• Current Optics and Photonics
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• 제5권3호
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• pp.229-237
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• 2021

The capabilities of the near-field scanning optical microscope (NSOM) for obtaining high resolution lateral topographical images as well as for mapping the spectroscopic and optical properties of a sample below the diffraction limit of light have made it an attractive research field for most researchers dealing with optical characteristics of materials in nano scales. The apertured NSOM technique involves confining light into an aperture of sub-wavelength size and using it to illuminate a sample maintained at a distance equal to a fraction of the sub-wavelength aperture (near-field region). In this article, we present a setup for developing NSOM using a cantilever with a sub-wavelength aperture at the tip. A single laser is used for both cantilever deflection measurement and near-field sample excitation. The laser beam is focused at the apex of the cantilever where a portion of the beam is reflected and the other portion goes through the aperture and causes local near-field optical excitation of the sample, which is then raster scanned in the near-field region. The reflected beam is used for an optical beam deflection technique that yields topographical images by controlling the probe-sample in nano-distance. The fluorescence emissions signal is detected in far-field by the help of a silicon avalanche photodiode. The images obtained using this method show a good correlation between the topographical image and the mapping of the fluorescence emissions.

• Current Optics and Photonics
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• 제5권1호
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• pp.1-7
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• 2021

For higher sensitivity in ultraviolet (UV) and even vacuum ultraviolet (VUV) detection of silicon-based sensors, a sandwich-structured film sensor based on Ag Localized Surface Plasmon Resonance (LSPR) was designed and fabricated. This film sensor was composed of a Ag nanoparticles (NPs) layer, SiO2 buffer and fluorescence layer by physical vapour deposition and thermal annealing. By tuning the annealing temperature and adding the SiO2 layer, the resonance absorption wavelength of Ag NPs matched with the emission wavelength of the fluorescence layer. Due to the strong plasmon resonance coupling and electromagnetic field formed on the surface of Ag NPs, the radiative recombination rate of the luminescent materials and the number of fluorescent molecules in the excited state increased. Therefore, the fluorescent emission intensity of the sandwich-structured film sensor was 1.10-1.58 times at 120-200 nm and 2.17-2.93 times at 240-360 nm that of the single-layer film sensor. A feasible method is provided for improving the detection performance of UV and VUV detectors.

• 한국광학회지
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• 제35권2호
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• pp.61-70
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• 2024

400 nm부터 1,600 nm까지의 파장 영역에서 단일모드 광섬유에 결합된 12개의 다이오드 레이저 광원를 기반으로 하는 레이저 복사출력계 교정시스템을 소개한다. 본 시스템은 복사출력 측정위치에서 레이저 출력요동을 최소화하였고 모든 광원에 대해 비슷한 빔 크기를 갖는다. 또한 감응도의 비균일도 및 비선형성을 최소화하기 위해 적분구 기준기를 사용하였다. 이 교정시스템의 최소 측정불확도는 대부분의 레이저 파장에서 1.1% (k=2)로 추정된다.

• 한국광학회지
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• 제35권4호
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• pp.170-174
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• 2024

대기 중 레이저 빔 전파 시 대기 난류에 의한 악영향을 해소하고 빔품질을 향상시키기 위해서 적응광학을 사용한다. 본 논문에서는 장거리 레이저 전송을 위한 적응광학계의 핵심 부품인 변형거울의 정밀 조립 방법을 제안한다. 변형거울은 거울판과 구동기, 플렉셔(flexure)로 구성되며 이 부품들을 정밀하게 조립하는 것이 성능을 좌우한다. 본 논문에서는 지그의 설계/제작을 통해 고밀집 다채널 실리콘-카바이드 변형거울을 완성했으며, 변형거울 성능 확인을 통해 제안한 방법의 유효성을 검증했다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권10호
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• pp.82-90
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• 2013

