help of frequency analysis based on Fast Fourier Transform(FFT). However, it still suffers from optical noise on target surfaces and relatively long processing time due to the number of images acquired in frequency scanning phase. 1) a Polarization-based Frequency Scanning Interferometry(PFSI) is proposed for optical noise robustness. It consists of tunable laser for light source, ${\lambda}/4$ plate in front of reference mirror, ${\lambda}/4$ plate in front of target object, polarizing beam splitter, polarizer in front of image sensor, polarizer in front of the fiber coupled light source, ${\lambda}/2$ plate between PBS and polarizer of the light source. Using the proposed system, we can solve the problem of fringe image with low contrast by using polarization technique. Also, we can control light distribution of object beam and reference beam. 2) the signal processing acceleration method is proposed for PFSI, based on parallel processing architecture, which consists of parallel processing hardware and software such as Graphic Processing Unit(GPU) and Compute Unified Device Architecture(CUDA). As a result, the processing time reaches into tact time level of real-time processing. Finally, the proposed system is evaluated in terms of accuracy and processing speed through a series of experiment and the obtained results show the effectiveness of the proposed system and method.