본 논문에서는 기존의 분포궤환형 레이저 다이오드와 광흡수 변조기(DFB-LD/EA MOD.)가 집적된 소자의 낮은 광효율과 수율의 문제점을 해결하고, 동시에 우수한 chirp특성을 나타내는 분포반사기 레이저 다이오드와 광흡수 변조기 (DR-LD/EAMOD.)가 집적된 소자를 제안하였다. DR-LD/EAMOD. 집적소자는 제작상으로 DR-LD/EAMOD. 소자와 비교해서 선택 MOVPE성장시 SiO2 마스크 폭만 조절하는 것 외엔 거의 동일하므로 실용적 측면에서도 우수한다. 집적소자의 정특성 및 동특성을 해석하기 위하여 시간의존성을 갖는 전달 메트릭스방법, 활성층내의 비율 방정식, 변조기의 QCSE효과를 고려한 Schrodinger 방정식을 동시에 풀이하였다. 1.55$\mu\textrm{m}$ DR-LD/EAMOD. 집적소자와 종래 사용중인 1.55$\mu\textrm{m}$ DR-LD/EAMOD. 집적소자의 성능을 비교 분석하여, LD에 동일전류를 주입할 경우 광변조기의 on상태의 광출력이 약 30%이상 향상되고, 동일 광변조기의 잔류단면반사율에 대해 광출력의 ripple이 적고, 동적파장 천이량이 약 50%이상 줄어듦을 알 수 있었다. 또한 DR-LD/EAMOD. 소자는 시분할 파장특성은 광 펄스의 leading edge에서 blue-shift, falling edge에서 red-shift 특성이 기대되었다. 이는 일반적인 단일모드 광섬유를 사용하여 광 펄스를 전송할 경우 전송시 펄스 폭이 좁아지는 효과를 주어 이로 인해 전송대역폭을 크게 향상시킬 수 있음을 의미한다.
시중에서 판매되고 있는 후추 29종을 수거하여 오염도를 조사한 결과, 전통시장에서 구입한 후추는 일반세균 $10^6-10^7$, Bacillus $10^4-10^5$, 효모와 곰팡이 $10^2$ 이하의 오염도를 보였고, 유기농 제품으로 판매되는 후추의 경우에는 일반세균 $10^4$, Bacillus $10^2-10^3$, 효모는 $10^1$ 이하의 오염도를 나타내었다. 대형마트에서 판매되고 있는 후추는 낮은 오염도를 나타내었으나 일부에서는 일반세균이 $10^3$ 정도의 오염도를 보였다. 전압 1,000 V, 펄스수 5 pps, 시료와 램프사이의 거리 4 cm의 조건에서 10분간 광펄스 처리하였을 경우 통후추는 1.45-1.55 log, 흑후추분말과 백후추분말은 0.8-0.85 log의 사멸율을 나타내었다. 살균 용기의 차이에 따른 살균율에는 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 광펄스에 의한 후추의 살균율은 오존처리나 감압방전프라즈마 살균 등 다른 비가열 살균방법에 비해서는 높은 사멸율을 보여 산업적 적용 가능성을 보였으나, 추가적인 연구를 통해 살균 효과를 높일 수 있는 방법이 제시되어야 할 것으로 판단된다.
특정 광 파장 영역대역에서 광 반사율을 갖는 다층 박막을 DC펄스 스퍼터링 공정으로 제작하기 위하여 공정변수가 다층 박막의 광학 특성에 미치는 영향이 연구되었다. 다층 박막 필름을 제작하기위한 시뮬레이션이 이루어졌으며, DC펄스 스퍼터링 공정을 이용한 저 굴절률의 $SiO_2$와 고 굴절률의 $TiO_2$ 박막의 광학 특성에 미치는 공정 변수 파라미터가 연구되었다. DC펄스 스퍼터링 파워 2kW, 아르곤 가스 200sccm(standard cubic centimeter per minute)기준조건에서 산소가스 비율 12% 범위에서 제작한 $SiO_2$박막은 굴절률 1.46이었고 산소가스 1% 비율에서 제작한 $TiO_2$박막은 굴절률 2.27이었다. 이들 박막으로 구성된 고 굴절률 박막/저 굴절률 박막/고 굴절률 박막의 3층 다층 박막 구조의 광학설계 시뮬레이션 결과와 측정된 광 반사율 특성결과는 파장 대역에 걸쳐 유사한 경향이 있는 것으로 측정되었다. 근적외선 780nm에서 1200nm파장 대역 영역에서 광 반사율 45%이상의 성능을 갖는 다층 박막 필름을 제작할 수 있었고 근적외선 차단 기능 박막으로 사용될 것으로 기대된다.
