• 제목/요약/키워드: Optical Modeling

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반도체 광증폭기로 형성된 방향성 결합기에서의 파장변환 특성 모델링 (Modeling of Wavelength Conversion Charateristics in Directionally Coupled Semiconductor Optical Amplifier)

  • 정호연;정영철
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제38권8호
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    • pp.43-53
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    • 2001
  • 파장변환 소자는 최근에 급격히 발전하는 광네트웍을 구축하기 위한 필수적인 소자로서 여러 가지 형태에 대한 연구개발이 진행되고 있다. 그 중에서도, 최근에는 광증폭기로 형성된 방향성 결합기 구조에서의 상호위상변조(XPM: Cross Phase Modulation)에 의한 파장변환에 대한 개념이 제안되고 가능성이 실험적으로 입증된 바 있다. 본 논문에서는 연산자 분리 방법을 적용하여 상술한 파장변환기를 해석하기에 적당하도록 시영역 동적 모델을 구현하고, 파장변환 특성을 여러 가지 면에서 분석하여 보았다. 모델링 결과는 다른 연구자의 실험 결과를 잘 설명할 수 있음을 보였으며, 실험에서 제세되지 않았던 신호공과 변환된 광파가 역방향으로 진행하는 경우의 파장변환 특성 등에 대해서도 이 파장변환기가 잘 동작함을 보였다. 주파수 처핑의 경우 광펄스의 시작과 끝점 모두에게 정처핑과 부처핑이 동시에 발생함을 보았다.

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비공유 Node를 이용한 대구경 거울의 효율적인 유한요소 모델링 (Effective Finite Element Modeling for a Large Mirror System Using Separated Node Connectivity)

  • 편재원;양호순;이종웅;문일권
    • 한국광학회지
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    • 제28권6호
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    • pp.304-313
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    • 2017
  • 대구경 거울과 이를 지지하는 flexure로 구성된 반사경 시스템의 최적화를 위하여 수행하는 유한요소 해석은 주어진 설계 조건을 만족하기 위하여 수많은 반복적인 계산과 실제 모델의 수정 작업이 필수적이다. 일반적으로 실제 모델의 수정은 node의 재설정과 새로이 구성된 각 부품의 경계면에서 node의 연속성을 맞추는 작업에 많은 시간이 소요되며 이는 유한요소 해석에 소요되는 시간 결정에 매우 중요한 요소가 된다. 모델링과 계산에 소요되는 시간을 절약하기 위하여 각 광학적 구성요소의 경계면에서 비공유 node 연결을 활용하는 새로운 광기계 해석을 제안하고자 한다. 새 모델링 기법에 의하여 계산된 광기계 해석과 경계면에서의 공유 node를 사용하는 기존의 광기계 해석을 비교하여, 계산에 의하여 얻어진 광기계적 성능은 거의 같았고, 주어진 조건에 도달하기 위한 계산 시간은 획기적으로 줄어드는 것을 확인할 수 있었다.

Use of an Optical Scanning Device to Monitor the Progress of Noninvasive Treatments for Chest Wall Deformity: A Pilot Study

  • Kelly, Robert E. Jr.;Obermeyer, Robert J.;Kuhn, M. Ann;Frantz, Frazier W.;Obeid, Mohammad F.;Kidane, Nahom;McKenzie, Frederic D.
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제51권6호
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    • pp.390-394
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    • 2018
  • Background: The nonsurgical treatment of chest wall deformity by a vacuum bell or external brace is gradual, with correction taking place over months. Monitoring the progress of nonsurgical treatment of chest wall deformity has relied on the ancient methods of measuring the depth of the excavatum and the protrusion of the carinatum. Patients, who are often adolescent, may become discouraged and abandon treatment. Methods: Optical scanning was utilized before and after the intervention to assess the effectiveness of treatment. The device measured the change in chest shape at each visit. In this pilot study, patients were included if they were willing to undergo scanning before and after treatment. Both surgical and nonsurgical treatment results were assessed. Results: Scanning was successful in 7 patients. Optical scanning allowed a visually clear, precise assessment of treatment, whether by operation, vacuum bell (for pectus excavatum), or external compression brace (for pectus carinatum). Millimeter-scale differences were identified and presented graphically to patients and families. Conclusion: Optical scanning with the digital subtraction of images obtained months apart allows a comparison of chest shape before and after treatment. For nonsurgical, gradual methods, this allows the patient to more easily appreciate progress. We speculate that this will increase adherence to these methods in adolescent patients.

