본 논문에서는 3차원 PML 흡수 경계 조건을 갖는 FDTD법을 이용하여 복잡한 구조물 위에 부착된 안테나 해석 방법을 수행하였다. 본 연구에서 제안된 FDTD법의 타당성을 검증하기 위해 실린더 구조 및 구 구조 위에 짭은 모노폴 안테나가 탑재됨에 따른 안테나 방사 특성의 해석에 대해 정리한 $Carter^{[1]}$ 및 $Harrington^{[2]}$에 의한 정확한 수학적 해석 방법과 상호 비교하였다. 비교 결과, 제안된 FDTD법 해석 결과는 기존의 정확한 수학적 풀이 방법과 매우 잘 일치함을 확인하였다. 이러한 검중된 FDTD 해석 기법을 이용하여 복잡한 구조에 대한 정확한 구조적 모델링을 할 수 있는 전문적인 CAD 툴을 결합하여 블랙호크 헬기와 같은 복잡한 대형 구조물에 부착된 안테나 해석을 수행하였다.

직접 결합과 사이 결합을 이용하여 신호를 인가하는 두 가지 경우의 마이크로스트립 헤어핀 콤 여파기를 직경 50 mm, 두께 0.5 mm인 하나의 $LaAlO_3$ 기판 위에 양면 증착한 YBCO 박막을 이용하여 설계 제작하였다. 두 가지 헤어핀 콤 여파기 모두 중심 주파수가 1.773 GHz 이였고, 대역폭이 12 MHz 이었으며, 통과 대역에서 최소 삽입 손실이 0.5 dB 이었고, 저지 대역에서는 매우 강한 반사 손실 특성을 지니고 있었다. 직접 결합 헤어핀 콤 여파기는 통과 대역 아래쪽과 위쪽에 감쇠 폴이 생겼으나, 사이 결합 헤어핀 콤 여파기는 통과 대역 아래쪽에서만 감쇠 폴이 존재하였다. 따라서 직접 결합 헤어핀 콤 여파기가 사이 결합 헤어핀 콤 여파기에 비해서 더 좋은 스커트 특성을 보여주었다.

기존에 제시되었던 hairpin 형태의 대역통과 여파기 설계방법은 공진기 및 인버터를 구성하는 전송선로의 특성 임피던스와 결합길이가 제한되어 있으며, 설계 파라미터의 추출 방법이 난해하다는 단점을 갖고 있다. 따라서 본 논문에서는 각 전송선로가 서로 다른 특성 임피던스와 결합길이로 구성된 병렬 결합선로 형태의 대역통과 여파기 설계식을 유도하고, 이를 이용하여 hairpin 형태의 대역통과 여파기를 제작하기 위한 새로운 설계방법을 제시하였다. 또한 논문에서 제안한 설계 방법을 이용하여 IMT-2000 시스템용 RX 대역 및 TX 대역 대역통과 여파기의 듀플렉서를 제작하고 특성을 측정하였다.

박막 전계발광소자의 새로운 형광체를 개발하기 위하여 $Mg._5Zn._5SiN_2:Tb$ 및 $Mg._5Zn._5SiN_2:Eu$ 형광체를 합성한 후, 각각 및 발광 및 음극선 발광 특성을 조사하였다. 합성된 각각의 형광체의 빛 발광 스펙트럼과 음극선 발광 스펙트럼은 동일하였으며, Tb 도는 Eu 발광 중심체의 고유한 발광 기구에 의해서 발광하는 것으로 확인되었다. 전자빔 증착 장비로 제작된 $Mg._8Zn._2SiN_2:Eu$ 박막 전계발광소자의 CIE 색 좌표는 x=0.47, y=0.46, 문턱 전압은 47V 및 최대 전압 80V에서의 휘도는 23.5 cd/cm^2$를 나타내었다. 또한 박막 전계발광소자의 capacitance-voltage 특성과 charge-voltage 특성 등의 전기적 특성도 함께 측정되었다.

본 논문에서는 차세대 집적회로의 핵심공정으로 부각되고 있는 CMP를 이용한 Cu Damascene 공정을 연구하였다. E-beam lithography, $SiO_2$ CVD 및 RIE, Ti/Cu CVD등의 제반 단위 공정을 연구하였으며, 연구된 단위공정으로 2창의 Cu금속 배선을 제작하였다. CMP 단위공정 연구결과, hend 압력 4 PSI, table 및 head 속도 25rpm, 진동폭 10mm, 슬러리 공급량 40ml/min에서 연마율 4,635 ${\AA}$/min, Cu:$SiO_2$의 선택율 150:1, 평탄도 4.0%를 얻었다. E-beam 및 $SiO_2$ vialine 공정연구결과, 100 ${\mu}C/cm^2$ 도즈와 6분 30초의 현상 및 1분 10초의 에칭시간으로 약 0.18 ${\mu}m\;SiO_2$ via-line을 형성하였다. 연구된 단위공정으로 sub-0.2 ${\mu}$의 Cu 금속라인을 제작하였으며, Cu void 및 Cu의 peeling으로 인한 다층공정시의 문제점과 재현성 향상 방법에 대해 논의하였다.

