본 논문에서는 초고속 정보통신망의 무선인프라(INFRA)로 주목 받고 있는 LMDS(Local Multipoint Distribution Service) 시스템을 국내 환경에 적절한 망구조 및 서비스 구조로 설계하였을 때의 시스템구조와 국내 환경에 맞는 링크버짓을 분석하였으며, HUB 에 실장되는 Power Amplifier의 LPA급 또는 HPA급의 선택에 따른 셀반경 변화 분석, 그리고 채널 확장시의 시스템 설계구조와 특징을 분석하였다. 한편, 본 논문에서 분석을 위해 사용된 각종 피라메타들은 국내 정보통신부에서 고시한 허가주파수대역(상향: 24.25GHz-24.75GHz, 하향 25.5GHz-27.5GHz)를 적용하였고, 변복조방식 및 채널코딩에 관한 규정은 DAVIC에서 권고한 규격을 적용하였으며, 기상관련 자료는 ITU-R에서 보고한 자료를 참조하였다. 본 논문은 향후 통신망사업자가 국내 LMDS 서비스를 위한 최적의 망설계시 참고자료로 활용될 수 있도록 하였다.

일반적으로 널리 사용되는 인버터들은 주파수 의존적 특성을 갖는다. 본 논문에서는 인버터의 주파수의존성을 인버터의 자체(실수부)에 대한 주파수 의존성과 인버터 이미턴스(허수부)의 주파수 의존성으로 분류하고 인버터 이미턴스의 변화를 인버터로부터 분리하여 가상의 소자화하는 방법을 제시한다. 이를 이용하면 최적화의 과정 없이도 표준적인 설계법의 응용으로 원하는 여파기를 정확히 설계할 수 있다. 통상의 표준적인 설계법과 비교 설계한 결과, 본 논문의 방법을 사용하면 보다 정확한 여파기 설계값을 얻을 수 있음을 알수 있다.

$0.8{\mu}m$ 표준 CMOS 공정을 이용하여 단층 다결정 실리콘 EEPROM을 설계$0{\cdot}$제작하였다. 프로그램 및 소거특성을 분석한 결과 프로그램 시간은 약 10 ms이하였으나 소거시간이 약 100 ms로 큰 것을 알 수 있었다. 소거시간을 개선하기 위하여 여러 가지의 소거방식을 사용하였다. 그리고 프로그램과 소거시 산호막에 포획된 전자로 인하여 endurance 특성이 나빠지는 것을 개선하기 위하여 소스/드레인 두단자를 통한 소거방법을 이용하였다. 그 결과 단층 다결정 실리콘 EEPROM의 endurance 특성이 기존보다 훨씬 개선된 것을 알 수 있다.

본 논문에서는 GaN 박막 위에 각각 알루미늄(Al)과 백금(Pt)을 증착하여 저항성 전극 및 투명한 schottky 전극을 형성한 평면형 자외선 수광소자를 제작하였다. 제작된 소자에 대해 전기적 특성과 광학적 특성을 조사하여 자외선 센서로서의 적합성을 검토하였다. 사파이어 기판위에 성장된 GaN 박막은 $7.8{\times}10^{16}cm^{-3}$의 도핑(doping)농도와 $138 cm^2/V{\cdot}s$의 이동도(mobility)를 가졌으며, 파장이 365 nm 이하인 빛만을 흡수하는 자외선 감지막 특성을 나타내었다. 5 V의 역방향 전압을 인가하였을 때 제조된 schottky형 자외선 센서는 325 nm의 자외선 파장에서 응답도가 2.84 A/W였고, $4{\times}10^4$의 큰 신호대 잡음비(SNR)의 $3.5{\times}10^9$W의 잡음등가전력(NEP)을 나타내었다. 따라서 이들 결과로부터 GuN를 이용한 schottky 다이오드가 가시광 차단 UV photodetector를 제조할 수 있음을 확인하였다.

본 논문에서는 자유 공간 광 연결 구도에 적합한 새로운 구조의 광 thyristor를 제안하고, 이 소자의 성능을 기존의 광 thyristor와 비교 평가하였다. 제안된 광 thyristor는 얇은 가운데 층들을 갖는 완전 공핍 광 thyristor로서 빠른 스위칭 속도와 향상된 광 반응성을 위하여 다중 양자 우물(multiple quantum wells)과 하부 거울층(bottom mirror)을 이용하였다. 기존 광 thyristor와의 성능 비교를 위한 모의실험은 전류 중심(current oriented) 연결 접합 모델(coupled junction model)과 박막층의 특성 행렬(thin film characteristic matrix), 그리고 van Roosbroeck-Shockley relation을 이용하였다. 모의 실험을 통하여 소자의 구성 물질, 두께, 불순물 농도등의 물리적 인자들이 같은 경우, 기존의 광 thyristor에 비하여 제안된 광 thyristor의 스위칭 에너지가 0.43 배 줄고, 발광 효율은 1.76 배 증가하며, 연동 동작(cascadable operation)시 bit-rate는 1.61 배 증가함을 알 수 있었다.

High density DRAM의 cell capacitor로 촉망 받고 있는 고유전체 BST박막 커패시터의 저 전계(<0.2MV/cm) 영역에서의 전기전도 현상을 분석하였다. 저 전계 영역에서 Pt/BST/Pt구조의 MIM 커패시터에 일정 전계를 인가한 후 전류를 측정하는 I(t)방법을 이용하여 유전완화전류와 누설전류를 분리해내어 박막의 측정온도 변화, 전계의 크기, 인가방향 변화, 후속 열처리에 따른 BST 박막의 전기전도 기구를 분석하였다. 그 결과, 유전완화전류는 Hoppiong process에 의한 BST박막내부의 trap된 전자들의 이동에 의한 전하재배치로 설명되어지며, 누설전류도 박막내의 trap에 의한 poole-Frenkel process에 의한 것임을 알 수 있었다. 그리고 각 전류성분에 기억하고 있는 trap이 BST박막내의 산호 결핍임을 추정하였다.

