• Current Optics and Photonics
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• 제5권1호
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• pp.16-22
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• 2021

We present the Shannon entropy as an indicator of the spatial resolutions of the morphologies of the resonance mode patterns in an optical resonator. We obtain each optimized number of mesh points, one of minimum size and the other of maximum one. The optimized mesh-point number of minimum size is determined by the identifiable quantum number through a chi-squared test, whereas the saturation of the difference between Shannon entropies corresponds to the other mesh-point number of maximum size. We also show that the optimized minimum mesh-point increases as the (real) wave number increases and approximates the proportionality constant between them.

• Current Optics and Photonics
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• 제5권3호
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• pp.289-297
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• 2021

We describe a comb-mode resolving spectroscopic technique by direct time-domain phase correction of unstable interferograms obtained from loosely locked two femtosecond lasers. A low-cost continuous wave laser and conventional repetition rate stabilization method were exploited for locking carrier and envelope phase of interferograms, respectively. We intentionally set the servo control at low bandwidth, resulting in severe interferograms' fluctuation to demonstrate the capability of the proposed correction method. The envelope phase of each interferogram was estimated by a quadratic fit of carrier peaks to correct timing fluctuation of interferograms in the time domain. After envelope phase correction on individual interferograms, we successfully demonstrated 1 Hz linewidth of RF comb-mode over 200 GHz optical spectral-bandwidth with 10-times signal-to-noise ratio (SNR) enhancement compared to the spectrum without correction. Besides, the group delay difference between two femtosecond pulses is successfully estimated through a linear slope of phase information.

• Current Optics and Photonics
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• 제5권4호
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• pp.466-476
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• 2021

Frequency-multiplication technology based on microwave photonic principles can be used to generate microwave and millimeter wave signals with a wide frequency tuning range. However, the existing cascaded external modulation frequency-tupling scheme needs to ensure the phase coherence of the modulated Radio Frequency (RF) signal, while the phase modulation directly limits the frequency tuning range of the external modulation frequency multiplication. In this paper, a novel approach for generating an incoherent frequency 12-tupling signal with cascade modulation is proposed. The structure of cascaded dual-parallel Mach-Zehnder modulators can generate a frequency 12-tupling signal. The proposed structure uses no filter or phase control of the RF driving signal. Microwave photonic frequency-tupling was realized under incoherent conditions. Software simulations and experiments validated the proposed structure and proved that it can generate frequency 12-tupling microwave signals under incoherent conditions. Both the frequency range and reliability of the frequency-tupling system has been improved by the proposed structure.

• Current Optics and Photonics
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• 제8권1호
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• pp.56-64
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• 2024

In response to the current situation where general methods cannot effectively compensate for the phase delay of ordinary optical mixers, a multi-layer spatial beam-splitting optical mixer is designed using total reflection triangular prisms and polarization beam splittings. The phase delay is generated by the wave plate, and the mixer can use the existing parallel plates in the structure to individually compensate for the phase of the four output beams. A mixer model is established based on the structure, and the influence of the position and orientation of the optical components on the phase delay is analyzed. The feasibility of the phase compensation method is simulated and analyzed. The results show that the mixer can effectively compensate for the four outputs of the optical mixer over a wide range. The mixer has a compact structure, good performance, and significant advantages in phase error control, production, and tuning, making it suitable for free-space coherent optical communication systems.

• Current Optics and Photonics
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• 제8권2호
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• pp.192-200
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• 2024

Wheat stripe rust, caused by Puccinia striiformis, has reduced winter wheat yield globally for ages. In this work, multi-spectral Mueller matrix imaging with 37 measurements using the method of double rotatable quarter-wave plates was used to investigate wheat stripe rust. Individual Mueller matrix measurements were performed on incident monochromatic light with nine bands in the range of 430 to 690 nm. As a result, it was found that the infected area absorbed linearly polarized light and was sensitive to circularly polarized light in the spectral domain. Both linear depolarization and linear diattenuation images distinguished between wheat stripe rust and healthy tissue. The responsiveness of stripe rust to polarized light reveals the potential of using polarization imaging to detect plant diseases. This further suggests that the multi-spectral Mueller matrix imaging system provides us with an alternative approach to agricultural disease detection.

• 한국광학회지
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• 제15권4호
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• pp.375-384
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• 2004

Ti:LiNbO$_3$ 세 도파로형 광도파로와 CPW 진행파 전극으로 구성된 고속 외부 광변조기를 설계, 제작하였다. 결합모드 이론을 이용하여 세 도파로 광결합기의 스위칭 현상을 해석하였으며, 유한차분법을 이용하여 결합길이를 계산하였다. SOR에 의해 위상속도 및 특성 임피던스 정합 조건이 만족되도록 CPW 진행파 전극의 파라미터를 설계하였다. 제작된 소자의 dc 스위칭 및 전극의 RF 특성을 측정하였다. 제작된 세 도파로 광변조기의 삽입손실과 스위칭 전압은 약 4 dB와 15.6 V였다. RF 특성을 얻기 위하여 회로분석기(Network Analyzer)를 이용하여 진행파 전극의 S 파라미터를 측정하였다. 측정 결과 진행파 전극의 특성임피던스 Z$_{c}$=39.2$\Omega$, M/W(Microwave) 유효굴절률 N$_{eff}$=2.48, 그리고 감쇠상수 a$_{m}$ =0.0665/(equation omitted)등의 파라미터를 추출하였다. 추출된 진행파 전극 파라미터를 이용하여 이론적인 주파수 응답 R($\omega$)을 계산하였으며, 광 검출기로 측정된 주파수 응답 R($\omega$)과 비교하였다. 주파수 응답측정 결과, 3 dB 변조대역폭은 13 GHz로 측정되었다.

