• 한국재료학회지
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• 제30권12호
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• pp.701-708
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• 2020

Irradiation of the metal nanoparticles causes local plasmon resonance in a specific wavelength band, which can improve the absorption and scattering properties of a structure. Since noble metal nanoparticles have better resonance effects than those of other metals, it is easy to identify plasmonic reactions and this is advantageous to find the optical tendency. Compared to having a particle gap or randomly arranged particle structures, densely and evenly packed structures can exhibit more uniform optical properties. Using the uniform properties, the structure can be applied to optical filtering applications. Therefore, in this paper, validation tests about metal nanoparticles and thin film structures are conducted for more accurate analysis. The optical properties of monolayer and bilayer noble metal nanoparticle structures with different diameters, packed in a uniform array, are investigated and their optical trends are analyzed. In addition, a thin film structure under identical conditions as metal nanoparticle structure is evaluated to confirm the improved optical characteristics.

• Current Optics and Photonics
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• 제4권6호
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• pp.509-515
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• 2020

A practical single photon source for fiber-based quantum information processing is still lacking. As a possible 1.55-㎛ quantum-dot single photon source, an InGaAsP/InP-air-aperture micropillar cavity is investigated in terms of fabrication tolerance. By properly modeling the processing uncertainty in layer thickness, layer diameter, surface roughness and the cavity shape distortion, the fabrication imperfection effects on the cavity quality are simulated using a finite-difference time-domain method. It turns out that, the cavity quality is not significantly changing with the processing precision, indicating the robustness against the imperfection of the fabrication processing. Under thickness error of ±2 nm, diameter uncertainty of ±2%, surface roughness of ±2.5 nm, and sidewall inclination of 0.5°, which are all readily available in current material and device fabrication techniques, the cavity quality remains good enough to form highly efficient and coherent 1.55-㎛ single photon sources. It is thus implied that a quantum dot contained InGaAsP/InP-air-aperture micropillar cavity is prospectively a practical candidate for single photon sources applied in a fiber-based quantum information network.

• Current Optics and Photonics
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• 제7권5호
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• pp.485-495
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• 2023

The pixel size in high-resolution complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) image sensors continues to shrink due to chip size limitations. However, the pixel pitch's miniaturization causes deterioration of optical performance. As one solution, a quad color filter (CF) array with pixel binning has been developed to enhance sensitivity. For high sensitivity, the microlens structure also needs to be optimized as the CF arrays change. In this paper, the covered microlens, which consist of four microlenses covered by one large microlens, are proposed for the quad CF array in the backside illumination pixel structure. To evaluate the optical performance, the suggested microlens structure was simulated from 0.5 ㎛ to 1.0 ㎛ pixels at the center and edge of the sensors. Moreover, all pixel structures were compared with and without in-pixel deep trench isolation (DTI), which works to distribute incident light uniformly into each photodiode. The suggested structure was evaluated with an optical simulation using the finite-difference time-domain method for numerical analysis of the optical characteristics. Compared to the conventional microlens, the suggested microlens show 29.1% and 33.9% maximum enhancement of sensitivity at the center and edge of the sensor, respectively. Therefore, the covered microlens demonstrated the highly sensitive image sensor with a quad CF array.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권2호
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• pp.103-108
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• 2019

본 논문에서는 비평형 분자동역학 시뮬레이션 기법을 사용하여 알루미늄 박막과 실리콘 웨이퍼 간 열경계저항을 예측하였다. 실리콘의 끝 단 고온부에 열을 공급하고, 같은 양의 열을 알루미늄 끝 단 저온부에서 제거하여 경계면을 통한 열전달이 일어나도록 하였으며, 실리콘 내부와 알루미늄 내부의 선형 온도 변화를 계산함으로써 경계면에서의 온도 차이에 따른 열저항 값을 구하였다. 300K 온도에서 $5.13{\pm}0.17m^2{\cdot}K/GW$의 결과를 얻었으며, 이는 열유속 조건의 변화와 무관함을 확인하였다. 아울러, 펨토초 레이저 기반의 시간영역 열반사율 기법을 사용하여 열경계저항 값을 실험적으로 구하였으며, 시뮬레이션 결과와 비교 검증하였다. 전자빔 증착기를 사용하여 90nm 두께의 알루미늄 박막을 실리콘(100) 웨이퍼 표면에 증착하였으며, 유한차분법을 이용한 수치해석을 통해 열전도 방정식의 해를 구해 실험결과와 곡선맞춤 함으로써 열경계저항을 정량적으로 평가하고 나노스케일에서의 열전달 현상에 관한 특징을 살펴보았다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제9권5호
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• pp.567-577
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• 1998

