• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.133.1-133.1
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• 2014

이 발표에서 우리는 수백 나노미터 크기인 두 개의 나노 금속 원반 또는 나노 블록이 백 나노미터 이하의 간격으로 결합된 초미세 이중 금속 플라즈몬 광공진기를 제안하고 그 응용을 살펴본다. 원반구조 경우, 반지름이 476 nm인 나노원반 두 개가 100 nm 두께의 유전체 원반의 양쪽에 위치하여 1550 nm 공진파장을 가진 표면 플라즈몬 whispering-gallery-mode (WGM)을 유전체 내에 형성한다. 유전체의 두께를 일정하게 유지할 경우, WGM의 공진파장은 원반의 반지름에 따라 줄어든다. 반면, 반지름이 일정할 때에는 두 금속 원반 사이의 유전체 두께가 줄어듦에 따라 두 금속 원반 사이에 작용하는 표면 플라즈몬의 결합이 강해져서 공진파장이 길어진다. 따라서, 일반적으로 공진기의 크기가 줄어듦에 따라 공진파장이 짧아지는 것과 달리, 제안된 원반구조에서 발생하는 WGM는 원반의 반지름과 유전체의 두께를 함께 줄여도 공진파장이 동일하게 유지되는 차별화된 특성을 가지고 있다. 최종적으로 같은 공진파장을 가지는 WGM를 반지름 88 m, 유전체 두께 10 nm의 공진기에서도 여기시킬 수 있음으로, 모드부피(V)를 1/160으로 줄일 수 있다. 이에 비해, 공진모드의 품위값(Q)은 증가된 금속의 흡수손실에 의해 1/3정도 줄어듦으로써, 공진기와 물질의 상호작용 정도를 보여주는 Q/V값은 크기가 줄어든 공진기에서 오히려 50배 가량 증가함을 확인할 수 있다. 이 같은 초미세 플라즈몬 공진기는 매우 작은 굴절율 센서로서 응용을 가지고 있으며, 1160 nm/(단위 굴절율 변화)의 높은 민감도를 보인다. 한편, $200{\times}150{\times}100nm3$의 크기를 가진 두 개의 금속 나노블록이 10 nm의 공기 간격을 가지고 결합된 나노 공진기는, 공기 간격 내에 강하게 집적된 838 nm의 공진파장을 가진 플라즈몬 공진기 모드를 여기시킨다. 제안된 공진모드는 공기간격이 줄어듦에 따라 공진파장이 급격하게 증가하는 특성을 가지므로 옹스토롬 정도의 분해능을 가진 두께 변화 센서로 응용할 수 있다. 예를 들어, 공기간격 2 nm에서는 1A 두께 변화에 대해 공진파장 변화는 약 40 nm로 매우 민감하게 변화한다.

• 한국광학회지
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• 제26권6호
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• pp.306-311
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• 2015

본 논문은 폴리머 광 도파로 기반의 브라그 격자(Polymer waveguide Bragg grating: PWBG) 파장 필터를 광섬유 레이저 공진기 내부에 삽입하여 단일 파장 가변 레이저를 구현하고, 주위 온도 및 공진기 내부의 편광 상태의 변화에 대한 출력 특성을 연구한 결과에 대해 보고한다. 레이저 공진기 내부에 있는 PWBG 파장 필터에 0 mW에서 100 mW의 전력을 인가해 주었을 때 레이저에서 발진하는 파장은 1548.24 nm에서 1531.95 nm까지 약 16.29 nm를 가변할 수 있었으며, 이 때 slope efficiency는 약 -0.16 nm/mW였다. 레이저 공진기 안의 편광을 적절하게 조절하면 모든 파장 가변 범위에서 35 dB 이상의 SMSR(side mode suppression ratio)을 얻을 수 있었다. 레이저 공진기 외부의 온도가 변화하면 발진하는 파장이 변하는 것을 알 수 있었다. 따라서 PWBG 파장 필터를 이용하여 안정된 파장 가변 레이저를 구현하기 위해서는 PWBG 파장 필터의 온도 안정화가 필요하며, 또한 편광에 대한 영향을 최소화하기 위해서는 레이저 공진기를 편광유지 광섬유로 구성해야 한다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2000년도 제11회 정기총회 및 00년 동계학술발표회 논문집
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• pp.234-235
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• 2000

