• Title/Summary/Keyword: 고반사율

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경사입사각증착법을 이용한 이산화 티타늄 박막 기반의 고반사 분포 브래그 반사기 제작 및 특성

  • Guan, Xiang-Yu;Im, Jeong-U;Jeong, Gwan-Su;Yu, Jae-Su
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2014.02a
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    • pp.350.1-350.1
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    • 2014
  • 분포 브래그 반사기(distributed Bragg reflector; DBR)는 광센서, 도파로, 태양전지, 반도체 레이저 다이오드, 광검출기와 같은 고성능 광 및 광전소자 응용분야에 널리 사용되고 있다. 일반적으로, DBR은 박막의 두께를 4분의 1 파장(${\lambda}/4$)으로 가지는 서로 다른 저굴절율 물질과 고굴절율 물질을 교대로 적층 (pair)한 다중 pair로 제작되어지며, DBR의 반사 특성과 반사대역폭은 두 물질의 굴절율 차이와 pair의 수에 영향을 받는다. 그러나, 서로 다른 굴절율을 갖는 두 물질을 이용하는 DBR의 경우, 두 물질간 열팽창계수의 불일치, 접착력 문제, 높은 굴절율 차이를 갖는 물질 선택의 어려움 등 많은 문제점을 지니고 있다. 최근, 경사입사각증착법을 이용한 동일 재료(예, 인듐 주석 산화물, 게르마늄, 실리콘)기반의 DBR 제작 및 특성에 대한 연구가 보고되고 있다. 높은 입사각을 갖고 박막이 증착될 경우, 저율을 갖는 다공박막 제작이 가능하여 경사입사각증착법으로 homogeneous 물질 기반의 고반사 특성을 갖는 다중 pair의 DBR을 제작할 수 있다. 본 실험은, 갈륨비소 기판 위에 경사입사각증착법 및 전자빔증착법을 이용하여 중심파장 960 nm가 되는 이산화 티타늄 기반의 DBR을 제작하였고, 제작된 샘플의 증착된 박막의 표면 및 단면의 프로파일은 주사전자현미경을 사용하여 관찰하였으며, UV-Vis-NIR 스펙트로미터를 이용하여 반사율 특성을 조사하였다.

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Reflection and Transmission of Submerged Breakwater due to Wave Groups (파군특성에 따른 잠제의 반사와 투과)

  • 이철응
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.13 no.1
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    • pp.61-72
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    • 2001
  • The effects of wave groups on reflection and transmission over a submerged breakwater are studied by using a hydrodynamic numerical model and five independent wave grouping parameters. Based on qualitative analyses of limited data, it is found that the reflection and transmission coefficients of submerged breakwater may be strongly correlated with the incident wave groups. The reflection and transmission coefficients tend to decrease as wave groups become relatively larger. In particular, the reflection and transmission coefficients due to wave groups are evaluated smaller than those of single incident waves. However, the reflection and transmission coefficients are not affected by the interval of higher wave groups. It is finally concluded that the mean of nul-length among wave grouping parameters can be an useful parameter for correlating the wave groups with the reflection and transmission coefficients of submerged breakwater.

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The Study on the Reflection Coating Design Scheme in the Thin-Film Silicon Solar Cell (박막 실리콘 태양전지의 반사코팅 설계기술 연구)

  • Kim, Chang-Bong
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.12 no.11
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    • pp.5172-5177
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    • 2011
  • This paper presents a reflection coating design scheme in the thin-film silicon solar cell. The antireflection(high reflection) coating skill is needed in the front(back) panel of the thin-film solar cell to improve an efficiency of light absorbing. In the single structure a reflectivity is changed according to the thickness of coating for antireflection scheme and its minimum value can be obtained by controlling thickness of coating. In the symmetric multi layer structure low reflectivity can be obtained in the wide wavelength range. And we also find that high reflectivity can be obtained through multi layer structure, which has alternate layers of high and low material, for high reflection scheme in the back panel.

Design of Omnidirectional Mirror Using Quarter-wave Dielectric Stacks (${\lambda}_0$/4 두께 유전체 다층 박막계를 이용한 전방향 거울의 설계)

