• 한국광학회지
• /
• 제30권6호
• /
• pp.249-254
• /
• 2019

광섬유가 지니는 패러데이 효과를 이용하여 전류의 세기를 측정하는 광전류 센서 소자를 설계 및 제작하였다. 센서 소자의 동작 안정성을 향상시키기 위하여 편광회전 반사 간섭계와 사분 파장 위상 간섭계 구조를 도입하였다. 이 복잡한 구조를 구성하는 다양한 광소자들은 하나의 폴리머 광집적회로로 구성하여 작은 크기로 제작되었다. 본 구조를 이용하면 외부에서 별도의 바이어스 피드백 제어가 필요 없는 상태에서 전류를 측정하는 센싱 동작을 수행할 수 있다. 또한 온도변화나 외부진동으로 인한 광센서 특성 변화를 제거하여 안정적인 특성을 유지하는 광전류센서를 구현할 수 있다. 그러나 패러데이 효과를 결정짓는 베르데상수는 온도에 따라 미소한 값의 변화를 가지고 있다. 본 연구에서는 이 변화로 인한 광전류센서의 온도의존성을 극복하기 위한 연구를 수행하였다. 편광회전 반사 간섭계의 부품인 광섬유 사분 파장판의 길이를 최적값으로부터 벗어나는 상태로 맞추어 줌으로써 베르데 상수의 온도의존성에 의해 나타나는 광전류센서의 스케일 팩터 변화를 보상해줄 수 있었다. 온도변화를 보상한 광전류센서는 주변 온도를 상온에서 85℃로 올리는 동안, 센서 측정 신호의 온도 의존성이 0.2% 이내로 유지되는 것을 확인했다.

• 한국광학회지
• /
• 제24권3호
• /
• pp.135-142
• /
• 2013

본 논문에서는 YAG:Ce와 $(Sr,Ba)_2SiO4:Eu$ 등 두 종류의 형광체를 사용하여 백색 LED를 제작하고 온도변화에 따라 각각의 백색 LED의 발광 특성이 어떻게 변하는지 조사하였다. 상온에서 $80^{\circ}C$ 사이의 구간에서 측정된 두 백색 LED의 발광 스펙트럼을 분석하기 위해 asymmetric double sigmoidal 함수를 활용하였다. 이 함수를 백색 LED의 청색 발광 및 황색 발광 피크에 적용해서 각 피크의 중심파장과 진폭, 반치폭 및 비대칭성을 온도의 함수로 구하였다. 그 결과 온도가 증가할수록 청색 피크의 중심파장이 장파장 쪽으로 천이되고 황색피크의 중심파장이 단파장 쪽으로 천이되며 비대칭성 또한 증가한다는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 두 백색 LED의 색도변화에 반영되었는데, 실리케이트계 형광체 기반 LED의 색도 변화가 더 큼을 알 수 있었다. 발광효율 역시 온도가 증가할수록 크게 떨어지는 것을 볼 수 있었는데 YAG 형광체 기반 LED의 발광효율 저하 폭이 더 적음을 확인하였다. 이상의 결과는 YAG 형광체 기반 백색 LED가 실리케이트계 형광체 기반 LED에 비해 색도안정성, 발광효율, 연색지수 측면에서 더 뛰어나다는 것을 의미한다.

