• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제27권3호
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• pp.156-161
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• 2014

We have investigated the optical properties of plamonic waveguide with tapered structure based on InP material for photonic integrated circuit(PIC). The proposed plasmonic waveguide is covered with the Ag thin film to generate the plasmonic wave on metallic interface. The optical characteristics of plasmonic waveguide were calculated using the three-dimensional finite-difference time-domain method. The plasmonic waveguide was fabricated with the lengths of 2 to $10{\mu}m$ and the widths of 400 to 700 nm, respectively. The plasmonic mode and optical loss were measured. The optimum plasmonic length is $10{\mu}m$ and widths are 600 and 700 nm in the fabricated waveguide. This plasmonic waveguide can be directly integrated with other conventional optical devices and can be essential building blocks of PIC.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제28권4호
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• pp.244-248
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• 2015

We proposed and demonstrated the double layered metallic nano-hole structure using polystyrene beads process to enhance the sensitivity of surface plasmon resonance (SPR). The double layered SPR structures are calculated using the finite-difference time-domain (FDTD) method for the width, thickness, and period of the metallic nano-hole structures. The thickness of the metal film and the metallic nano-hole is 30 and 20 nm in the 214 nm wide nano-hole size, respectively. The double layered SPR structures are fabricated with monolayer polystyrene beads of 420 nm wide. The sensitivities of the conventional SPR sensor and the double layered SPR sensor are obtained to 42.2 and 52.1 degree/RIU, respectively.

• 한국광학회지
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• 제25권4호
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• pp.193-199
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• 2014

본 연구에서는 FDTD와 광선추적기법을 결합한 시뮬레이션을 활용해 광원으로 설정된 쌍극자의 진동 방향, 유리기판에 적용된 Mie 산란입자와 Pillow 렌즈가 광결정 구조가 포함된 OLED의 광추출효율에 미치는 영향을 조사하였다. 쌍극자 광원의 진동방향이 OLED 표면에 대해 수평인 경우, 광결정구조만 적용된 OLED의 효율이 54%인데 반해 최적화된 조건의 Mie 산란입자, Pillow 렌즈가 적용된 OLED는 약 86%의 광추출효율을 나타냈다. 아울러 광결정 구조로 인해 특정 각도로 광도가 증가하는 문제점이 Mie 산란입자의 산란효과로 인해 완화될 수 있음을 알았다. 본 연구는 광추출효율을 향상시키는 다양한 광학구조를 적용함과 더불어 발광체 유기분자의 배향을 조절함으로써 OLED의 효율을 큰 폭으로 향상시킬 수 있음을 보여준다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제37권3호
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• pp.35-42
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• 2000

본 논문에서는 십자모양의 마이크로스트립 급전선을 사용하여 슬롯 폭이 넓은 경우 기존의 급전선 구조보다 쉽게 정합을 이룰 수 있는 방법을 제시하였다. 마이크로스트립 안테나의 단점인 좁은 대역폭을 확장시켰으며, FDTD법을 이용하여 십자형 급전구조를 갖는 광대역 마이크로스트립 슬롯 안테나의 특성을 해석하고, 최대 대역폭을 갖는 안테나를 제작 및 실험하였다. FDTD법으로 모델링하여 전계분포를 시간영역에서 계산하였고, 이를 Fourier변환시켜 슬롯 안테나의 반사손실, 전압 정재파비, 입력 임피던스, 복사패턴을 주파수 영역에서 계산하였다. 슬롯의 폭(Ws), 수평 급전선의 길이(l/sub d/)와 수직 급전선의 길이(l/sub u/), 그리고 offset에 따라 대역폭이 변화하였다. 이러한 결과로부터 최적화할 때, 전압 정재파비가 2이하인 대역폭은 1.975 GHz에서 4.725 GHz로 약 1.3 옥타브의 광대역 특성을 얻었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.471-477
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• 2007

본 논문은 전자파 장해 및 복사 내성 측정의 대용 시험 시설로서 활용될 수 있는, 다중 유전체로 구성된 평탄형 QRD(Quadratic Residue Diffuser)를 사용한 전자파 잔향실에 대한 연구이다. 잔향실은 $2.5{\sim}3$ GHz 대역에서 사용 가능하도록 설계되었으며, 기존 QRD의 특성을, 다양한 유전체를 이용하여 낮은 평탄형 구조물로 구현하였고, 이를 적용한 전자파 잔향실 내부에서의 전자기장 특성 변화 및 시험 공간 확장에 관해서 비교 분석하였다. 잔향실 내부의 전자기장 분포 해석을 위해서 FDTD(Finite-Difference Time-Domain) 수치 해석 방식을 이용하였다. 잔향실 내에 새로 제안된 확산기를 사용하면, 기존 확산기에 비해 물리적인 크기가 줄어들 뿐만 아니라 전자기장 균일도, 편파 특성 및 공차 등의 성능이 비슷하거나 우수해짐을 확인하였다. 따라서 다중 유전체로 구성된 평탄형 확산기를 사용한 잔향실이 기존의 QRD를 사용한 잔향실에 비해 전자기적 성능 및 공간 활용면에서 우수한 시험시설임을 확인하였다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제18권3호
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• pp.274-282
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• 2014

