• 제목/요약/키워드: 광 방출

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종단방출형 광위상배열 장치를 위한 고효율 안테나 (High Efficiency Tapered Waveguide Antenna for End-fire Optical Phased Array Device)

  • 박병찬;유난이
    • 한국광학회지
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    • 제34권6호
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    • pp.235-240
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    • 2023
  • 종단방출형 광위상배열장치에 주입된 광신호는 장치 내부의 도파로를 따라서 전파되어 안테나 끝단에서 외부로 방출되는데 이 경계면에서 반사와 산란이 발생하여 광신호의 방출효율이 감소하게 된다. 본 연구에서는 이 방출효율을 증가시키기 위하여 끝단으로 갈수록 폭이 가늘어지는 도파관 안테나를 연구하였다. 도파로는 폭이 2 ㎛, 높이가 0.5 ㎛인 실리콘 나이트라이드를 고려하였으며, 도파로의 끝단을 폭이 가늘어지는 도파관 안테나 구조로 변경한 결과 신호의 방출효율은 78%에서 96.3%까지 증가하고 반사율은 22%에서 3.7%까지 감소하는 것을 확인하였다. 이를 통해 종단방출형 광위상배열장치의 광신호의 세기를 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라, 도파로를 따라 반사되는 후방반사에 따른 노이즈의 영향도 줄일 수 있음을 확인하였다.

우리은하 중심의 별탄생영역 근적외선 관측 (NEAR-INFRARED OBSERVATIONS OF A STAR FORMING REGION IN THE GALACTIC CENTER)

  • 박수종;이성호
    • 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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    • 한국우주과학회 2006년도 한국우주과학회보 제15권2호
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    • pp.177-180
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    • 2006
  • 우리은하 중심부의 Sgr A East에 인접한 별탄생 지역인 수소이온화영역 A주변에서 충격파가 별탄생에 미치는 영향을 조사하기 위하여 $2.1218{\mu}m$ 수소분자 방출선($H_2$ 1-0 S(1))을 관측하였다. 관측은 3.8m United Kingdom Infrared Telescope(UKIRT)에서 에셀 분광 모드의 Cooled Grating Spectrometer 4(CGS4)를 사용하여 각분해능 약 2arcsec, 파장 분해능 약 18km s^{-1}$으로 수행 되었다. 검출된 수소분자선을 공간적인 구조와 속도 분포의 측면에서 각각 전파 연속선 방출광 및 암모니아 방출광과 비교한 결과, 수소분자 방출광은 Sgr A East의 충격파와 무관하며 수소이온화영역 자체의 분자해리영역에서 방출된 것이라는 결론에 도달하였다. 이는 해당 지역에서의 별탄생이 Sgr A East의 충격파에 의해 촉발된 것이 아니라는 것을 의미한다.

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헤일-밥 혜성(Comet Hale-Bopp, C/1995 O1)에 대한 근일점 근처에서의 분광측광 I : $C_2$, $C_3$, CN 분자 방출선의 측광학적 특성 (NARROW-BAND SPECTROPHOTOMETRY OF COMET HALE-BOPP (C/1995 O1) NEAR PERIHELION I : PHOTOMETRIC BEHAVIOR OF $C_2$, $C_3$, CN MOLECULAR BANDS)