유한차분 시간영역 방법을 이용하여 연속 및 불연속 마이크로스트립올 해석할 때 홉수 경계조건은 Berenger의 완전 접합충(Perfectly Matched Layer:PML)올 3차원으로 적용하고, 전원의 인가는 기존의 마이크로스트립 전면(front face)에 인가하는 방법 대신 내부전원(Inner Source Technique:IST)을 이용하였다. 이 방법을 이용하면 de성분의 왜곡이 개선되고, 에베네센트(evanescent) 및 복사 전자계가 존재하는 측면과 윗면의 계산 영역올 줄이더라도 해석된 특성은 신뢰할 수 있는 결과를 얻올 수 있었다. 또한 내부전원의 위치를 조정함으로서 불완전한 경계조건에 의해서 발생되는 반사파의 영향올 효과적으로 제거할 수 있었다. 본 연구에서는 이러한 방법을 이용하여 마이크로스트립의 분산특성 및 특성임피던스를 계산하였다. 그리고 종단개방 마이크로스트립의 산란계수의 크기와 위상올 구하고 그 동가회로를 계산하였다.

• 한국광학회지
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• 제16권3호
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• pp.266-274
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• 2005

본 논문에서는 2차원 광결정 공진기의 결합을 통해 WDM시스템에 적합한 특성을 가지는 공진 필터를 설계하였다. 공진기간의 결합에 있어서 고려해야 할 요소를 시영역에서의 모드 결합이론(coupling modes in time)을 적용하여 이론적으로 분석하였으며, 전자회로 등가화를 이용하여 쉽게 그 요소를 결정할 수 있음을 보였다. 공진기 결합에 있어서 공진기 간의 간격에 따른 위상천이에 대해서 외부감쇄에 의한 Q-factor를 조정함으로써 보상할 수 있음을 확인하였고, 2차원 광결정 점결함 공진기를 이용하여 500GHz의 대역폭을 가지며 통과대역에서 0.5 dB 리플을 가지는 3차 Chebyshev 대역 통과 필터를 설계하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제14권8호
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• pp.830-838
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• 2003

본 논문에서는 위성 통신 송, 수신 겸용 단일 마이크로스트립 안테나를 설계, 해석, 제작, 측정하였다. 송,수신 주파수 대역은 각각 14.0~l4.5 GHz, 11.7~12.75 GHz이며, 각각 수직, 수평 편파를 사용한다. 제안된 단일안테나 구조는 수신 대역에 대하여 마이크로스트립 직접 급전, 송신 대역에 대하여 개구면 결합 스트립 라인 급전 방법을 사용하였으며, 높은 이득과 수신 광대역 특성을 위하여 적층된 방사 소자를 사용하였다. 본 연구에서의 단일 소자의 해 석으로 finite difference time domain(FDTD) 방법과 method of moment(MOM)에 의한 방법을 비교하였으며, 유한한 구조와 두 접지면간의 불완전성 등이 해석에 고려되므로 FDTD 방법이 보다 정확함을 알 수 있었다. 제안된 구조는 2차원 구조로의 일반적 확장이 용이하며 송, 수신 8$\times$4 배열에 대하여 수신, 송신-10 dB, -14 dB 이하의 반사계수와 18.6~20.2 dBi, 송신 20.7~21.3 dBi의 이득값을 가져 각각 43~51%, 52~57 %의 방사효율을 가져, 스트립라인 급전에 의해 송신 대역에서 불요방사 수준을 낮출 수 있었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제10권1호
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• pp.47-62
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• 1994

