• Current Optics and Photonics
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• 제5권4호
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• pp.421-430
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• 2021

The multifocal multiphoton microscopy (MMM) enables high-speed imaging by the concurrent scanning and detection of multiple foci generated by lenslet array or diffractive optical element. The MMM system mainly suffers from crosstalk generated by scattered emission photons that form ghost images among adjacent channels. The ghost image which is a duplicate of the image acquired in sub-images significantly degrades overall image quality. To eliminate the ghost image, the photon reassignment method was established using maximum likelihood estimation. However, this post-processing method generally takes a longer time than image acquisition. In this regard, we propose a novel strategy for rapid noise reduction in the MMM system based upon Monte-Carlo (MC) simulation. Ballistic signal, scattering signal, and scattering noise of each channel are quantified in terms of photon distribution launched in tissue model based on MC simulation. From the analysis of photon distribution, we successfully eliminated the ghost images in the MMM sub-images. If the priori MC simulation under a certain optical condition is established at once, our simple, but robust post-processing technique will continuously provide the noise-reduced images, while significantly reducing the computational cost.

• 한국광학회지
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• 제30권3호
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• pp.94-100
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• 2019

본 연구에서는 광 지연선로를 이용한 스퀸팅(squinting)이 없는 위상배열 안테나의 근접장 미세파장 포커싱(subwavelength focusing)을 디자인하고 전산모사를 통해 검증하였다. 마이크로파 파장에서 위상배열 안테나의 수치적 계산을 위해 호이겐스-프레넬(Huygens-Fresnel) 원리를 적용하였다. 제안하는 시스템은 첩 광섬유 격자(chirped fiber grating)에 기반한 광 지연선로를 이용하여 빔 스퀸팅이 생기지 않는다는 것을 전산모사를 통해 확인하였다. 그리고 개별 안테나의 배열은 광학렌즈시스템에서 회절 소자로 간주할 수 있음에 착안해 높은 개구율(numerical aperture)을 구현하고 미세파장 포커싱을 얻었다. 또한, 위상배열 안테나의 안테나 사이 거리를 반파장 이하로 줄여 사이드 로브를 억제할 수 있음을 보였다.

• Current Optics and Photonics
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• 제5권1호
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• pp.8-15
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• 2021

An elliptical zone plate (EZP) array is important in off-axis optical systems because it provides two advantages. First, the residual beam and the main source are not focused in the same direction and second, the light from the observation plane is not reflected back towards the beam source. However, the fill factor of the previous EZP array was about 76% which was a little low. Hence, this EZP array could not collect the maximum amount of illumination light, which affected the overall optical performance of the lens array. In this study, we propose a new EZP array design with a 97.5% fill factor used in off-axis imaging system for enhancement of brightness and contrast. Then, direct laser lithography was used to fabricate the high fill factor EZP array by moving the XY linear stage of the system in a zigzag motion. The imaging properties of the proposed EZP array were experimentally verified at the focal plane and compared with the previous model.

• 한국광학회지
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• 제16권4호
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• pp.304-312
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• 2005

본 연구에서는 여러 형태의 회절광학요소의 field performance를 조사하였다. Zemax 프로그램을 이용하여 다섯 개의 회절광학요소, 즉 투과형 평면 DOE, 투과형 곡면 DOE, 반사형 포물면 DOE, 반사형 평면 DOE, 그리고 반사형 곡면 DOE를 설계하였다. 그리고 이들 회절광학요소에 극자외선 파장인 13 nm와 가시광선 파장인 632.8 nm를 적용시켰다. 이들 DOEs에 사입사 조명시의 회절 한계 하에서의 시야각의 크기 및 파장에 따른 특성, 그리고 주된 수차의 형태를 상호분석 비교하였다. 회절한계 하에서 투과 및 반사 형태 모두에서 곡면 DOEs의 시야각이 평면 DOEs의 시야각보다 훨씬 크다는 것을 알 수 있었다. 또한 사입사 경우에 평면 DOEs와 포물면경의 주된 수차는 코마이며, 곡면 DOEs의 주된 수차는 비점수차와 상면만곡의 혼합된 형태로 나타남을 알 수 있었다. 측정을 통하여 얻은 시야각의 크기와 수차의 종류가 이론적인 결과와 잘 일치함을 알 수 있었다. 또한 극자외선영역에서 평면형 DOEs에 비해 곡면형 DOEs의 field angle의 증가율이 가시광선에서보다 더 효과적임을 알 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제21권1호
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• pp.6-11
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• 2010

아크릴레이트계 모노머를 사용한 최적화 된 포토폴리머에 안트라센 형광폴리머를 첨가하여 형광 특성을 가지는 포토폴리머를 제조하고, 514 nm 레이저를 이용하여 2-beam coupling 방법으로 형광 포토폴리머 필름 위에 회절격자를 형성하였다. 기록 시작 후 30초 이내에 선명한 fluorescent line pattern 이 형성되었으며, 회절격자 형성 뒤, 패턴이 형성된 부분에서 형광 세기의 증가가 관찰되었다. 기록 시 간섭 빔 앞에 mask pattern 을 이용하여 $50\;{\mu}m$ gap electrode 패턴을 형성하였다. 이 때 형성된 패턴은 micron scale gap패턴 안에 회절격자로부터 생성된 submicron scale의 grating line을 보였다. 이는 beam의 광 고분자 film 표면에 대한 각도($3.6^{\circ}$, $15^{\circ}$), 패턴에 사용된 광 고분자의 굴절률 등으로부터 Bragg's equation 을 사용하여 계산된 이론적인 grating 간격 ($0.6\;{\mu}m$) 과 오차범위 안에서 일치 하였다.

• 한국광학회지
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• 제14권3호
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• pp.236-243
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• 2003

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.

• 한국광학회지
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• 제33권6호
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• pp.317-323
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• 2022

본 논문에서는 투명한 물질의 두께를 측정하기 위한 방법으로 기하 위상 렌즈 기반의 색공초점 센서를 개발하고, 성능 개선을 위한 보정 방법을 제시한다. 일반적인 색공초점 센서의 복잡한 설계로 인한 한계를 극복하기 위해, 기하 위상 렌즈를 이용하여 전체 시스템의 크기를 줄이고, 시스템 오차를 보상하기 위한 파장 첨두 위치 추출 방법과 계통 오차 제거 방법을 설명한다. 색공초점 센서를 이용하여 투명한 물질의 두께를 측정하기 위한 이론을 설명하고, 이를 사파이어 및 BK7 물질의 두께를 측정함으로써 실험적으로 검증한다. 색공초점 센서를 이용한 두께 측정 방법은 기존의 간섭계 및 공초점 센서의 방법들에 비해 측정 속도가 빠르고, 분산 등에 의한 두께 측정 영역 제한이 없기 때문에 많은 응용이 가능하다.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 한국정보디스플레이학회 2006년도 6th International Meeting on Information Display
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• pp.551-555
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• 2006

A new type of diffractive spatial optical modulators, named SOM, has been developed by Samsung Electro-Mechanics for projection display and other applications. A laser display in full HD format $(1920{\times}1080)$ was successfully demonstrated by using prototype projection engines having SOM devices, signal processing circuits, and projection optics.