  • 김성화;황보창권
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • 2000.02a
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    • pp.180-181
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    • 2000
  • 일반적으로 광통신이나 고출력 레이저에 사용되는 광학 소자들 중 고반사율의 거울은 특정 파장과 특정 각도에 대해서만 민감하도록 설계되어 있다. 이것을 여러 파장의 빛을 여러 각도로 입사시키더라도 높은 반사율을 얻는다면, 소자의 효율을 향상시키는데 상당한 효과를 볼 수 있다. 은이나 알루미늄의 금속박막으로 제작되는 금속 거울은 제작하기 쉽고 입사파장과 금속의 재질에 관련되어 90 %이상의 반사율을 갖지만, 특정한 각도에서는 빛이 금속 내에 있는 자유 전자들에 의해 상당량 흡수되어 버린다. 따라서 금속 거울은 에너지의 손실이 적어야 하는 광통신이나 고출력 레이저와 같은 응용분야에는 사용될 수 없다. 이러한 흡수가 거의 없는 유전체 거울은 고굴절률과 저굴절률의 층이 λ$_{0}$/4의 광학 두께를 가지고 주기적으로 반복되는 구조를 갖는다. 이러한 λ$_{0}$/4 유전체 다층 박막계는 1-차원 photonic 결정 구조와 동일하게 다룰 수 있는데, 1-차원 photonic 결정 구조가 모든 입사각도에 대해서 전방향 반사를 보인다는 것을 이론과 실험적으로 증명하였다[1-3]. (중략)

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High performance light trapping structure for Monocrystalline Si Solar Cell (단결정 실리콘 태양전지를 위한 고성능 광구조 연구)

  • Chang, Hyo-Sik
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2009.11a
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    • pp.274-274
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    • 2009
  • 고효율 결정질 실리콘 태양전지 구조를 갖기 위해서는 기본적으로 광포획 기능이 고려된 기판이 고려되어야 한다. 본 실험에서는 2-step 습식공정을 이용하여 기판의 반사율을 기존 대비 절반 이하로까지 줄일 수 있는 저반사율을 갖는 표면구조를 얻을 수 있었다. 일반적인 텍스처링 공정을 NaOH와 TMAH등을 이용하여 10um이하의 피라미드 구조를 통해 평균반사율을 10~13%수준을 얻었고, metal assist etching을 이용하여 추가적인 나노 텍스처링을 적용하였다. 전체적인 2-step에칭을 적용하여 평균 반사율을 5%이하까지 줄일 수 있었다. 이는 전반적으로 나노구조 형성으로 인하여 단파장쪽의 반사율이 적게 나오고 IR 파장쪽의 반사율도 같이 낮아짐으로써 저반사율이 달성되었다. 2-step을 이용한 나노 텍스처링 공정 최적화와 반사방지막을 증착하여 이에 대한 효과를 연구하였다.

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Design of silicon subwavelength structures with extremely transparent property for mid-infrared applications (고투과특성을 지닌 중적외선용 무반사 실리콘 서브파장구조 설계)

  • Sin, Myeong-Gyu;Lee, Jong-Heon;Song, Yeong-Min
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2016.02a
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    • pp.282.2-282.2
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    • 2016
  • 중적외선 물질에는 Ge, ZnS, ZnSe, Si 등이 있으나 고굴절율이므로 반사가 매우 크게 발생을 한다. 이를 줄이기 위해 다층 박막 무반사 코팅을 일반적으로 사용하지만 열에 취약함, 적합한 물질을 찾는 것이 매우 어려움, 다층 박막으로 제작 시 두께가 매우 두꺼워짐의 단점이 있다. 또한 Ge, ZnS, ZnSe 의 소재는 가격이 Silicon에 비해 매우 비싸다. 그러므로 RCWA(Rigorous Coupled Wavelength Analysis) 시뮬레이션을 이용하여 상대적으로 저렴한 소재임에도 고투과성을 지닌 중적외선용 무반사 실리콘 서브파장구조(Subwavelength Structures, SWSs)를 제안한다. 본 연구에서는 원기둥, 원뿔, 파라볼라, 잘린 원뿔(truncated cone) 등의 형태에 따른 투과율 특성을 파악하여 최적구조가 파라볼라 형태임을 증명하였다. 또한 서브파장구조의 주기, 높이의 특성을 조절하여 공정 시의 종횡비(Aspect ratio)를 고려한 최적형태를 제안하였다. 중적외선 영역($3{\mu}m{\sim}5{\mu}m$)에서 일반 Silicon의 적외선 영역에서 평균 55%의 낮은 투과율을 보이나, 양면에 무반사 구조를 설계 하였을 때 평균 94%의 높은 투과율을 확인할 수 있다. 다양한 형태를 가진 무반사 실리콘 서브파장 구조물을 RCWA 방식으로 계산함으로서 특성을 파악하며 최적구조를 설계 할 수 있다. 또한 단면에 비하여 양면으로 SWSs 구조를 제작할 시 매우 두드러지는 투과특성을 확인할 수 있다. 고굴절율이지만 뛰어난 투과특성을 이용하여 초소형 적외선 카메라 렌즈 뿐만 아니라 적외선 광검출기, 광학 필터 등에 이용 가능할 것으로 예상된다.