광반도체 증폭기를 이용하여 $1.5\mu\textrm{m}$파장 영역에서 발전하는 조화 모드 록킹된 10GHz 고리형 반도체-광섬유 레이저를 구현하였다. 레이저 펄스폭은 13~18ps이고, 파장 선폭은 0.4~0.6nm이며, 양으로 주파수 처핑되었다. 2km 길이의 표준단일 모드 광섬우를 이용하여 4dBm의 평균 출력을 갖는 레이저 펄스를 광섬유의 군분산 보상에 의해 펄스폭을 최대 6.8ps까지 압축시켰다.
희토류 첨가 광섬유를 이용하여 새로운 형태의 모우드록킹된 광섬유 레이저 자이로스코프를 구현하였다. 이 자이로스코프로부터 짧은 광 펄스의 형태로 출력이 나오며, 자이로스코프가 정지해 있는 경우에는 시간축상에서 펄스들의 간격이 일정하나, 회전을 하면 펄스들의 간격이 변하였다. 이 펄스들의 간격을 시간축 상에서 측정하여 회전률을 알 수 있었다. 또한 편광효과에 의한 오차신호를 분석하였고, 이의 효과를 제거하기 위하여 편광기가 도입되어야 함을 알았다.
펄스 직류 전원 $BCl_3$/He 플라즈마를 사용하여 GaAs의 건식 식각을 연구하였다. 공정 변수는 가스 유량 (0~100% $BCl_3$ in $BCl_3$/He), 펄스 파워 ($450{\sim}600\;{\nu}$), 펄스 주파수 (100~250 KHz), 펄스 시간 ($0.4{\sim}1.2\;{\mu}s$)이었다. 식각 공정 후 식각률, 포토레지스트에 대한 식각 선택도, 표면 거칠기는 표면 단차 측정기를 이용하였다. 식각 공정 동안 플라즈마 광 특성 분석은 광학 발광분석기 (Optical emission spectroscopy)를 사용하였다. 실험 후 주사 전자 현미경을 이용, 식각 후 시료의 단면과 표면을 관찰하였다. 실험 결과에 의하면 1) 펄스 파워, 주파수, 시간을 고정 ($500\;{\nu}$, $0.7\;{\mu}s$, 200 KHz)하고 10% He 가스가 혼합되어 있는 조건에서 GaAs의 식각률이 순수한 $BCl_3$를 사용한 것보다 높았다. 이를 통해 식각 공정에서 일정량 이하의 He 혼합은 GaAs 식각률을 증가시키는 시너지효과가 있음을 알 수 있었다. 2) 그러나 약 20% 이상의 He 가스의 혼합은 GaAs의 식각 속도를 저하시켰다. 3) 10% He (9 sccm $BCl_3/1$ sccm He), 200 KHz 펄스 주파수, $0.7\;{\mu}s$ 펄스 시간의 조건에서 펄스 파워가 증가함에 따라 GaAs의 식각률 또한 선형적으로 증가하였다. 4) 특히, $600\;{\nu}$의 파워에서 식각률은 ${\sim}0.5\;{\mu}m/min$로 가장 높았다. 5) 표면 단차 측정기와 전자현미경을 이용하여 식각한 GaAs를 분석한 결과 10% He이 혼합되어 있는 조건에서는 우수한 수직 측벽과 매끈한 표면 (RMS roughness <1 nm)을 관찰할 수 있었다. 6) 10% He이 혼합된 $BCl_3$/He 펄스 직류 플라즈마 식각 후 XPS 분석결과에서도 기준 샘플과 비교하였을 때, 공정 후의 GaAs 표면이 화학적으로 깨끗하며 잔류물이 거의 검출되지 않았다. 위의 결과를 정리하였을 때, 펄스 직류 $BCl_3$/He 플라즈마는 GaAs의 식각에서 매우 우수한 공정 결과를 나타내었다.