• 한국안광학회지
• /
• 제20권2호
• /
• pp.247-253
• /
• 2015

목적: 열화상카메라를 이용하여 정상안 군과 건성안 군의 검결막과 안구표면의 서모그래피를 객관적으로 알아보고자 하였다. 방법: 각막질환, 안외상, 누도이상자, 안과수술 병력 등 안구표면의 눈물막에 영향을 주는 질환이 없고 콘택트렌즈를 사용하지 않는 대학생 72명(144안)을 대상으로 하였다. TBUT, Schirmer I test, McMonnies test를 시행하여 정상안 군과 건성안 군으로 분류하고 열화상카메라(Cox CX series, Answer co., Korea)를 이용하여 안구표면과 검결막의 온도변화를 분석하였다. 결과: 정상안 군에서 안구표면 눈물막의 중심부, 코방향, 귀방향, 위, 아래방향에서 온도변화량은 $-0.13{\pm}0.08$, $-0.14{\pm}0.08$, $-0.12{\pm}0.08$, $-0.14{\pm}0.08$, $-0.10{\pm}0.09(^{\circ}C/sec)$이었고 건성안군에서는 $-0.17{\pm}0.08$, $-0.16{\pm}0.07$, $-0.16{\pm}0.08$, $-0.17{\pm}0.09$, $-0.15{\pm}0.08(^{\circ}C/sec)$로 중심부, 귀방향, 아래방향에서 유의성을 띠었다(p<0.05). 정상안 군으로 분류된 대상자의 중심부, 코방향, 귀방향의 검결막 온도는 $34.36{\pm}1.12$, $34.17{\pm}1.10$, $34.07{\pm}1.12^{\circ}C$였고, 건성안 군은 $34.17{\pm}1.10$, $33.43{\pm}0.97$, $33.51{\pm}1.06^{\circ}C$로 중심부에서 유의한 차이를 보였다(p=0.05). 결론: 건성안 군에서 정상안 군보다 안구표면의 온도 감소가 빠르게 나타났고 검결막의 온도도 낮은 것으로 관찰되었다. 열화상카메라를 활용한 안구표면의 온도변화는 눈물막의 안정성을 평가하는데 객관적이었으며 건성안 연구에 유용할 것으로 기대된다.

• 한국광학회지
• /
• 제17권5호
• /
• pp.461-468
• /
• 2006

MEH-PPV/DFPP 혼합물의 고분자 박막에서 광학적 특성들이 최초로 조사되었다. 여기서 사용된 BFPP(N, N'-diperfluorophenyl-3,4,9,10-perylenetetracarboxylic diimide)는 새로운 n형 고분자인데 공기 중에서 안정성이 우수하고 일반 용매에서 잘 용해되었다. 1:19 DFPP:MEH-PPV 혼합물의 경우 매우 효율적인 형광소멸이 관측되었다. 더불어 이 MEH-PPV/DFPP 광전 셀의 광전류 응답특성들이 측정되었다. 빛의 세기가 $50mW/cm^2$일 때 단락전류 밀도는 단일 층의 MEH-PPV 소자들보다 2배 이상 되었다.

• 한국광학회지
• /
• 제13권4호
• /
• pp.347-355
• /
• 2002

티타늄 사파이어 레이저에 대한 활용도를 높기 위하여 4개의 거울로 구성된 Z-형태의 대칭형 레이저 공진기를 구성하여 넓은 파장가변성을 갖는 고효율 연속 발진 티타늄 사파이어 레이저를 제작하였다. 또한 Kerr-렌즈 모드-록킹(KLM)을 일으키기 위한 KLM 강도 및 공진기 모드 크기가 Kerr 매질을 포함하는 Z-형태의 대칭형 공진기에 대하여 공진기 내의 위치, 내부 공진기 레이저 출력 및 안정 파라메터 등에 의존함을 확인하였고, 이를 근거로 하여 펌핑 효율이 높고 KLM 강도가 강한 KLM 티타늄 사파이어 레이저를 제작하여 출력 특성, 펄스폭 및 스펙트럼 반치폭 등을 측정하였다. 그 결과 연속 발진 티타늄 사파이어 레이저의 출력에 대한 기울기 효율은 31.3%이고, 5W의 Ar-이온 펌핑 레이저 출력에 대해 최대 1420㎽의 평균 출력을 얻을 수 있었으며, 파장가변 영역은 730㎚~908㎚까지 모두 700㎽ 이상의 평균 출력을 보였다. 자체-조리개 효과에 의한 KLM 동작 또한 쉽게 얻을 수 있었으며, KLM된 티타늄 사파이어 레이저로부터 출력에 대한 기울기 효율은 16%이고, 5W 펌핑 출력에 대해 최대 500㎽의 평균 출력을 얻었다. 또한 중심 파장 807㎚에서 스펙트럼 반치폭이 33㎚이며, 펄스 반복률이 82㎒인 27fs의 안정된 짧은 펄스를 얻을 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.362-362
• /
• 2014