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Effective measurement of high facet reflectivity using the variation longitudinal modes spacing of semiconductor external cavity ring lasers (반도체 외부 공진기 링 레이저의 종 모드 간격 변화를 이용한 고반사율을 갖는 Etalon Coating Reflectivity의 정밀 측정)

  • 엄진섭;안상호
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.10 no.6
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    • pp.524-526
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    • 1999
  • It is observed that the mode spacing of an cxternal cavity semiconducror laser can be altered dramatically by the insertion of an intracavity etalon. 111e mode spacing is decreased as a function of etalon's reflectivity and this effect is quantitatively explained by an analysis of resonant modes. We abo show that this effect provides a precise and convenient alternative for determining the coating reflectivity of a high reflectivity etalon. talon.

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Cost-down Antireflection Coating using Anodization for Multicrystalline Silicon Solar Cells (양극산화과정으로 형성된 저가 고효율 다결정 실리콘 태양전지 반사 방지막에 대한 연구)

  • Kwon, J.H.;Kim, D.S.;Lee, S.H.
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2004.07b
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    • pp.977-980
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    • 2004
  • 본 논문에서는 저가 고효율 태양전지를 제작하기 위하여 p형 다결정 실리콘 기판을 사용하여 수산화 칼륨(KOH)이 포함된 용액에 Saw damage 과정 후 불산이 함유된 용액에 전기화학적 양극산화 과정으로 실리콘 웨이퍼 표면에 요철을 형성하여 다공성 실리콘을 형성 하였다. 본 논문은 전기화학적 에칭방법으로 기존의 진공장비로 제작된 반사방지막의 반사율만큼 감소된 다공성 실리콘 반사방지막을 형성하였다. 전자빔 증착기(e-beam evaporator)로 단층으로 형성된 $TiO_2$의 반사방지막은 400-1000 nm의 파장 범위에서 4.1 %의 평균 반사율을 가졌으며, 양극산화과정으로 형성된 다공성 실리콘은 400-1000 nm의 파장의 범위에서 4.4 %의 평균 반사율을 가졌다. 본 연구는 태양전지의 반사방지막 형성을 기존의 제작 방법보다 간단하고 저렴한 방법으로 접근하여 태양전지의 변환효율을 상승하는데 목적을 두었다.

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High-reflectivity Tunable Wavelength Filters Incorporating an Apodized Bragg Grating with a High-refractive-index Polymer Layer (고굴절률 폴리머층과 에포다이즈드 브래그 격자를 이용한 고반사 파장 필터)

  • Kim, Eon-Tae;Park, Tae-Hyun;Huang, Guanghao;Oh, Min-Cheol
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.28 no.6
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    • pp.346-350
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    • 2017
  • A tunable filter incorporating an apodized grating with a high-refractive-index polymer layer is demonstrated. In the apodized tunable filter, the reflectivity is decreased compared to that of a uniform grating, because of the gradually decreased grating depth. To increase the reflectivity of the apodized grating, a polymer of high refractive index is adopted for the apodized grating, and then high reflectivity is obtained while maintaining a narrow bandwidth. The apodized tunable filter exhibits a 3-dB bandwidth of 0.51 nm and a 20-dB bandwidth of 1.05 nm, with 98.5% reflection.

A Development of concrete Pavement Material with Low Shrinkage and Reflection, High Strength and Performance (저수축 저반사 고강도 고내구성 콘크리트 포장재료 개발)

  • Kim, Hyo-Sung;Nam, Jeong-Hee;Eum, Ju-Yong;Cho, Yoon-Ho
    • International Journal of Highway Engineering
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    • v.11 no.1
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    • pp.13-24
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    • 2009
  • This study developed a high strength and performance concrete pavement material with low shrinkage and reflection of sunlight. Based on the literature review, a new mix-design of applying flash ash to improve the strength and performance of the concrete as well as to reduce the dry shrinkage is suggested. In addition, adding black pigment to reduce the reflection and technique of applying OAG (Optimized Aggregate Gradation) is also included. The result of the laboratory experiment indicates that the brightness and the reflection, which depends on the ratio of black pigment addition, did not deviate from the normal range. When OAG is considered for the mix-design, the strength and performance of the concrete improved greatly. In addition, the mix-design using fly ash reduced the dry shrinkage of concrete and improved the resistance to the permeation of chloride ion. Furthermore, the mix-design, which uses fly ash (25% replacement) and black pigment (3% addition) with the application of OAG, is found to be the most effective mix to reduce the shrinkage and reflection as well as improving the strength and performance of the concrete. The result of an economic analysis indicates that the initial construction cost of this proposed mix is more expensive than that of normal concrete pavement material. However, it can be more economic in the long run because the normal concrete pavement material is likely to cost more due to higher probability of maintenance and repair and higher social cost due to traffic accident, etc.

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