• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2008년도 하계학술발표회 논문집
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• pp.309-310
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• 2008

Polymer optical waveguides are fabricated with high-index materials deposited to strengthen exciations of evanescent field whose birefringence is utilized for optical sensing. Optical sensing properties are examined as a function of time, using different types of analyte solutions to extract noise-free signal induced by evanescent field birefringence. It is observed that sensing signal can be free of initial noise that may obscure real signal recognition, when glycerol is used for sensing characterization, due to slow accumulation process following adsorption of analyte material onto the sensing surface of the waveguide.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.143-148
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• 2021

격자 구조로 구성된 유전체 다층 구조의 GMR 특성에 의하여 생성되는 Bloch 표면파 (BSW)의 체계적인 연구가 바이오 센서의 감지 성능을 분석하기 위하여 제시되었다. 그 광학적 반응 현상에 대한 구조적 매개 변수의 영향을 Babinet의 원리와 모드 전송선 이론 (MTLT)을 사용하여 평가하였다. 설계된 바이오 센서의 감도는 파장 스펙트럼에서는 격자 상수에 비례하였으며, 각도 스펙트럼에서는 입사 전자기파의 정상 파동 벡터에 반비례하였다. SiO/SiO₂와 TiO₂/SiO₂ 다층 유전체 스택으로 구성된 두 개의 소자에 대한 수치해석 결과를 제시하여, BSW가 적외선에서 가시 영역에 이르는 대역에서 효율적인 회절 기반 바이오 센서를 실현하는 데 활용 될 수 있음을 보여주었다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제17권5호
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• pp.423-427
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• 2013

We present the preparation and characteristics of liquid-phase sensors based on nano-porous silicon multilayer structures for determination of organic content in gasoline. The principle of the sensor is a determination of the cavity-resonant wavelength shift caused by refractive index change of the nano-porous silicon multilayer cavity due to the interaction with liquids. We use the transfer matrix method (TMM) for the design and prediction of characteristics of microcavity sensors based on nano-porous silicon multilayer structures. The preparation process of the nano-porous silicon microcavity is based on electrochemical etching of single-crystal silicon substrates, which can exactly control the porosity and thickness of the porous silicon layers. The basic characteristics of sensors obtained by experimental measurements of the different liquids with known refractive indices are in good agreement with simulation calculations. The reversibility of liquid-phase sensors is confirmed by fast complete evaporation of organic solvents using a low vacuum pump. The nano-porous silicon microcavity sensors can be used to determine different kinds of organic fuel mixtures such as bio-fuel (E5), A92 added ethanol and methanol of different concentrations up to 15%.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2006년도 하계학술발표회 논문집
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• pp.201-202
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• 2006

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제12권3호
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• pp.35-39
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• 2013

In this paper, we developed an optical sheet for LED lighting with integrated $CO_2$ gas and temperature sensor which can monitor at the indoor environment. The optical sheet for LED lighting is fabricated through PMMA(Polymethyl methacrylate) injection process using mold. This research enables to fabricate the reflective sheet, light-guide plate and the prism sheet in a optical sheet. The fabricated sheet demonstrates higher intensity of optical efficiency compared with single-sided sheets. The $CO_2$ sensor was fabricated using NDIR(NON-Dispersive Infrared) method and it has $0.0235mV/V{\cdot}PPM$ sensitivity. The temperature sensor was fabricated using RTD(Resistance temperature detector) method and it has $0.563{\Omega}/^{\circ}C $sensitivity.

• 한국광학회지
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• 제17권1호
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• pp.54-59
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• 2006

본 논문에서는 집적 광학 광도파로 소자 기술을 적용하여 생화학 물질의 성분을 정밀하게 측정 가능한 광소자로서 폴리머 광도파로와 브래그 격자를 이용하는 구조를 최초로 제안하였다. 유효굴절률법과 전송행렬법을 이용하여 최적의 감도를 가지는 브래그 격자 광도파로를 설계하였으며 코아와 하부 클래딩의 굴절률이 각각 1.540, 1.430인 폴리머를 이용하여 코아 두께가 $3{\mu}m$ 인 구조의 반전립 광도파로를 제작하였다. 코아 층까지 완성된 도파로 위에 레이저 빔 간섭계와 플라즈마 에칭을 이용하여 격자를 형성한 뒤 격자표면에 20 nm 두께의 Au층을 증착하고 칼릭사린(calixarene) 단분자층을 만들어 바이오센서를 제작하였다. 제작된 광센서를 이용하여 PBS(phosphate bufferedsaline) 용액에 함유된 $K^+$의 농도에 따라 브래그 반사픽이 단파장으로 이동하는 것을 관찰할 수 있었다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.129-134
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• 2022