• 한국광학회지
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• 제14권4호
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• pp.392-398
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• 2003

구면 거울을 정밀하고 정확하게 측정할 수 있는 위상천이 회절격자 간섭계를 제시한다. 간섭계는 하나의 회절격자를 이용하여 간섭계의 기준광과 측정광을 분할하고, 다시 결합시켜 간섭무늬를 생성시키고 위상천이 시키는 간단한 구조로 설계되었다. 광원으로부터의 광을 큰 수치구경인 고정도의 집속렌즈의 초점에 위치한 회절격자 위에 집속하여 반사회절된 파면을 기준파면과 측정파면으로 사용한다 부가적인 기준면이 없이 회절격자 위의 매우 작은 영역이 기준면을 대신하므로 시스템 오차가 작다. 광섬유 형태의 공초점현미경 구조를 광원과 집속렌즈 사이에 설치하여 집속렌즈와 회절격자사이의 정렬오차를 최소화 하였다. 회절격자를 광축에 수직한 방향으로 이송함으로써 기준파면과 측정파면사이에 상대적인 위상천이를 일으켜서 일련의 위상천이된 간섭무늬를 쉽게 획득할 수 있다. 간섭계를 제작하고, 결상렌즈와 CCD를 이용해서 얻은 위상천이된 대상구면 거울의 간섭무늬들을 해석하여 전체적인 간섭계 시스템의 성능을 평가해 보았다.

• 한국광학회지
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• 제13권3호
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• pp.189-196
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• 2002

파장 50 $\AA$ 이하의 연엑스선 영역에서 사용될 평면결상형 연엑스선 분광기의 구성요소와 정렬조건을 결정하고 분광기의 분광학적 특성을 해석하였다. 평면결상형 연엑스선 분광기는 토로이드거울, 실틈, 비등간격 오목에돌이발, 연엑스선 검출기로 구성되어 있다. 토로이드거울과 홈간격이 2400 grooves/mm인 비등간격 오목에돌이발을 사용하여 공간분해된 빛띠가 단일 평면 위에 결상되도록 분광기를 구성하였다. 토로이드거울은 연엑스선 광선이 에돌이발에 비스듬하게 입사할 때 발생되는 비점 수차를 보상하기 위해 사용되었다. 파면수차 이론을 적용하여 분광기가 가지는 파장분해와 공간분해를 계산하고, 에돌이 현상에 대한 스칼라 이론을 적용하여 에돌이발의 에돌이효율을 계산하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.46-53
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• 2008

일반적으로 카세그레 인 오프셋 복 반사경(Cassegrain Dual Offset Reflector)은 위성 통신용 안테나로 사용되지만, 여기서는 CPTR(Compact Payload Test Range)을 위한 반사경 시스템으로 해석하였다. 시험 영역의 근접 전계는 물리 광학법(Physical Optics)을 적용하여 계산하였다. CPTR은 균일한 평면파 제공을 목적으로 하며, 이를 위해 최소한의 진폭과 위상 리플(ripple)을 가져야 하며, 교차 편파 또한 작아야 한다. 따라서 본 논문에서는 반사경 구조 및 시험 영역의 위치에 따른 근접 전계 패턴을 구하여 전계의 리플, 테이퍼와 교차 편파를 고찰하였다. 특히 통신용 반사경 안테나에서는 나타나지 않는 안테나 축방향의 교차 편파 성분을 고찰하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제5권3호
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• pp.197-203
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• 2004

나노미터 크기의 임의형상 패턴을 새기기 위하여 노광기술이 사용된다. 광노광에서 자외선과 엑스레이 같은 전자기파가 나노미터 크기로 형상을 새긴 마스크 위에 조사되면 회절현상은 필연적으로 발생하며 마스크의 상이 불명확하게 웨이퍼 위에 맺히도록 한다. 볼록렌즈만이 프리어변환기 역할을 한다고 알려져 있으며 마스크 위에 패턴의 크기가 전자기파의 파장에 비교하여 매우 클 때에도 볼록렌즈를 사용하면 프리어변환시키는 것이 가능하다. 본 논문에서 설명하는 방법으로 마스크를 준비하여 렌즈 앞에 놓고 레이저 빔으로 조사하면 프리어 평면이라 알려진 평면 위에서만 나노미터 크기의 패턴이 형성된다. 이 방법은 매우 단순한 장치로 구성되어 있고, 현재 혹은 차세대 노광인 자외선/극자외선 및 전자투사노광으로 제작한 최소선폭과 비교해 볼 때 손색이 없다. 여기서는 프리어광학을 이용하여 이론적인 연구결과를 보이고 있지만 가까운 장래에 실험결과로 이론적인 접근을 증명할 수 있을 것이다.