• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2006.06a
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• pp.465-466
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• 2006

서로 다른 굴절률을 갖는 유전재료를 주기적으로 배열함으로써 광자금지대(PBG)를 형성시킬 수 있는 2 차원(2D)광자결정배열에 선결함(line defects)을 줌으로써 기존의 평판형광도파로(PLC)와는 다른 개념의 광자결정도파로를 제작할 수 있다. 특히, 광자결정도파로는 급격한 굽힘(bending)에도 저손실의 효과를 갖도록 할 수 있기 때문에 광집적회로에 효과적으로 적용된다. 본 연구에서는 정방형 격자구조의 2차원 광자결정에 대한 광자밴드구조를 구하고 이로부터 추출된 구조매개변수를 이용하여 광자결정도파로를 설계하고 그의 특성을 평가하였다. 특히, 광자결정도파로와 PLC형도파로 특성을 비교하였다. 설계된 광자결정 도파로를 전자빔 및 홀로그래픽 리소그라피를 이용하여 제작, 평가할 것이다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2005.07a
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• pp.455-458
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• 2005

옴니(omnidirectional)-PBG(photonic bandgap)의 크기는 쌍을 이루는 광자결정 재료의 고유 굴절률, 충진율 및 두께에 의해 결정되는 것이 일반적이다. 그러나 광자결정체가 다중주기를 가지도록 제작하면 옴니-PBG의 크기를 변화 시킬 수 있다. 본 연구에서는 Si/$SiO_2$를 기본 구조로 하는 광대역 옴니-PBG용 광자결정 구조를 설계, 제작하고 그 특성을 평가 하였다. 각각 단일 주기 $\Lambda_1$(426.9nm) 및 $\Lambda_2$(306.9nm)를 갖는 8N-Si/$SiO_2$ 광자결정에 대해 TE/TM-편광광 $5^{\circ}$ 및 $45^{\circ}$ 입사각에 대한 반사-스펙트라 측정결과는 설계값과 일치하였다. 특히 이중주기 $(8N\cdot{\Lambda}_1+8N\cdot{\Lambda}_2)$를 갖도록 제작된 Si/$SiO_2$ 광자결정은 입사각 $5^{\circ}$의 TE-편광광 반사-스펙트라 측정결과, 약 1050-2500nm의 광대역 파장범위에서 광자 밴드 갭을 보였다.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.21 no.5
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• pp.195-199
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• 2010

A broadband optical coupler with a broad bandwidth of 1000 nm based on a photonic crystal fiber (PCF) is investigated. The PCF has 6 layers of air hole structures and a diameter of $130{\mu}m$. The PCF-based coupler is fabricated by using a fused biconical tapering method based on heating and elongation processes. Changing temperature and an elongation length can control the bandwidth and the bandedge wavelength of the PCF-based broadband coupler. The diameter of the fused region in the PCF-based coupler was measured to be $23{\mu}m$. The fabricated PCF-based coupler has a nearly-flat coupling ration of 3-dB in a broad bandwidth of 1000 nm, which is wider than that of the previously reported PCF-based coupler and that of the single-modefiber-based coupler. Since the resolution of optical coherence tomography system is proportional to the bandwidths of both an optical light sources and an interferometer, the fabricated PCF-based broadband optical coupler has a great potential for realization of a broadband interferogram.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.530-531
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• 2008

본 논문에서는 우수한 광학 특성으로 활발히 연구되고 있는 광자결정(PCs)과 이를 변형시킨 광자준결정(PQCs) 구조를 설계하고 특성을 평가, 비교하였다. 특성 평가는 cubic 및 hexagonal 기본격자의 PCs와 8-fold PQC 구조를 비교하였으며 각각 동일한 충진률 동일한 굴절률 차이의 조건을 갖도록 설계하여 구조에 따른 PBGs 변화를 살펴보았다. 계산 방법은 Maxwell 방정식을 이용한 finite difference time domain (FDTD) 전산모사법을 사용하였다. 본 연구의 결과로부터 잘 설계된 2차원 PQCs는 낮은 굴절률차이(${\Delta}n$)의 물질 구조에서도 완전한 광자밴드갭(photonic bandgaps: PBGs)를 가질 수 있다는 것을 확인하였다. 본 연구진은 다중회전 홀로그래피 방법 (multi-rotational holographic method)을 이용하여 설계된 PQCs를 완벽하게 재현하려는 공정을 진행 중에 있다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.389-389
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• 2008

나노-스피어 리소그래피는 기존 리소그래피 방법에 비해 나노 크기의 패턴을 저비용에 공정이 간단하고, 대면적 패터닝이 가능하다는 장점이 있다. 본 논문에서는 나노-스피어 리소그래피 공정을 이용하여 실리콘 기판 위에 2차원 광자결정 구조를 제작하였다. 실리콘 기판 위에 직경이 500 nm 인 폴리스티렌 나노-스피어를 스핀 코팅 방법으로 단일막을 형성하였다. 스핀코팅 조건은 스핀속도와 시간을 조절하여 1단계는 400 rpm에서 10초, 2단계는 800 rpm에서 120초, 3 단계는 1400 rpm 에서 10초로 공정하였다. 그리고 산소 플라즈마를 이용한 반응성 이온 식각공정으로 폴리스티렌 나노-스피어의 크기를 조절할 수 있었으며, 이때 실리콘 기판 위에 형성된 다양한 크기의 폴리스티렌 나노-스피어 단일막은 금속막 증착시 마스크의 역할을 하게 된다. 금속막의 증착은 RF 마그네트론 스퍼터링 시스템을 이용하였으며, 공정 조건은 RF power를 100W, 공정 압력을 5 mTorr, Ar 유량을 10sccm으로 하였다. 스퍼터링 공정 후 폴리스티렌 나노-스피어를 제거함으로써 2 차원 광자결정 구조를 제작할 수 있었다. 실험 결과 단일막으로 형성된 폴리스티렌 나노-스피어의 크기를 조절함으로써 다양한 2차원 광자결정 구조 제작이 가능함을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2005.07a
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• pp.381-383
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• 2005

