• 제목/요약/키워드: Huygens-Fresnel principle

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TEM 관련 이론해설 (1): 프레넬 회절과 프라운호퍼 회절 (Fresnel Diffraction and Fraunhoffer Diffraction)

  • 이확주
    • Applied Microscopy
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    • 제32권2호
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    • pp.81-90
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    • 2002
  • 회절 현상의 기초가 되는 호이겐스 원리로부터 키르히호프 공식을 유도하고 이어 이를 응용한 프레넬 회절과 프라운호퍼 회절에 대한 수학적인 도출을 소개하였다. 프레넬 회절은 후에 CTEM 영상 이론에 기반이 되고 프라운호퍼 회절은 수학적으로 Fourier 변환을 나타내어 전자회절 패턴이론과 HRTEM 영상이론에 기반을 이루게 된다. 다른 각도에서 개발된 Born 시리즈에 의한 산란 현상에 관한 이론도 소개하였다. 본회에서 소개된 이론은 후에 소개될 이론의 기반이 되면서 자주 사용되므로 일반물리학에서 많이 소개되고 있는 회절 현상에 대하여 이 기회에 이론적인 실력을 단단히 쌓았으면 한다.

The study on piezoelectric transducers: theoretical analysis and experimental verification

  • Sung, Chia-Chung;Tien, Szu-Chi
    • Smart Structures and Systems
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    • 제15권4호
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    • pp.1063-1083
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    • 2015
  • The main purpose of this research is to utilize simple mathematical models to depict the vibration behavior and the resulted sound field of a piezoelectric disk for ultrasonic transducers. Instead of using 1-D vibration model, coupled effect between the thickness and the radial motions was considered to be close to the real vibration behavior. Moreover, Huygens-Fresnel principle was used in both incident and reflected waves to analyze the sound field under obstacles in finite distance. Results of the tested piezoelectric disk show that, discrepancies between the simulation and experiment are 2.5% for resonant frequency and 12% for resulted sound field. Therefore, the proposed method can be used to reduce the complexity in modeling vibration problems, and increase the reliability on analyzing piezoeletric transducers in the design stage.

자유공간 광학과 출력 버퍼 메모리를 이용한 광 Asynchronous Transfer Mode(ATM) 교환방식 (An Optical Asynchronous Transfer Mode(ATM) Switching System Using Free Space Optics and an Output Buffer Memory)

  • 지윤규;이상신
    • 한국통신학회논문지
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    • 제16권4호
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    • pp.326-334
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    • 1991
  • 자유공간 광학과 출력 버퍼 메모리를 이용한 Optical Asynchronous Transfer Mode(ATM) 스위칭 시스템을 제안하고, Huygens-Fresnel 원리와 렌즈 변환을 이용하여 이 스위칭 구조에 있는 분배 시스템을 분석했다. 단색관 조명의 경우, 입력 분포의푸리에 변환과 유사한 패턴이 출력평면에서 관측되었다. 부분적으로 코히런트(coherent)한 유사 단색광으로 시스템을 조명할 \ulcorner\ulcorner는, 출력평면에서 단색광 때보다 공간적으로 넓어진 빛의 세기 분포가 나타났다. 100fs 정도의 코히런트(coherent)한 단펄스는 심한 공간적 확장 없이 분배기를 전파할 수 있음을 알 수 있었다.

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교란 대기를 통한 스펙클 전파의 통계적 코바리언스 함수의 효과 (Effect of the covariance function on the statistics of speckle propagation through the turbulent atmosphere.)

  • 성평식;박계원
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제3권1호
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    • pp.29-34
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    • 1999
  • 본 논문은 확장된 Huygens-Fresnel원리를 이용하여 섭동대기 공간을 통하여 진행하는 스팩클 전파에서 수신된 강도를 통계적으로 해석하였다. 그 결과 이러한 수식들은 파구조 함수뿐만 아니라 log-amplitude 코바리안스를 포함하고, 정규화 바리언스가 섭동세기에 의존하여 1 이상이 되는 것을 알았다.

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광 지연선로를 이용한 스퀸팅이 없는 위상배열 안테나의 근접장 서브파장 포커싱 (Squint-less Phased Array Antenna Near-field Subwavelength Focusing with True-time Optical Delay Line)

  • 정영진
    • 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.

Polarization Properties of Quasi-Homogeneous Beams Propagating in Oceanic Turbulence

  • Chen, Feinan;Zhao, Qi;Chen, Yanru;Chen, Jingjing
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제17권2호
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    • pp.130-135
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    • 2013
  • Based on the extended Huygens-Fresnel principle and generalized Stokes theory, the evolution of polarization properties of beams generated by quasi-homogenous (QH) sources propagating in clear oceanic water was studied by the use of the oceanic turbulence spatial spectrum function. The results show that the beams have similar polarization self-reconstructed behavior under different turbulence conditions in the far field, but if the propagation distance is not long enough, the degree of polarization (DOP) fluctuates with much more complexity than state of polarization (SOP) of QH beams. The self-reconstructed ability of DOP at the special distance in turbulence would get to the best value if the values of coherence of width were chosen suitably, but for SOP, it has no best value.