버섯형 이중 격자 구조의 공진 바이오센서가 TE 편광 하의 근적외선 (NIR) 파장 범위에서 동작하도록 설계되었다. 정확한 MTLT (modal transmission-line theory)를 적용하여 광학적 특성을 결정하고, 격자 구조의 기하학적 매개변수를 변경하여 격자 구조의 반사 공진을 분석하였다. 수치 해석적 분석 결과, 단일층 격자 구조에서는 발생하지 않는 여기된 날카로운 Fano 공명 (FR)이 발생하였다. 설계된 구조에서 FR의 발생을 입증하기 위하여 이중 격자의 구조 매개변수와 반사 스펙트럼 사이의 관계를 자세하게 조사하였다. 제안된 구조를 기반으로 잠재적 감도가 112.9~214.3 deg/RIU, 그리고 447 nm/RIU인 광 바이오센서가 설계되었다. 제안된 버섯형 구조는 광범위한 응용 분야를 가진 광바이오센서 설계에 대한 좋은 표본으로 이용할 수 있다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권12호
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• pp.4377-4381
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• 2011

In this study, real-time and label-free methods for monitoring the enzymatic reaction of urease, which releases ammonia through the hydrolysis of urea in an aqueous solution, were developed using a liquid crystal (LC)-based pH sensor. Nematic liquid crystal 4-cyano-4'-pentylbiphenyl (5CB), doped with 4'-pentyl-biphenyl-4-carboxylic acid (PBA), exhibited a shift in optical appearance from bright to dark when it was in contact with ammonia generated from the enzymatic reaction between urease and urea. This optical change was attributed to the anchoring transitions of LCs caused by hydrophobic interactions between the tails of deprotonted PBA ($PBA^-$) molecules and the LCs at the aqueous/LC interface. This novel technique holds great promise for the sensitive detection of urease along with its substrates and inhibitors.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.145-150
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• 2022

금속 격자를 통한 광전송을 분석하기 위하여 모드 전송선로 이론 (MTLT)에 기반한 해석 모델을 제안하였다. 이 모델은 높은 전송을 담당하는 모드의 분산 관계뿐만 아니라 전송에 대한 물리적 의미를 잘 제공한다. 이러한 개념들은 표면 플라즈몬 폴라리톤 (SPP)이 여기되는 가시광선~근적외선 파장 범위에서 사용되는 실제 금속에 대해서도 정확한 정보를 제공한다. 또한, 그 분산 관계를 통하여 전송 모드의 특성을 평가할 수 있다. 그 전송 모드는 Fabry-Pérot 유사 모드와 SPP 사이의 하이브리드 모드이다. 그 하이브리드 모드의 특성을 결정하기 위하여 금속격자의 다른 격자주기와 격자비율 고려하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 이러한 변수들에 의존하는 고성능 플라즈마 바이오센서의 감지 특성과 모드 전송 현상을 명확하게 분석하였다.

• 센서학회지
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• 제30권3호
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• pp.170-174
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• 2021

As the rising attention to the medical and healthcare issue, Bio-MEMS (Micro electro mechanical systems) platform such as bio sensor, cell culture system, and microfluidics device has been studied extensively. Bio-MEMS platform mostly has high resolution structure made by biocompatible material such as polydimethylsiloxane (PDMS). In addition, three dimension structure has been applied to the bio-MEMS. Lithography can be used to fabricate complex structure by multiple process, however, non-rectangular cross section can be implemented by introducing optical apparatus to lithography technic. X-ray lithography can be used even for sub-micron scale. Here in, we demonstrated lines with round shape cross section using the tilted gold absorber which was deposited on the oblique structure as the X-ray mask. This structure was used as a mold for PDMS. Molded PDMS was applied to the cell culture platform. Moreover, molded PDMS was bonded to flat PDMS to utilize to the sub-micro channel. This work has potential to the large area bio-MEMS.