실리콘 포토닉스 기반의 광학 네트워크-온-칩(Optical NoC, ONoC)은 차세대 엑사스케일 컴퓨팅(Exascale computing)을 위한 유망 아키텍처 기술 중 하나이다. 최근 들어 활발해지고 있는 ONoC의 연구들은 파장 분할 다중화(Wavelength Division Multiplexing, WDM)를 이용하여 대역폭을 더욱 향상시키고 광신호의 경로 충돌을 방지하는데 초점을 두고 있다. 하지만 기존 ONoC 연구에서는 중앙 집중형 라우터 구조 위주로 Processing Element(PE)의 수가 증가함에 따라 WDM을 위해 사용되는 파장 수가 선형적으로 증가한다. 이러한 파장 수의 증가는 다중 파장을 위한 광원 및 광학 스위치 등 광학 장치를 구성하기 위한 비용을 증가시키고 광신호의 상호 간섭에 의한 감쇄 효과 등으로 ONoC의 확장성을 제한한다. 본 논문에서는 WDM 기반 2D-mesh 구조의 ONoC를 위한 분산형 광학 라우팅 아키텍처를 제안하고 커뮤니케이션의 연결정도에 따라 필요한 파장 수를 최소화하는 방법을 제시하였다. 기존 중앙 집중형 라우팅 아키텍처와 비교하여 $8{\times}8$ 네트워크에서 평균 56% 파장 수와, 21%의 광학 스위치 수를 감소시켰다.

• 한국광학회지
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• 제17권1호
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• pp.94-98
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• 2006

본 논문에서는 듀얼 코어 광섬유 콜리메이터(dual-core fiber collimator)와 멤브레인형 마이크로미러를 이용한 광마이크로폰을 제안하고 구현하였다. 콜리메이터와 미러는 각각 광헤드(optical head)와 반사형 진동판으로서 사용된다. 특히, 미러 진동판은 얇은 실리콘 바(bar)에 의해 프레임에 연결되어 있어서 인가된 음압에 따라 자유롭게 움직인다. 두 개의 콜리메이터가 집적된 광헤드는 음압을 감지하고 변조하는데 사용되는 광을 공급하고 받는 역할을 한다. 이 콜리메이터 광헤드를 사용함으로써 진동판과의 초기 정렬시 기존의 광섬유를 이용한 경우에 비해 허용 오차가 클 뿐만 아니라 전체적으로 광마이크로폰의 구조도 간단해졌다. 본 논문에서는 광헤드와 진동판 사이의 거 리를 변화시켜 가면서 응답 특성을 측정하여 선형성과 민감도가 최대인 지점을 동작점으로 결정하였다. 음성신호의 주파수를 변화시켜 가면서 광마이크로폰의 출력을 측정하여 얻은 주파수 대역폭은 약 $\pm$5 dB 이하 출력 변화에 대해 약 3 kHz였다.

• 한국광학회지
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• 제8권1호
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• pp.31-36
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• 1997

나트륨 이온의 용출을 방지하기 위해 LCD용 유리기판위에 입혀진 SiO$_{2}$ 박막의 굴절율 및 두께를 측정하였다. 입사각을 고정하고 박막의 두께를 0 .angs.부터 주기 두께까지 20.angs.씩 증가시키며 계산한 타원해석상수와 두께를 고정하고 입사각을 45.deg에서 70.deg까지 1.deg.씩 증가시키며 계산한 타원해석상수를 이용하여 LCD용 유리기판위에 증착된 SiO$_{2}$ 박막의 굴절율 및 두께 측정에서의 최적 측정 조건을 구하였다. 최적 측정 조건에서 굴절율 및 두께의 변화에 따른 타원해석상수 .DELTA.와 .PSI.의 변화를 계산하여 .DELTA.와 .PSI.측정 상의 오차와 비교하여 굴절율 및 두께 결정 시의 오차를 추정하였다. 최적 측정 조건인 Brewster 각 근방에서의 여러 입사각에서 LCD용 유리기판위에 입혀진 SiO$_{2}$ 박막의 타원해석상수 .DELTA.와 .PSI.를 측정하고, 이 측정값에 최적 맞춤하는 SiO$_{2}$ 박막의 굴절율 및 두께를 회귀분석방법을 사용하여 전산 계산하고 분광타원해석법에 의한 박막의 두께 및 굴절율과 비교하였다.