In this study, closely spaced Au nanoparticles which are arranged in nanocluster (heptamer) configurations have been employed to design efficient plasmonic subwavelength devices to function at the telecommunication spectrum (${\lambda}$~1550 nm). Utilizing two kinds of nanoparticles, the optical properties of heptamer clusters composed of Au rod and shell particles that are oriented in triphenylene molecular fashion have been investigated numerically, and the cross-sectional profiles of the scattering and absorption of the optical power have been calculated based on a finite-difference time-domain (FDTD) method. Plasmon hybridization theory has been utilized as a theoretical approach to characterize the features and properties of the adjacent and mutual heptamer clusters. Using these given nanostructures, we designed a complex four-branch ($1{\times}4$) Y-shape splitter that is able to work at the near infrared region (NIR). This splitter divides and transmits the magnetic plasmon mode along the mutual heptamers arrays. Besides, as an important and crucial parameter, we studied the impact of arm spacing (offset distance) on the guiding and dividing of the magnetic plasmon resonance propagation and by calculating the ratio of transported power in both nanorod and nanoshell-based structures. Finally, we have presented the optimal structure, that is the four-branch Y-splitter based on shell heptamers which yields the power ratio of 23.9% at each branch, 4.4 ${\mu}m$ decaying length, and 1450 nm offset distance. These results pave the way toward the use of nanoparticles clusters in molecular fashions in designing various efficient devices that are able to be efficient at NIR.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제18권3호
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• pp.261-273
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• 2014

In this paper, metal insulator metal (MIM) plasmonic slot cavity narrow band-pass filters (NBPFs) are studied. The metal and dielectric of the structures are silver (Ag) and air, respectively. To improve the quality factor and attenuation range, two novel NBPFs based on tapered structures and double cavity systems are proposed and numerically analyzed by using the two-dimensional (2-D) finite difference time domain (FDTD) method. The impact of different parameters on the transmission spectrum is scrutinized. We have shown that increasing the cavities' lengths increases the resonance wavelength in a linear relationship, and also increases the quality factor, and simultaneously the attenuation of the wave transmitted through the cavities. Furthermore, increasing the slope of tapers of the input and output waveguides decreases attenuation of the wave transmitted through the waveguide, but simultaneously decreases the quality factor, hence there should be a trade-off between loss and quality factor. However, the idea of adding tapers to the waveguides' discontinuities of the simple structure helps us to improve the device total performance, such as quality factor for the single cavity and attenuation range for the double cavity. According to the proposed NBPFs, two, three, and four-port power splitters functioning at 1320 nm and novel ultra-compact two-wavelength and triple-wavelength demultiplexers in the range of 1300-1550 nm are proposed and the impacts of different parameters on their performances are numerically investigated. The idea of using tapered waveguides at the structure discontinuities facilitates the design of ultra-compact demultiplexers and splitters.

• Current Photovoltaic Research
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• 제6권4호
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• pp.102-108
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• 2018

A glass-texturing technique was developed for photovoltaic (PV) module cover glass; periodic honeycomb textures were formed by using a conventional lithography technique and diluted hydrogen fluoride etching solutions. The etching conditions were optimized for three different types of textured structures. In contrast to a flat glass substrate, the textured glasses were structured with etched average surface angles of $31-57^{\circ}$, and large aspect ratios of 0.17-0.47; by using a finite difference time-domain simulation, we show that these textured surfaces increase the amount of scattered light and reduce reflectance on the glass surface. In addition, the optical transmittance of the textured glass was markedly improved by up to 95% for wavelengths ranging from 400 to 1100 nm. Furthermore, applying the textured structures to the cover glass of the PV module with heterojunction with intrinsic thin-layer crystalline silicon solar cells resulted in improvements in the short-circuit current density and module efficiency from 39 to $40.2mA/cm^2$ and from 21.65% to 22.41%, respectively. Considering these results, the proposed method has the potential to further strengthen the industrial and technical competitiveness of crystalline silicon solar cells.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제26권11호
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• pp.1586-1591
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• 2022

Kirchhoff-Love 판 (KLP) 방정식은 특정 외력이 얇은 막에 끼치는 변형을 기술하는 잘 알려진 이론이다. 한편, frequency 도메인에서 진동하는 판을 해석하는 것은 주요 진동 주파수와 고유함수들을 구하는 것과 판의 진동을 예측하는데 중요하다. 다양한 모드 분석 방법들 중 dynamic mode decomposition (DMD)는 효율적인 data 기반 방법이다. 이 논문에서 우리는 DMD를 기반으로 sine 유형 외력의 영향력 안에 있는 KLP의 모드 분석을 수행한다. 우리는 먼저 유한차분법을 사용하여 이산적으로 표현된 시계열 형식의 KLP 해를 구한다. 720,00개의 FDM으로 생성된 해중에서, 오직 500개의 해만을 DMD의 구현을 위해 선택한다. 우리는 결과적으로 얻어진 DMD-mode를 보고한다. 또한, DMD를 통하여 KLP의 해를 예측하는 효율적인 방법을 소개한다.

• 한국광학회지
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• 제34권6호
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• pp.235-240
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• 2023

종단방출형 광위상배열장치에 주입된 광신호는 장치 내부의 도파로를 따라서 전파되어 안테나 끝단에서 외부로 방출되는데 이 경계면에서 반사와 산란이 발생하여 광신호의 방출효율이 감소하게 된다. 본 연구에서는 이 방출효율을 증가시키기 위하여 끝단으로 갈수록 폭이 가늘어지는 도파관 안테나를 연구하였다. 도파로는 폭이 2 ㎛, 높이가 0.5 ㎛인 실리콘 나이트라이드를 고려하였으며, 도파로의 끝단을 폭이 가늘어지는 도파관 안테나 구조로 변경한 결과 신호의 방출효율은 78%에서 96.3%까지 증가하고 반사율은 22%에서 3.7%까지 감소하는 것을 확인하였다. 이를 통해 종단방출형 광위상배열장치의 광신호의 세기를 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라, 도파로를 따라 반사되는 후방반사에 따른 노이즈의 영향도 줄일 수 있음을 확인하였다.