• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제20권1호
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• pp.180-187
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• 2016

The independent operation of a color filter for incident polarization is demonstrated using a guided-mode resonance (GMR) filter employing a metal-insulator-metal (MIM) waveguide. To achieve independent operation, a rectangular MIM grating is proposed as a wave-guide resonator. The design considerations are discussed and include how to determine the grating period and slit width. Power flow distribution is observed with slit width variation. Blue-green, green-red, and blue-red filters for corresponding x- and y-polarizations are demonstrated as application examples with numerical simulation with rectangle-shaped MIM grating. As a practical application, feasibility as a chromatic polarizer is discussed.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제15권2호
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• pp.118-123
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• 2011

A novel triangular-shaped plasmonic metal-insulator-metal (MIM) Bragg grating waveguide is introduced, whose band-gap is narrower than that of the conventional step type and wider than that of the sawtoothshaped one. Moreover apodized triangular-shaped MIM Bragg grating structures are proposed in order to reduce the side lobes of the transmission spectrum, because the Bragg reflector with a sawtooth profile has a smoother transmission spectrum than that of a triangular-shaped one. The performance of the proposed structures is simulated by using the finite difference time domain method.

• 한국전자파학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.59-66
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• 2011

본 논문에서는 높은 방사 효율을 갖는 co-planar waveguide(CPW) 급전 방식의 영차 공진 안테나를 제작하고 측정하였다. 제안된 안테나의 단위 셀은 직렬 metal-insulator-metal(MIM) 형태의 커패시터와 단락된 병렬 스터브 인덕터로 구성되어 있다. 안테나의 크기를 소형화시키는 동시에 방사 효율을 높이기 위하여 비아를 통하여 접지면과 연결되어지는 두 개의 $90^{\circ}$ 접혀진 단락 스터브 선로를 병렬 인덕터의 구조로 사용하였다. 두 개의 단위셀을 사용하여 설계된 안테나는 composite right/left-handed(CRLH) 전송 선로의 끝단을 개방하여 병렬부에서 주된 방사가 일어나도록 하였다. 제안된 안테나의 영차 공진 주파수는 3.05 GHz이고, 전체 크기는 $0.22\;{\lambda}_0{\times}0.22\;{\lambda}_0$이다. 제작된 안테나의 측정 결과, 영차 공진 주파수 2.97 GHz에서 안테나의 이득과 효율은 각각 3.04 dBi와 75 %로 향상되었다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제15권1호
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• pp.82-89
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• 2011

In this paper, we numerically study both band-pass and band-stop plasmonic filters based on Metal-Insulator-Metal (MIM) waveguides and circular ring resonators. The band-pass filter consists of two MIM waveguides coupled to each other by a circular ring resonator. The band-stop filter is made up of an MIM waveguide coupled laterally to a circular ring resonator. The propagating modes of Surface Plasmon Polaritons (SPPs) are studied in these structures. By substituting a portion of the ring core with air, while the outer dimensions of the ring resonator are kept constant, we illustrate the possibility of red-shift in resonant wavelengths in order to tune the resonance modes of the proposed filters. This feature is useful for integrated circuits in which we have limitations on the outer dimensions of the filter structure and it is not possible to enlarge the dimension of the ring resonator to reach to longer resonant wavelengths. The results are obtained by a 2D finite-difference time-domain (FDTD) method. The introduced structures have potential applications in plasmonic integrated circuits and can be simply fabricated.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.583-590
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• 2010

본 논문에서는 제어 가능한 전송 영점을 갖는 새로운 Composite Right/Left Handed(CRLH) 전송 선로가 제안 되었다. 제안된 CRLH 전송 선로의 단위 셀은 MIM 형태의 커패시터와 마이크로스트립 스터브 인덕터와 co-planar waveguide(CPW) 인덕터로 구성되어 있다. 또한 제안된 전송 선로는 각각의 단위 셀의 MIM 커패시터와 마이크로스트립 스터브 인덕터에서 발생하는 전자기 결합 성분에 의해 차단 대역에 두 개의 전송 영점이 발생한다. 제안된 전송 영점을 갖는 CRLH 전송 선로의 응용으로 UWB 시스템을 위한 광대역 통과 필터를 설계 및 제작하였다. 측정 결과, 통과 대역의 하측과 상측에 전송 영점이 발생하는 것을 확인하였으며, 대역 통과 필터의 급전 구조를 제외한 크기는 8 mm$\times$8 mm으로 $\lambda_g$/4 이하의 전기적 크기를 갖는다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제29권2호
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• pp.77-82
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• 2018