• 한국광학회지
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• 제8권6호
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• pp.445-449
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• 1997

비정질상과 결정상으로 가역변화하는 특성을 이용하여, 기존의 읽기전용 기록매체인 Compact Disk(CD)를 대체할 차세대 광기록매체로 주목받고 있는 Ge$_{2}$Sb$_{2}$Te$_{5}$(GST)의 상태변화에 따른 굴절율과 소광계수, 박막의 두께와 밀도 등 박막상수들을 구하였다. DC 스퍼터링방법으로 제작한 두꺼운 GST의 복소굴절율을 양자역학적 분산식을 이용한 모델링방법으로 구하고, 한편으로는 표면미시거칠기를 AFM(Atomic Force Microscopy)으로 결정한 다음, 타원해석 스펙트럼들을 수치해석적 역방계산하여 구한 복소굴절율과 비교하였다. 결정상과 비정질상일 때의 GST의 복소굴절율을 각각 구하고 이로부터 계산된 반사율을 측정된 반사율과 비교함으로써 수치해석적인 방법이 실제 GST의 복소굴절율과 더 일치하는 값ㅇㄹ 가지게 됨을 확인하였다. 이렇게 구한 GST의 복소굴절율을 기준데이터로 사용하여 실제 설계두께를 가지는 GST박막의 두께 및 표면거칠기층을 정량적으로 구하였다.다.

• 한국광학회지
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• 제16권4호
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• pp.384-391
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• 2005

본 논문에서는 나노 임프린트 기술을 이용한 폴리머 링 광공진기를 제안하고 구현하였다. 공진기 역할을 하는 링 도파로에서의 전파손실과 링 및 버스 도파로 간의 광파워 결합계수를 빔전파방법을 도입하여 계산하였으며, 또한 전달 매트릭스 방법을 도입하여 이들이 소자에 미치는 영향을 분석하고 소자를 설계하였다. 특히, smoothing buffor layer를 갖는 임프린트용 스탬프를 도입하여 다음과 같은 성과를 얻을 수 있었다. 먼저 식각공정으로 얻어진 스탬프 상의 도파로 패턴의 측면 거칠기를 링 도파로의 산란손실을 개선함으로써 Q값을 획기적으로 향상시켰다. 또한, 결합영역에서 버스와 링 도파로 간의 간격을 기존 lithography 공정에서는 불가능하였던 $0.2{\mu}m$정도까지 효과적으로 줄이고 제어함으로써 링과 도파로 간의 광파워 결합을 정밀하게 조절할 수 있게 되었다. 제작된 소자의 성능을 살펴보면, 링 반경이 $200{\mu}m$인 경우에 대해 1550 nm 파장 대역에서 Q값은 ~103800이고, 소멸비는 ~11 dB, free spectral range는 1.16 nm였다.

• 한국광학회지
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• 제34권6호
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• pp.241-247
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• 2023

본 연구에서는 355 nm 파장의 나노초 레이저를 비정질 실리콘 박막에 조사하여 형성된 주기적 laser-induced periodic surface structure (LIPSS) 구조의 분광학적 특성을 연구하였다. 지름 196 ㎛의 가우시안 빔을 단위면적당 레이저 펄스 190-280회, 레이저 빔의 세기는 100-130 mJ/cm² 범위에서 'ㄹ' 자 형태로 2차원 스캔하였다. 그 결과 Si 박막 표면에 ~300 nm 주기의 LIPSS 구조가 레이저 편광에 수직 방향으로 정렬되었다. 시료의 투과율 스펙트럼을 측정하여 transverse-electric 편광과 transverse-magnetic 편광에 대해서 각각 700 nm, 500 nm 근방에서 dip이 관측되었다. 이 현상을 설명하기 위해 1차원 격자구조 모델을 이용하여 rigorous coupled-wave analysis를 이용한 시뮬레이션을 하여 편광에 따른 도파모드 공진에 의한 특성임을 규명하였다.