유효 굴절을 전달 매트릭스 방법을 이용하여 위상 천이 회절격자 필터의 구조상의 비이상성의 영향을 살펴봄으로써 이 필터의 제작성을 검토하였다. 계산 결과, 위상 천이 오차나 회절결자 주기의 랜덤 변이는 이들 오차에 따른 공진 파장의 변화가 필터의 투과 대역폭 이내에 있어야 함을 알 수 있었다. ITU 기준에 따른 파장과 대역폭을 기준으로 할 때, 이는 상대 오차가 0.1% 이내여야 함을 의미하며, 이 정도의 허용 오차는 회절격자의 제작에 큰 부담으로 작용한다. 필터 끝면 반사는 투과대역의 ripple을 증가시키므로 ripple을 0.25dB 이하로 줄이려면 반사율이 1% 이하로 되어야 한다. 또 위상 천이 필터는 다중 반사에 따른 공진현상을 이용하기 때문에 도파로 손실은 증배되어 나타남을 보였으며, 도파로 손실이 1dB/cm로 낮아도 약 0.2dB의 투과 손실이 나타났다. 이 연구 결과는 파장 다중화 방식 협대역 투과 필터를 설계하고 제작하는데 있어 기본 자료로서 중요한 의미를 가진다.

등 간격을 갖는 동일한 구조의 $Ti:LinbO_3$ 세 도파로와 그 위에 CPW 구조 Al 전극을 갖는 광스위치를 설계, 제작, 실험하였다. z-cut $LinbO_3$ 기판상에 $1025^{\circ}C$에서 6시간 동안 Ti 패턴을 확산시킨 세 도파로 방향성 결합기를 제작하였다. TM 모드의 전파 손실을 줄이기 위해 $1.2{\mu}m$ 두께의 $SiO_2$ 박막을 PECVD로 증착시킨 후, 그 위에 광스위칭을 위하여 Al 전극을 형성시켰다. ${\lambda}=1.3{\mu}m$의 입사광에 대해서 거의 완벽한 광 coupling이 두 바깥 도파로 사이에서 일어났다. 새 도파로를 반대칭적으로 detuning 되도록 전계가 가해졌을 때 광 스위칭 현상이 일어남을 확인하였다.

본 논문에서는 마이크로웨이브 대역의 OPLL 해석시 루프 시간 지연뿐만 아니라 기존의 연구에서는 고려하지 않았던 반도체 VCO laser의 주파수 응답을 모델링하여 OPLL의 성능에 미치는 영향을 분석하였다. 루프 시간 지연은 시스템의 안정성과 레이저의 최대 허용 선폭에 대한 조건을 더욱 엄격하게 함을 확인할 수 있었다. 또한 VCO laser의 주파수 응답을 고려할 경우 레이저의 최대 허용 선폭을 최적화된 값으로 설정할 수 있음을 확인할 수 있었다. 따라서, 대역폭이 큰 OPLL을 설계할 경우에는 루프 시간 지연뿐만 아니라 VCO laser의 주파수 응답 특성까지도 고려되어야 한다.

Fe가 0.015wt.% 도핑된 $LinbO_3$ 결정에서 형성된 홀로그래픽 부피격자 필터의 각 선택성 및 역다중화 특성을 이용하여 WDM 통신 시스템에 적용하기 위한 새로운 광굴절 역다중화기를 제안하였다. 결정에 입사되는 두 기록빔의 교차각, 판독빔의 입사각 및 기록빔의 크기에 따른 광굴절 필터의 파장 선택 특성을 해석하고 실험하였으며, 동일한 회절효율을 갖는 다중-노출 필터 기록을 위한 다중화 기법을 적용하여 DMUX 소자로 활용하기 위한 예비 실험 결과를 제시했다.

협대역 마이크로파 아날로그 광전송을 위한, 이중 변조구조를 이용한 새로운 전광 전계흡수 광변조기의 선형화 방법이 제안되었으며, 이론적으로 고찰되었다. 주-변조기와 소자 길이, 흡수층의 밴드갭 파장 그리고 DC 바이어스 전압을 달리하는 부-변조기의 주-변조기와의 이중 변조구조를 적용하여, 주-변조기의 3차 비선형 왜곡 성분인 CTB(composite triple beat distortion)를 최소화하는 동작점이 작은 바이어스전압으로 이동함과 더불어 ~30dB의 CYB의 억제효과를 얻을 수 있었다. CTB의 억제에 따라 협대역 채널 대역에서의 ~20dB 동작영역의 향상을 이룰 수 있었다.

하나의 광섬유 브래그 격자와 EDFA를 이용하여 온도와 스트레인을 동시에 측정할 수 있는 센서를 제안하고 구현하였다. 혼도에 따른 EDFA 의 ASE파워의 선형적 변화를 이용하여 온도를 측정하고 전체 브래그 파장변화와 그 온도효과의 차로써 스트레인을 측정하였다. 측정값은 스트레인과 온도 각각에 대해서 $18.2{\mu}{\varepsilon}$과 $0.7^{\circ}C$의 rms 오차를 가진다.