테라헤르츠 영역에서 MIM(Metal - Insulator - Metal) 도파관이 주기적으로 배열되어 있는 경우, 도파관 두께의 변화에 따른 전자파의 투과 특성은 널리 연구되지 않았다. 본 논문에서는 금속이 금으로 구성된 주기 구조의 경우 MIM 도파관에 수직으로 입사하는 수평 편파에 의한 전자파의 투과 특성을 다양한 테라헤르츠 주파수 영역에서 확인하고, 그 결과를 분석하고자 한다. 또한 완전 도체의 경우와 비교해 봄으로써 그 차이점을 확인한다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권9호
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• pp.12-20
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• 2013

본 논문에서는 주파수 재구성 기능이 가능한 방사 구조 갖는 co-planar waveguide (CPW) 급전 방식의 영차 공진 안테나를 제작하고 측정하였다. 제안된 안테나의 단위 셀은 직렬 metal-insulator-metal (MIM) 형태의 커패시터와 두개의 단락된 병렬 스터브 인덕터로 구성되어 있다. 제안된 안테나는 두 개의 단위 셀을 갖는 composite right/left-handed (CRLH) 전송 선로에 근거하여 설계되었으며 선로의 끝단을 개방하여 선로의 병렬부에서 주된 전자파 에너지 방사가 이루어지도록 하였다. 안테나의 크기를 소형화시키는 동시에 다이오드 스위치 부착을 통하여 주파수 재구성 안테나를 구현하기 위하여 비아를 통하여 접지 면과 연결되어지는 4개의 $90^0$ 접혀진 단락 스터브 선로를 병렬 인덕터 구조로 사용하였다. 제안된 안테나의 영차 공진주파수는 3.09 GHz이고 전체 크기는 $0.22{\lambda}_0{\times}0.16{\lambda}_0$이다. 제작된 안테나의 측정 결과 영차 공진 주파수 2.97 GHz에서 안테나의 최대 이득과 임피던스 대역폭은 각각 3.1 dBi와 56MHz를 나타내었으며, 삼중 대역에서 동작하는 주파수 재구성 안테나시스템에 응용이 가능하다.

• 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.

• 한국전자파학회:학술대회논문집
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• 한국전자파학회 2003년도 종합학술발표회 논문집 Vol.13 No.1
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• pp.251-255
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• 2003

In this paper, a miniaturized directional coupler utilizing lumped element is proposed as a interdigital capacitor. The traditional miniaturization technique of transmission line realized a utilizing MIM(Metal-Insulator-Metal) capacitor on CPW(Coplanar Waveguide). However, we present a simplified design procedure without additional manufacturing process utilizing interdigital capacitor on microstrip with ease of design. The similar characteristics between the conventional directional coupler with ${\lambda}/4$ transmission line and the miniaturized directional coupler with ${\lambda}/8$ transmission line are validated through simulation and measurement results. Miniaturization rate of total size is about 25% while coupled line is about 60%. As a result, this proposed directional coupler can reduce the size of mobile communication system at 2 GHz.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제16권3호
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• pp.305-312
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• 2012

We numerically demonstrate the performance of a plasmonic lens composed of an array of nanoslits perforated on thin metallic film with slanted cuts on the output surface. Embedding Kerr nonlinear material in nanoslits is employed to modulate the output beam. A two dimensional nonlinear-dispersive finite-difference time-domain (2D N-D-FDTD) method is utilized. The performance parameters of the proposed lens such as focal length, full-width half-maximum, depth of focus and the efficiency of focusing are investigated. The structure is illuminated by a TM-polarized plane wave and a Gaussian beam. The effect of the beam waist of the Gaussian beam and the incident light intensity on the focusing effect is explored. An exact formula is proposed to derive electric field E from electric flux density D in a Kerr-Dispersive medium. Surface plasmon (SPs) modes and Fabry-Perot (F-P) resonances are used to explain the physical origin of the light focusing phenomenon. Focused ion beam milling can be implemented to fabricate the proposed lens. It can find valuable potential applications in integrated optics and for tuning purposes.