1.55$mu extrm{m}$의 파장 영역에서 동작하는 파장 가변 단일 주파수 레이저는 파장 분할 방식(WDM) 광통신 시스템, 분광학 또는 광센서 등에서의 응용 가능성을 가지고 있다. 특히, 파장 가변 단일 주파수 광섬유 레이저는 선폭이 좁고, 세기 잡음이 작으며, 출력 파워가 큰 한편, 광섬유로의 집적이 간단하다는 등의 장점을 가지고 있어 이에 관한 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 논문에서는 주파수 변환기와 광섬유 흡수 격자를 이용하여 긴 길이의 선형 공진기에서 구현된 파장 가변 단일 주파수 어븀 첨가 광섬유 레이저의 동작에 관하여 기술하였다. (중략)

• 전자공학회논문지D
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• 제36D권4호
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• pp.42-47
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• 1999

통상의 마이크로웨이브 대역의 여파기는 전기적 길이의 주파수 의존성을 이용한 1/2파장 또는 1/4파장의 공진기를 널리 사용한다. 그러나 차단 주파수가 존재하는 도파관은 특성임피던스도 주파수에 의존적이므로 이를 이용한 공진기의 구현이 가능하다. 이를 이용하여 1/4파장 보다 짧은 도파관의 공진기 등기회로를 추출하였고 상응하는 대역통과 여파기 설계법을 제시하였다. 이를 검증하기 위하여, 이 공진기와 집중소자 및 도파관 인버터를 이용한 대역통과 여파기를 각각 시뮬레이션하고, 후자에 대해서는 여러 가지 유전체로 채워진 도파관 4단 대역통과 여파기의 형태로 제작하였다. 본 논문의 여파기는 임의의 길이를 갖는 도파관을 공진부로 사용할 수 있다는 장점이 있다.

• 한국광학회지
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• 제12권2호
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• pp.143-149
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• 2001

Lithium triborate$(LiB_3O_5, LBO)$ 결정을 이용하여 파장가변 티타늄 사파이어 레이저로부터 내부공진기 구조를 이용한 진동수 배가를 수행하였다 효과적인 진동수 배가를 수행하기 위해서 자체 개발한 파장가변 티타늄 사파이어 레이저를 이용하여 기본파의 중심 파장 및 파장 변화에 대한 LBO 결정의 스펙트럼 선폭 및 각선폭 등을 측정하였으며 내부공진기 방법을 이용하여 진동수 배가된 제2고조파 출력 특성 및 파장 가변성 등을 측정하였따. 800nm의 기본파 파장에서 LBO 결정의 $\theta$방향에 대한 스펙트럼 선폭 및 각선폭은 각각 1.54nm.cm 및 3.8mard.cm으로 확인되었다. 또한 내부공진기 구조를 이용한 진동수 배가 결과, 기본파의 출력이 800nm에서 185mW일때 400nm에서 스펙트럼의 반치폭이 0.089nm인 5.3nW의 제2고조파 출력을 얻을 수 있었고, 진동수 배가된 출력의 파장가변 영역은 397nm-403nm로 확인되었다.

• 한국광학회지
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• 제20권4호
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• pp.217-222
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• 2009

본 논문에서는 고굴절률차 폴리머 도파로를 이용하여 이중 링 공진기 가감필터(Add/Drop Filter) 반사기를 설계하고 제작하였다. 이 가감필터 반사기를 반사형 반도체 광 증폭기와 하이브리드 집적함으로써 저가형 파장가변 레이저를 제작하고 그 측정결과를 분석하였다. 이중 링 공진기 반사기는 서로 다른 반경을 가진 두 개의 링 공진기로 인하여 선택적인 반사 특성을 가지게 되며, 버니어 효과로 인하여 넓은 파장가변 특성을 가질 수 있다. 반사형 반도체 광 증폭기와 능동 정렬을 통하여 제작된 하이브리드 집적 파장가변 레이저는 26 dB의 부 모드 억제율과 0.03 nm의 선폭을 가지며 단일 모드로 발진하였다. 또한 25 mA의 전류를 이중 링 공진기 가감필터 반사기 상부에 형성된 전극에 인가하여 총 17 nm의 파장가변을 측정하였으며, 파장가변 과정에서 부 모드 억제율은 일정하게 유지됨을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.123-123
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• 2013