Atomistic simulation of surface passivated wurtzite nanowires: electronic bandstructure and optical emission

  • Chimalgi, Vinay U.;Nishat, Md Rezaul Karim;Yalavarthi, Krishna K.;Ahmed, Shaikh S.
    • Advances in nano research
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    • 제2권3호
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    • pp.157-172
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    • 2014
  • The three-dimensional Nano-Electronic Modeling toolkit (NEMO 3-D) is an open source software package that allows the atomistic calculation of single-particle electronic states and optical response of various semiconductor structures including bulk materials, quantum dots, impurities, quantum wires, quantum wells and nanocrystals containing millions of atoms. This paper, first, describes a software module introduced in the NEMO 3-D toolkit for the calculation of electronic bandstructure and interband optical transitions in nanowires having wurtzite crystal symmetry. The energetics (Hamiltonian) of the quantum system under study is described via the tight-binding (TB) formalism (including $sp^3$, $sp^3s^*$ and $sp^3d^5s^*$ models as appropriate). Emphasis has been given in the treatment of surface atoms that, if left unpassivated, can lead to the creation of energy states within the bandgap of the sample. Furthermore, the developed software has been validated via the calculation of: a) modulation of the energy bandgap and the effective masses in [0001] oriented wurtzite nanowires as compared to the experimentally reported values in bulk structures, and b) the localization of wavefunctions and the optical anisotropy in GaN/AlN disk-in-wire nanowires.

초정밀 광학식 변위 측정을 위한 센서 구호 밀 신호 처리 시스템 (Sensor Structure and Signal Processing System for Precision Optical Displacement Measurement)

  • 오세백;김경찬;김수현;곽윤근
    • 한국정밀공학회지
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    • 제18권8호
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    • pp.40-47
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    • 2001
  • Optical measurement methods make it possible to detect object displacements with high resolution and noncontact measurements. Also, they are very robust against EMI noises and have long operation range. An optical triangulation sensor is one of widely used displacement measurement sensors for its sub-micron resolution, fast response, simple structure, and low cost. However. there are several errors caused by inclinations of a surface. speckle effects, power fluctuations of light sources, and noises of detectors. In this paper, in order to minimize error effects, we performed error analysis and proposed a new structure. Then, we setup a new modeling method and verify it through simulations and experiments. Based on the new model. we propose a new sensor structure and establish design criteria. Finally, we design a signal processing system to overcome a resolution-limited problem of light detectors. The resolution of the proposed system is 0.2${\mu}{\textrm}{m}$ in 5mm operating range.

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백색 LED 패키지용 형광체 광학 시뮬레이션 정확도에 관한 연구 (Accuracy-Enhancement of Optical Simulation for a White LED Based on Phosphors)

  • 노주현;전시욱;김재필;송상빈;여인선
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제29권6호
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    • pp.27-34
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    • 2015
  • There has been a critical issue in optical simulation of phosphors in LEDs due to their light-reabsorption properties. To improve the accuracy of optical modeling for a white LED package, we utilized the spectrum data of the phosphor-dispersed encapsulant film instead of the phosphor powder. By measuring white LED packages with green and red phosphors, the maximum difference between simulation and experimental results of a color temperature, a color rendition index number and a color coordinate corresponds to ${\Delta}T=95K$, ${\Delta}Ra=1.7$ and ${\Delta}xy=0.007$, respectively. Based on those results, the proposed method can well explain the change of emission spectra of white LEDs with more than two phosphors which introduce the complex optical phenomena such as absorption, reabsorption, light emission, reflection and scattering, etc.