교차 Lager 광선의 Fringe 시도에 관한 연구 (A Study on the Fringe Visibility od the Crossed Laser Beam)

  • 김영권;신인철;이영노
    • 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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    • 제4권4호
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    • pp.43-51
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    • 1990
  • 레이저 비임이 대기중을 전파할 때 고류(turbulence)의 영향을 고려해야 한다. 고류의 영향에 의한 프린지 시도는 extended Huygens-Fresnel principle을 도입하여 타원체로 간주할 수 있는 프린지 체적에서 장의 전 분포를 시하고 이 전 분포로부터 평균 강도분포를 얻었으며, 평균 강도분포를 구하기 위해 Fourier-Bessel적분을 행하였다. 평균 강도분포에서 최대 평균 강도분포max 및 최소 평균 강도분포 min을 얻었으며, 이 식들을 프린지 시도의 정의 식 V=(Imax-Imax)/(Imax+Imin)에 적용하였다. 본 논문에서는 광원으로 파장 =4880[]인 아르곤 레이저를 사용하였고 광원의 모우드는 TEM..모우드로 하였다. 또한 비임의 교각 =5˚, 광원으로부터 프린지 체적 까지의 거리 L=10[m], en 광원간의 거리 B=(2tan /2)L, 특성 비임 반경 =2 /[ ( /2)]을 이용하여 프린지 시도에 관한 결과를 얻었으며, 이 결과에 의하면 L'( / ·L)에 대한 변수 r의 비 r/L'= 에서 V=1이고, r/L=0.1에서 프린지 시도가 감소한다. 또 강 고 류인 경우와 약 고 류인 경우에 대해 프린지 시도를 비교하였을 때 강 고류에서 감소폭이 크다는 사실을 알 수 있었다.

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Spectral and Coherence Properties of Spectrally Partially Coherent Gaussian Schell-model Pulsed Beams Propagating in Turbulent Atmosphere

  • Liu, Dajun;Luo, Xixian;Wang, Guiqiu;Wang, Yaochuan
    • Current Optics and Photonics
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    • 제1권4호
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    • pp.271-277
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    • 2017
  • Based on the extended Huygens-Fresnel principle, the analytical propagation formulae for spectrally partially coherent Gaussian Schell-model pulsed (SPGSMP) beams propagating in turbulent atmosphere have been derived. The influences of the parameters for turbulent atmosphere and SPGSMP beams on the on-axis and off-axis spectral shift and degree of coherence for SPGSMP beams propagating in turbulent atmosphere have been analyzed, using numerical calculations. The obtained results have potential applications for SPGSMP beams in free-space optical communication and laser lidar.

포물면경 반사기 안테나의 Defocusing에 관한 연구

  • 한석태;홍의석;오영환
    • 한국통신학회:학술대회논문집
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    • 한국통신학회 1986년도 춘계학술발표회 논문집
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    • pp.184-188
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    • 1986
  • The gain variations of paraboloid reflector antenna with an axially and perpendicularly defocused feed are investigated using the Huygens-Fresnel Principle. The theoretical calculations and the experimental for the reflector antenna with an axially defocused feed are compared. Although there were about 3dB difference between two results in a range from focal point to 2.0 wave-length, we could know that it was property approached to theoretical results. However, when the magnitude of defocusing is increased, the differences are also increased because of the influence by a weak received signal and interference of external noises. In addition, it can be shown that gain variations are acutely decreased more in perpendicular defocusing than in axial defocusing in the paraboloid reflector antenna.

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Spreading of a Lorentz-Gauss Vortex Beam Propagating through Oceanic Turbulence

  • Liu, Dajun;Yin, Hongming;Wang, Guiqiu;Wang, Yaochuan
    • Current Optics and Photonics
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    • 제3권2호
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    • pp.97-104
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    • 2019
  • Based on the extended Huygens-Fresnel principle, the analytical equation for a Lorentz-Gauss vortex beam propagating through oceanic turbulence has been derived. The spreading properties of a Lorentz-Gauss vortex beam propagating through oceanic turbulence are analyzed in detail using numerical examples. The results show that a Lorentz-Gauss vortex beam propagating through stronger oceanic turbulence will spread more rapidly, and the Lorentz-Gauss vortex beam with higher topological charge M will lose its initial dark center more slowly.