Atomic layer deposition (ALD) can be regarded as a special variation of the chemical vapor deposition method for reducing film thickness. ALD is based on sequential self-limiting reactions from the gas phase to produce thin films and over-layers in the nanometer scale with perfect conformality and process controllability. These characteristics make ALD an important film deposition technique for nanoelectronics. Tantalum pentoxide ($Ta_2O_5$) has a number of applications in optics and electronics due to its superior properties, such as thermal and chemical stability, high refractive index (>2.0), low absorption in near-UV to IR regions, and high-k. In particular, the dielectric constant of amorphous $Ta_2O_5$ is typically close to 25. Accordingly, $Ta_2O_5$ has been extensively studied in various electronics such as metal oxide semiconductor field-effect transistors (FET), organic FET, dynamic random access memories (RAM), resistance RAM, etc. In this experiment, the variations of chemical and interfacial state during the growth of $Ta_2O_5$ films on the Si substrate by ALD was investigated using in-situ synchrotron radiation photoemission spectroscopy. A newly synthesized liquid precursor $Ta(N^tBu)(dmamp)_2$ Me was used as the metal precursor, with Ar as a purging gas and $H_2O$ as the oxidant source. The core-level spectra of Si 2p, Ta 4f, and O 1s revealed that Ta suboxide and Si dioxide were formed at the initial stages of $Ta_2O_5$ growth. However, the Ta suboxide states almost disappeared as the ALD cycles progressed. Consequently, the $Ta^{5+}$ state, which corresponds with the stoichiometric $Ta_2O_5$, only appeared after 4.0 cycles. Additionally, tantalum silicide was not detected at the interfacial states between $Ta_2O_5$ and Si. The measured valence band offset value between $Ta_2O_5$ and the Si substrate was 3.08 eV after 2.5 cycles.

• 한국광학회지
• /
• 제21권3호
• /
• pp.103-110
• /
• 2010

13 km 광섬유를 통해 1.4 GHz의 기준 주파수를 전송할 때, 광섬유에서 발생하는 위상잡음을 제거하는 시스템을 구성하였다. 전송된 주파수의 안정도 성능은 실험장치의 온도변화폭에 의존하였다. 실험실의 온도변화폭이 $0.3^{\circ}C$ 이내로 유지되는 동안에는 광섬유의 위상잡음을 제거했을 때, 원격지에 전송된 신호가 0.8초의 평균 시간에서 $4.6{\times}10^{-14}$, 1000초의 평균 시간에서 $2.5{\times}10^{-16}$의 상대주파수 전송 안정도를 보여 만족할 만한 결과이었으나, 실험실의 온도가 $3.5^{\circ}C$ 범위로 변할 때에는, 1.2초의 평균 시간에서 $6.8{\times}10^{-14}$, 1000초의 평균 시간에서 $3.0{\times}10^{-15}$의 전송 안정도를 보였다. 이 결과로부터 1000초의 평균시간에서 $10^{-16}$ 수준의 상대주파수 안정도를 얻기 위해서 요구되는 실험장치의 온도 안정도 조건을 제시할 수 있었다.

• 전자공학회논문지
• /
• 제54권5호
• /
• pp.17-23
• /
• 2017

광전류센서는 전자기파 간섭에 영향을 받지 않으며 뛰어난 절연특성을 가지고 있어 발전소와 같은 고전압 대전류 환경에서 운용하기에 적합하다. 하지만, 온도변화와 진동과 같은 외부의 환경변화가 큰 상황에서 운용해야 하므로 센서의 높은 신뢰성이 요구된다. 그 때문에 안정성과 관련된 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 논문에서는 폴리머 광집적회로를 이용한 편광회전반사간섭계를 이용하여 신뢰성을 향상시킨 광전류센서를 제안한다. 여러 가지 독립적인 광소자들을 하나의 칩 상에 집적하여 안정성을 향상시키고 대량생산을 통한 저가격의 광전류센서 제작 가능성을 높였으며, 이를 이용하여 실제 현장에 적용하기 위한 특성평가를 수행하였다. 대전력 공급원을 이용하여 0.3 kA~36 kA 범위의 전류를 광센서에 인가하였을 때 선형적인 동작특성을 볼 수 있었고 센서의 오차는 $0{\pm}.5%$ 이내로 나타났다. 장시간 동작시에도 센서의 오차범위는 $0{\pm}.5%$ 이내로 유지되었다. 또한, 60 Hz~10 kHz 범위에 걸친 주파수 응답 특성 측정 결과 제안된 OCT의 3-dB 주파수 대역은 10kHz를 훨씬 넘는 것으로 확인되었다.