본 논문에서는 광디스크 드라이브가 디스크상의 데이터를 탐색하는데 소요되는 평균탐색 시간 (Average Seek Time)을 개선하기 위한 방법으로 트랙추적 기준신호 (ref_T. E)와 샘플펄스 신호를 사용하여 평균탐색시간을 줄일수 있는 새로운 알고리즘을 제안 하였다. ref_T. E신호와 샘플펄스 신호를 사용하여 트랙을 탐색할 경우 목적트랙으로 이동한 다음 다시 위치를 확인하고 보상할 필요가 없도록하여 평균탐색시간을 개선하였다. 실험결과 28sec의 평균탐색시간을 보였다.
포항 방사광 가속기의 선형가속기는 2.5GeV 전자빔용 마이크로웨이브의 발생을 위하여 80 MW급 클라이스트론(klystron) 11대와 입사부용 65 MW 급 클라이스트론 1대를 사용한다. 80 MW 급 클라이스트론 부하를 구동하기 위하여 최대 펄스 정격출력 200MW(400kV, 500A, 평탄도 $4.4\;{\mu}s$)인 대출력 펄스 전원공급 장치(modulator)가 요구된다. 모듈레이터 시스템 용 PFN(pulse forming network) 커패시터의 충전용 입력전원으로써 최대 출력전압 50 kV, ${\pm}\;0.5\%$ 이내의 전압제어가 가능한 고전압 인버터 전원장치를 적용하여 PLS 선형가속기용 국산화 개발 클라이스트론 부하의 성능시험을 수행하였다. 국산화 개발된 S-band 펄스 클라이스트론은 고전압 길들이기 과정을 거쳐 최대 정격 출력 빔 전압 400 kV 이상까지 시험 완료하였다. 클라이스트론의 정확한 RF 출력성능의 측정을 위하여 방향성 결합기와 검파기를 설치하여 측정시스템의 성능을 개선하였다. 본 논문에서는 포항 방사광 가속기의 국산화 개발 1호 클라이스트론 부하의 성능시험을 위한 50 kV 급 인버터시스템 적용과정에서 수행하였던 시험장치 개선과 PFN의 충전 특성을 분석하였다. 또한, 클라이스트론의 고전압 및 RF 길들이기 시험 결과에 관하여 고찰하고자 한다.
코어 가까이 측면 연마한 광섬유를 이용하여 광 여파기, 편광기, 감쇠기등의 광통신 소자로 응용하고자 하는 연구가 많이 진행되고 있다.$^{[1]}$ 이 소자는 광섬유를 절단하지 않은 상태에서 코어 가까이 측면 연마하여 광학적 기능을 가진 소자를 제작함으로서 공정이 간단하고 삽입손실이 작은 특성을 가지며 기계적 신뢰성이 우수하다. 측면 연마된 광섬유를 이용한 광 증폭의 경우 광섬유의 소산장(evanescent field)과 펌핑광에 의해서 여기되는 활성 물질과의 상호작용에 의해서 광 이득을 얻는다. 소산장 결합에 의한 평면도파로에서의 광 증폭$^{[2]}$ 과 다중 모드 광섬유에서의 펄스 레이저 증폭, 단일 모드 광섬유에서 632.8nm He-Ne 레이저의 연속광원 증폭$^{[3]}$ 은 이미 보고되었다. 본 논문에서는 측면 연마된 다중 모드 광섬유의 연마된 부위에 색소가 첨가된 용액을 떨어뜨림으로서 발생하는 소산장 결합에 의해서 광섬유내를 진행하는 연속적인 He-Ne 레이저 광을 증폭시키는 방법을 제안하고자 한다. (중략)
본 논문에서는 π의 위상천이를 얻기 위해 솔리톤펄스열(soliton pulse-train)에 의한 다중충돌방법과 광섬유접합(fiber-splicing)에 의한 다중충돌방법을 사용하는 전광위상천이스위치(all-optical phase-shift switch)에서 백 펨토초(femtosecond)이하의 펄스폭을 가지는 두 극초단 직교펄스간의 복잡한 비선형상호작용을 비선형라만응답함수를 고려하여 연구하였다. 또한 이러한 전광스위치에서 입사펄스의 시간폭의 변화와 광섬유의 복굴절률의 변화에 따른 스위칭특성을 분석함으로 해서 π의 위상천이를 얻기 위한 최적의 초기조건을 찾을 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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