• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제13권4호
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• pp.1644-1654
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• 2018

Eigenvalue distributions for a periodic metal-insulator-metal waveguide, classified into the point spectrum and the discretized continuous spectrum (DCS), are investigated as functions of frequencies, gap widths, and periods. Muller's method is suggested for solving exact eigenvalues, and we propose the scheme for finding proper initial values in the Muller's method by considering only ${\Re}e({\varepsilon}_r)$ in the dispersion equation. We then find that anti-crossing behavior, repulsive effect between the point spectrum and the DCS, becomes stronger when the real parts of the roots in the point spectrum have smaller values. Finally, we examine the transmittances of a single subwavelength slit for real metals using the mode matching technique. The transmittances in real metals similarly follow those of the perfect electric conductor (PEC) at low frequencies, while the patterns at higher frequencies begin to differ from the PEC.

• 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.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제9권2호
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• pp.97-102
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• 2010

Propagation modes of symmetric metal-insulator-metal SPP waveguides are analyzed. Main characteristics of these waveguides such as mode effective index, propagation length, and penetration depths are calculated at the telecom wavelength for different layer thickness. We adopt Au, Al as a metal material and air, glass as a dielectric material and obtain different optical characteristics. The surface plasmon characteristics in this paper provide a numerical insight for designing nanostructure metal plasmon waveguide.

• 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.

• 한국광학회지
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• 제19권1호
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• pp.73-79
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• 2008

금속선 도파로 면과 금속 평면이 수직으로 적층된 장거리 표면-플라즈몬 도파로 구조를 제안하였으며, 표면-플라즈몬 모드의 특성을 유전체의 굴절율과 두께 변화에 대하여 이론적으로 분석하고 실험적으로 검증하였다. 위층의 금속선 도파로를 S-곡선과 Y-분기 형태로 변형시킨 이중-금속 도파로를 제작하여, 제안된 이중-금속 도파로 구조의 광 소자 응용 가능성을 살펴보았다. 제안된 이중금속 구조에서는 도파로 코어에 해당하는 두 금속 박막 사이의 유전체 굴절률을 임의로 선택하여도 장거리 표면 플라즈몬 모드가 존재할 수 있으며, 표면-플라즈몬 모드의 전파거리는 두 금속 박막 사이의 유전체 두께를 조절함으로써 증가시킬 수 있다. 또한, 이중-금속 도파로는 표면-플라즈몬을 전달할 뿐만 아니라, 삽입된 코어 유전체에 전압 및 전류를 인가하기에도 매우 적합한 구조로서, 표면-플라즈몬 능동소자 및 비선형 소자 구현에 많은 가능성을 열어줄 것으로 기대된다.

• 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.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권10호
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• pp.51-56
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• 2004

광소자의 재료물질로서 특성이 우수하며 열광학계수가 큰 silicon을 기반으로 한 SOI (Silicon-on-insulator)를 사용하여 열광학 1×2 광스위치를 제안, 제작하였다. SOI wafer는 도파로가 형성될 상위 Si 층(n=3.5)과 클래딩 영역이 될 산화막 매립층(n=1.5) 그리고 기판인 Si인 3층으로 이루어진다. BPM(Beam propagation method) 전산모의를 통해 20dB 이상의 누화특성을 갖는 단일모드의 1×2 비대칭 y-분기 광도파로를 형성하고, 열확산 전산모의를 통해 금속열선을 설계 제작하였다. 제작된 광스위치는 약 3.5 watts의 구동 전력에서 20dB 이상의 채널간 누화가 측정되었다.