산사면에서 강우에 의한 지하수위 상승은 사면의 안정성에 큰 영향을 미치는 중요한 요소임은 이미 잘 알려져 있다. 그러므로 강우로 인한 지하수위 상승을 예측하는 일은 산사면의 안정성을 해석하기 위한 매우 중요한 요소이다. 본 연구는 포화흐름과 비포화흐름을 고려한 산사면에서의 지하수위 변동을 예측하기 위한 수치해석 모델의 개발과 적용 가능성을 검토하였으며, 수치해석이 갖는 큰 약점인 입력상수에 대한 불확실성을 고려해주기 위하여 매개변수분석 및 예측법을 제시하였다. 수치해석모델을 개발하기 위해 사용한 수치해석기법은 유한요소법과 유한차분법을 동시에 이용하였다. 이와 같은 방법을 이용하여 2차원 수치해석모델을 개발한 후, 수치해석모델의 입력값들이 갖는 불확실한 상수들에 대한 매개변수분석을 수행하여 본 수치해석모델의 현장 적용성을 검토하였다. 매개변수예측방법은 Maximum-A-Posteriori(MAP)방법을 이용하여 불확실한 입력상수인 $K_e$,$\psi_e$, b에 대한 배개변수분석을 수행하였다. 개발된 수치해석모델의 적용성을 검토하기 위해 실제 산사태가 빈번히 일어났던 서울시 시흥동에 위치한 현장에 적용하여 계측된 지하수위와 비교, 검토하였다. 이 적용결과로부터 본수치해석모델이 강우로 인한 산사면에서의 지하수위 상승을 비교적 잘 예측해주고 있음을 알 수 있었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권2호
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• pp.230-237
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• 2020

In this part, an implicit time dependent solution is presented for the Boltzmann transport equation discretized by the analytic coarse mesh finite difference method (ACMFD) over the spatial domain as well as the simplified P₃ (SP₃) for the angular variable. In the first part of this work we proposed a SP₃-ACMFD approach to solve the static eigenvalue equations which provide the initial conditions for temp dependent equations. Having solved the 3D multi-group SP₃-ACMFD static equations, an implicit approach is resorted to ensure stability of time steps. An exponential behavior is assumed in transverse integrated equations to establish a relationship between flux moments and currents. Also, analytic integration is benefited for the time-dependent solution of precursor concentration equations. Finally, a multi-channel one-phase thermal hydraulic model is coupled to the proposed methodology. Transient equations are then solved at each step using the GMRES technique. To show the sufficiency of proposed transient SP₃-ACMFD approximation for a full core analysis, a comparison is made using transport peers as the reference. To further demonstrate superiority, results are compared with a 3D multi-group transient diffusion solver developed as a byproduct of this work. Outcomes confirm that the idea can be considered as an economic interim approach which is superior to the diffusion approximation, and comparable with transport in results.

• 한국전자파학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.419-428
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• 2000

전송선 방정식을 이용하여 선형소자로 종단된 손실이 있는 다중 전송선에서의 누화(crosstalk)와 외부 전자파 에 의한 결합현상을 FDTD 기법으로 해석하였다. 표피효과에 의한 도체의 손실을 고려하여 해석할 경우 전송선 방정식에 컨벌루션 적분이 나타나게 되는데 컨벌루션 적분의 계산량을 줄이기 위해서 프로니(Prony) 방법을 이 용하였다. 또한 저항뿐만 아니라 인덕터나 커패시터로 종단된 다중 전송션을 해석하기 위해 상태변수 표현식 (state-variable formulation)을 이용하였다, TEM(Transverse Electromagnetic) 셀을 이용해서 다중 전송선에서의 누화와 외부 입사장에 의한 전자파 결합현상을 시간영역에서 측정하였고 이론적으로 구한 시율레이션 결과 와 비교하여 잘 일치함을 확인하였다. 또한 PCB와 같이 KSC 3340 TIV보다 상대적으로 손실이 큰 전송선 구조 인 경우 도체의 길이가 짧아도 손실을 포함해야 정확한 예측이 가능함을 확인하였고 저주파에서의 저항은 정상 시간 응답을 결정하고 고주파에서의 임피던스는 초기시간 응답을 결정함을 보였다.