OCT (Optical Coherence Tomography)는 의료용 생체조직의 단층 영상을 레이저 빛을 이용하여 구현하는 첨단 의료기술이다. Time-domain과 Fourier-domain을 기반으로 다양한 광간섭 신호의 획득이 연구되고 있으며, 영상획득 속도의 향상을 위한 경쟁이 세계적으로 치열한 상황이다. 최근 초고속 파장훑음 광원(Wavelength-swept source)의 개발을 통하여 초당 300 frame 이상의 단층 영상이 구현되고 있다. 본 발표에서는 초고속 파장훑음 레이저 광원(Wavelength swept laser)이 능동형 모드잠금(Active mode locking) 외부공진 반도체 공진 구조를 기반으로 새롭게 구현된 연구 성과를 포함한다. 분산에 의한 모드 잠금에 의하여 발진 파장이 결정되어 가변하므로 1 MHz 급 이상의 초고속 반복이 가능하며, 특히 의료용 산업용 분야의 다양한 광센서 및 광영상 응용에 활발히 응용되고 있다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제38권3호
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• pp.20-20
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• 2001

광섬유고리에 편광제어를 통해 여러 광경로들에 대해서 손실을 조정함으로써 손실이 작은 광경로에서 발진하게 함으로써 발진 파장을 가변시킬 수 있는 편광제어 파장가변 고리형 광섬유레이저를 구현하였다. 내부 공진편광기를 사용하여 1㎚의 종모드간격으로 발진을 일으킬 수 있었고 편광제어기 및 내부공진편광기를 조절해서 1540㎚에서 1560㎚의 범위에서 파장가변을 시킬 수 있었다. 또한 실험적으로 나타난 발진특성을 광경로와 복굴절손실의 개념을 사용하여 발진출력 특성을 분석함으로써 발진파장을 가변시키는 메카니즘을 추정해 보았다. 여기서 복굴절손실이 같은 광경로들의 종모드들 사이에 보강간섭이 일어나 발진파장을 변화시킬 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제20권1호
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• pp.41-47
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• 2009

다중모드 간섭기를 이용한 반도체 이중사각형 링 공진기에서의 단일 파장 모드 발진특성을 관찰하였다. 실험에 사용된 공진기의 에피택시는 발진 중심파장이 $1.55{\mu}m$인 InGaAsP-InP 다중양자우물 구조를 활성층으로 사용하여 제작되었다. 공진기의 구조는 다중모드 간섭기를 결합기로 이용한 이중사각형 링 공진기이며 발진특성을 측정하였다. 여러 가지 구조 변수를 즉 공진기의 구조 및 크기, 다중모드 간섭기의 길이를 변화시키며 실험을 진행하였다. 실험 결과 다양한 크기와 구성에서 단일파장모드선택 특성이 잘 나타남을 확인할 수 있었다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2001년도 제12회 정기총회 및 01년도 동계학술발표회
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• pp.144-145
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• 2001

장파장 수직 공진 표면광 레이저는 편리성, 경제성 및 확장성 때문에 많은 주목을 받아 왔다. 이것은 2차원 행렬로 기판에 제작되어 기판 상에서 테스트가 가능하고 기판 표면으로 광 출력이 되는 장점이 있어 모듈 제작비용을 낮출 수 있다. 또한 출력광의 모양을 원형으로 하면 광섬유 연결 효율이 좋아서 광 연결에 필요한 광학부품을 최소화할 수 있다. 특히 1.3-1.55$mu extrm{m}$ 수직 공진 표면광 레이저는 광섬유에서의 분산과 손실이 가장 낮아서 광통신용 광원으로 많은 연구가 진행되고 있다. (중략)