바이오센서 응용을 위한 대칭 및 비대칭 마하젠더 간섭계 광도파로 소자의 설계, 제작 및 광학적 응답특성을 평가하였다. 설계 제작된 광도파로 소자의 압력광원은 각각 1550nm와 632.8nm이고, 코어와 클래딩의 굴절률차는 0.45 $\Delta$%로 설계 제작하였다. 센서부(상위 클래드)의 금 박막의 미소 굴절률 변화에 따른 TE, TM모드의 특성을 분석하였다. 센서의 보다 높은 감도 개선을 위한 나노-광자결정 구조가 주목받고 있는데, 광자결정 구조의 구현를 위한 리소그래피 공정은 높은 분해능과 신뢰성 있는 나노스케일의 공정이 요구된다. 광-바이오센서의 감도 개선을 위해 센서부 표면에 2차원 나노-광자결정 배열을 제안하고 이를 구현하기 위한 Dip-Pen Nanolithography 공정에 대해 고찰하였다.

• Polymer Science and Technology
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• v.15 no.3
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• pp.317-326
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• 2004

광자 (photon)를 이용하여 정보의 전달, 표시, 감지 그리고 저장이 가능한 다양한 형태의 소자들은 현재 그 주를 이루고 있는 전자 (electron)가 매개인 소자를 대체할 수 있는 가능성을 가지고 활발히 연구되고 있다. 전자의 움직임은 재료 내에 주기적으로 배열되어 있는 원자나 분자의 결정구조에 의해 제어된다. 이는 전도밴드 (conduction band)와 원자가 밴드(valance band) 사이에 존재하는 전자 밴드갭 (electronic band gap)을 조절함으로써 가능하다. 이와 유사한 개념으로 광자의 움직임은 유전체의 주기적인 배열을 통해서 가능함이 제안되었다. 규칙적인 유전체의 결정구조를 가진 재료에 빛이 조사되었을 때, 그 재료를 통과하지 못하는 특정파장이 결정되며 이를 광자 밴드갭 (photonic band gap: PBG)이라 한다. (중략)

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2002.07a
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• pp.168-169
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• 2002

일반적인 광섬유가 실리카로 만들어진 클래딩과 이보다 약간 굴절률이 높은 코어로 구성되어 있는 것과는 달리 광자결정 광섬유(photonic crystal fiber 또는 다공성 광섬유(holey fiber))는 코아와 클래딩이 순수 실리카로 구성되어 있다 클래딩의 효과를 주기 위해 광섬유 축을 따라서 규칙적인 공기구멍 다발을 형성하여 준다. 광자결정 광섬유는 특이한 광학적 특성 때문에 최근에 활발히 연구되어 지고 있다. 공기구멍의 구조를 조절함으로써 넓은 파장 영역에서 단일 모드로 진행하고(1), 아주 큰 분산을 갖게 할 수 lT고, hem 반경을 조절 할 수 있으며, 특이한 분산 특성과 이의 조절이 가능하다. (중략)

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2002.07a
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• pp.164-165
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• 2002

광자결정 광섬유(photonic crystal fiber)는 주기적으로 배열된 공기기둥이 광섬유의 길이 방향으로 정렬되어 일반광섬유의 크래팅의 역할을 하고 있고 코어는 이들 공기구멍의 중심부에 인위적인 결함을 만들어 광도파가 가능하게 된다 이러한 광자결정 광섬유의 광학적 특성은 넓은 영역에 걸친 단일 모드 특성, 특이한 모드분산 강한 비선형 등의 기존의 광섬유와는 다른 광특성이 보고되고 있으며 테라 헐즈 펄스 도파가 보고되는 등 그 응용 영역을 넓히고 있다. (중략)

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2004.07b
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• pp.993-997
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• 2004

파장다중분할 방식의 광통신소자는 단일파장 뿐만 아니라 이웃하는 여러 파장대에서도 동작 할 수 있는 유연성을 갖는 소자가 요구된다. 이를 해결하는 하나의 방법이 파장제어(다중채널)광자결정(Photonic crystal)소자이다. 본 연구에서는 결함층으로 광자결정체 배열구조를 가지는 다중주기 일차원광자결정을 이용하므로 투과광 파장제어가 가능한 가변형 다중채널 투과필터를 얻을 수 있는 이론적 모델과 그에 따라 제작된 $Si/SI_)2$의 광자결정체를 제작하고 그 특성을 고찰하였다. 반사밴드 갭내에 생성된 다중투과-dip의 파장 위치는 이론값과 정착하게 일치하였다. 특히, 결함층 수(N)에 따라 광자 에너지갭내에 2N개의 투과-dip 모드를 생성할 수 있으며, 이들은 주파수범위에 대해 대칭 분포됨을 알 수 있다. 여기에 제안하는 다중채널 투과필터는 외부 전원 없이 입사각도를 미세 조절하므로 파장을 tuning할 수 있다.