광섬유와 격자구조 도파로 결합기 설계를 위한 결합 모드 이론 분석 (Analysis of Coupled Mode Theory for Design of Coupler Between Optical Fiber And Grating Assisted Waveguide)

  • 허형준;김상인
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제12권4호
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    • pp.561-568
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    • 2017
  • 저밀도 파장분할다중화 기술을 광 집적 소자에 효율적으로 활용하기 위하여 광섬유와 평면기판 내 광 도파로 사이의 파장 선택적 광 결합기 구조가 효율적인 수단으로 고려될 수 있다. 본 논문에서는 공기 도랑 격자를 지닌 실리콘 도파로와 단일 모드 광섬유 간 결합을 고려하였다. 격자의 깊이에 따른 결합 효율의 경향성과 그 한계점을 조사하였다. 이를 위해 결합 모드 이론에 기반을 둔 모델링을 통하여 설계된 결합기 구조의 결합효율을 예측하고, 유한요소법을 이용한 시뮬레이션 결과와 정량적으로 비교 분석 하였다.

보압 및 압축이 원반형 사출품내의 복굴절 분포에 미치는 영향에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Effect of Holding and Compression Pressures on The Birefringence Distribrtion in Injection-Modeled Disks)

  • 손정진;윤경환
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제24권5호
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    • pp.1323-1330
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    • 2000
  • Recently, injection molding process became more popular than ever to produce large quantities of high precision products or optical products. Especially, optical disk that was made by injection mol ding process has been used for many years as a music play media or computer sub-device. The density of data in disk media has been increased continuously. But those optical disks can cause sensorial problems because of high birefringence or deformation from the residual stresses in the media. Therefore, it is necessary to study the effects of various process conditions on the final bireffingence structure in injection-molded disks for producing precision injection-molded products. In the present paper we have focussed on the effect of holding and compression pressures on the optical anisotropy remaining in the MOD by examining the gapwise distribution of birefringence and extinction angle. The effect of holding pressure was found to form the inner two bireffingence peaks. But the effect of compression pressure on the bireffingence distribution was found to make the uniform distribution near the center in the gapwise direction. Finally, the value of the birefringence near the wall decreased as the mold temperature increased.

신개념 백라이트유닛 모델링 (Modeling for New Type Backlight Units)

  • 이광훈;지승현;김수현;윤영수;김수호
    • 한국광학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.41-45
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    • 2010
  • 백라이트유닛을 더 얇고 밝게 제안하기 위하여 우리는 새로운 타입의 백라이트유닛을 시뮬레이션하였다. 도광판 상면에 미세 볼록렌즈어레이를 형성시킨다. 또한, LGP와의 매칭을 위하여 우리는 기능성 광학 시트를 시뮬레이션하였다. 일반적으로 전통적인 백라이트유닛들은 하나의 LGP와 네 개의 광학시트를 사용해왔으나 우리는 하나의 광학시트를 사용한 백라이트유닛을 시뮬레이션하였다. 설계 결과 우리의 백라이트유닛은 동일한 발광성을 달성하면서 시야각은 30% 더 좋아진 것을 밝혀내었다.

고농도로 도핑된 Bismuth 기반 어븀첨가 광섬유 증폭기의 이론적 모델링 기법에 관한 연구 (Theoretical Modeling of High Concentration Bismuth-based Erbium-doped Fiber Amplifier)

  • 신재현;정민완;이주한
    • 한국광학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.139-145
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    • 2010
  • 본 논문에서는 고농도로 도핑된 Bismuth 기반 어븀첨가 광섬유 증폭기의 이득 및 노이즈 특성을 정확히 예측하기 위하여 필요한 이론적 모델링 기법에 대한 연구를 수행 하였다. 고농도의 Erbium 이온이 첨가되었을 때 발생하는 Clustering 현상에 기인한 Inhomogeneous Broadening현상, Cooperative Upconversion 현상, Pump Excited State Absorption과 Signal Excited State Absorption 현상 등 모든 현상을 고려하여 6 레벨 증폭기 System Model을 제시하고 이를 전산모사하여 실험치와 비교함으로써 제시된 모델의 유효성을 검증하였다.