Fe가 0.015Wt.% 도핑된 $LiNbO_3$ 결정을 이용한 광굴절 필터에서 중심파장을 튜닝하기 위한 새로운 방식을 제안하고, 기하학적 방법을 이용한 필터 통과대역 특성 해석을 통해 새로운 개념의 파장 선택성 이론을 제시하였다. 본 구조에서 중심파장의 튜닝은 실시간적인 수신빔 입사각 제어를 통해 얻을 수 있고, 실시간 광학 소자인 공간광학 변조기를 통해 이루어진다. 따라서, 튜닝 동작을 수행하는데 소요되는 시간은 공간광학 변조기의 응답시간에 의해 결정되며, 결과적으로 고속 튜닝이 가능해진다. 제시된 구조에 적용되는 광 필터는 열에 의해 고정된 격자를 사용하므로 선택되는 모든 파장에 대해 안정적인 회절 특성을 얻을 수 있다. 가변 필터의 설계는 4nm의 통과대역과 10nm 간격을 닺는 세채널에서 튜닝되도록 구성되었으며, 실험결과 4.5nm, 4.25nm, 4nm의 통과대역과 1530.5nm, 1540.5nm, 1549.5nm의 중심파장을 갖는 필터 특성을 얻었다.

저 반사면-고 반사면 DFB 레이저에서 발전 모드의 문턱이득과 축 방향 광자 분포 균일성을 동시에 나타내는 통합된 설계 변수로서 광자 분포 중심(CPM, conter of photon mass)을 제안하였다. 이러한 통합된 설계 변수가 필요한 것은 발진 모드의 문턱이득과 광자 밀도의 최대값과 최소값의 비, 즉 광자 밀도 비가 서로 독립적이지 않고 깊이 연관되어 있기 때문이다. 제안된 CPM은 발진 모드의 문턱이득과 반비례 관계에 있으며, 그 값이 0.5일 때 축 방향 광자 분포가 가장 균일하다. 또 문턱이득 차이는 주 모드의 CPM과 곁 모드의 CPM은 0.5로 맞추어 광자 분포를 균일하게 하고 곁 모드의 CPM은 최소화하여 주 모드와의 문턱이득 차이를 크게 해야 한다. 이를 위하여는 조절 가능한 회절격자 구조 변수가 더 필요한데 sampled grating이 그 수단으로 제시되었으며, 문턱이득 차이를 증가시키는 데에 사용될 수 있음을 보였다.

QWS-DFB 레이저에서 단일 주파수 동작 안정성을 결정하는 문턱 이득 차이와 축 방향 광자 분포, 균일성을 동시에 나타내는 통합된 설계 변수로서 광자 분포 중심을 정의하고, 이 광자 분포 중심이 문턱 이득 차이와 광자 분포의 균일성과 어떻게 연관되는지를 유효 굴절률 전달 매트릭스 방법으로 보였다. 또, 이로부터 단일 주파수 동작 안정성을 최대화하는 설계 원칙을 제시하였다. 그리고 이 설계 원칙을 적용한 예로서 100% 단일 주파수 동작 수율을 보이는 결합계수의 범위를 넓힌 ,sampled grating QWS-DFB 레이저 구조를 제안하였다. 이 레이저 구조는 단일 주파수 동작을 하는 결합계수의 범위가 좁다는 QWS-DFB 레이저의 문제점을 해결하는 길을 제시하였다.

본 논문에서는 유니폼 위상마스크를 이용하여 긴 광섬유격자를 제작할 수 있는 새로운 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 짧은 유니폼 위상마스크 한 개를 이용하여, 유효굴절률이 일정하거나 선형적으로 변하는 여러개의 부광섬유격자(subgrating)를 직렬로 연속적으로 제작함으로써 긴 광섬유격자를 제작하는 방법이다. 길이가 25mm인 한 개의 유니폼격자를 사용하여 200mm이고, 반사율 95% 이상인 유니폼 공섬유격자를 제작하였으며, 길이가 250mm이며 대역폭과 분산보상기울기의 평균값이 0.5nm와 4.965ps/nm인 선형처프된 광섬유격자를 제작할 수 있었다.