  • 성언창;김호일;윤재혁
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제17권2호
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    • pp.199-210
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    • 2000
  • 이 연구는 1997년 2월 21일부터 5월 l일까지 소백산천문대 61 cm망원경과 CCD카메라, 그리고 5개의 협대역 필터를 이용하여 근일점 근방을 지나는 헤일-밥 혜성 (Comet Hale-Bopp, C/1995 01) 코어 4’ 내의 CN, $C_2$, $C_3$ 방출선에 대한 분광측광 관측 결과이다. 이 연구에서는 협대역 필터를 이용한 분자 방출선 영상의 형태학적인 특징과 근일점 근처에서의 시간에 따른 분자 방출 선의 변화 추이에 대하여 논의하였다. 헤일-밥 혜성은 형태학적인 면에서 중심에서 반경 4' 내에 있는 혜성 코어의 CN의 분자 방출선은$C_2$$C_3$에 비하여 구형의 대청척인 형태를 보인 반면, $C_2$$C_3$ 분자의 방출선은 비대청적인 분포를 보였다. 그리고 이들 분자의 방출선 영상에서 광대역 필터의 영상에 나타난 나선팔과 같은 형태학적 특성이 나타났다. 한편 측광학적인 특정으로 $C_2$, $C_3$ 분자 방출선의 광도 분포는 CN 보다 중심 집중도가 높게 나타났으며, 태양으로부터 거리에 따른 CN의 표면광도 변화는 $C_2$, $C_3$ 표면광도 변화와 약간 다른 경향을 나타내었다. 그 러나 근일점 근처에서 이들 분자의 방출선의 광도의 따른 변화는 이천 연구에서 제기되었던 7일 주기로 나타나는 극대 광도를 보여 주고 있다.

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합성 스펙트럼 해석법과 소형 스펙트로메터를 이용한 Fulcher-α 시스템 해석 및 수소 분자 회전 운동 측정

  • 당정증;정경재;황용석
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.227.1-227.1
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    • 2016
  • 플라즈마 방출광 진단법은 플라즈마에 특별한 영향을 주지 않으면서도 진단 정보를 안정적으로, 지속적으로 취득할 수 있는 우수한 진단 방법이다. 이러한 분광 진단의 신뢰성을 확보하기 위해서는 방출광의 정확한 측정과 해석이 중요하다. 방출광의 측정에 이용되는 분광 장비는 모노크로메터(monochromator)와 소형 스펙트로메터(spectrometer)가 주로 사용된다. 스펙트로메터의 경우 모노크로메터보다 분광 성능은 다소 부족하지만 가볍고 작은 크기로 인해 장비의 설치가 용이하고 가격이 저렴하다는 장점이 있다. 또한 모노크로메터에 비해 분광 성능이 낮은 대신 넓은 범위의 파장을 동시에 측정할 수 있는 장점이 있다. 따라서 스펙트로메터는 플라즈마의 모니터링에 주로 사용된다. 그런데 스펙트로메터의 기기적 선폭 증대(instrumental broadening)보다 조밀하게 위치한 스펙트럼들은 서로 중첩이 일어나 진단이 어려워진다. 특히 분자 띠 스펙트럼(molecular band spectrum)과 같은 경우 선 스펙트럼들이 매우 밀집된 형태를 이루고 있어 범용적인 스펙트로메터로 진단하기가 어렵다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 합성 스펙트럼 해석법(synthetic spectrum method)을 이용할 수 있다. 본 연구에서는 수소 플라즈마의 Fulcher-${\alpha}$ 띠 스펙트럼 해석에 합성 스펙트럼법을 적용하여 분자의 회전 온도가 측정 가능한지 확인하고, 고성능의 모노크로메터를 이용한 온도 측정 결과와 서로 비교하였다. 그리고 분자의 진동 상태(vibrational state)가 분자 회전 온도 측정에 미치는 영향과 이에 따른 측정의 한계 등을 제시하였다.

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플라즈마 방출광 진단을 이용한 플라즈마 진단 및 제어에 관한 연구

  • 최진우;박혜진;이예슬;조태훈;황상혁;김우재;윤명수;차성덕;권기청
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.215.2-215.2
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    • 2016
  • 플라즈마는 현대 산업에서 다양한 고부가가치 산업 분야에 걸쳐 이용되고 있다. 이러한 플라즈마를 정밀하게 진단하고 제어하는 기술이 공정의 수율을 증대하고 생산성을 높이는데 크게 기여함은 자명하다. 플라즈마를 진단하는 방법은 크게 광학적 진단 방법과, 전기적 진단 방법으로 나눌 수 있는데 광학적 진단 방법은 방전시 발생하는 방출광을 통해 플라즈마의 현재 상태를 예측하는 방법이고, 전기적 진단 방법은 플라즈마 내로 직접 탐침을 접촉하여 전기적 물리량을 측정하는 방법이다. 각각은 정성적, 정량적 진단을 하는 데에 장점이 있다. 공정 모니터링은 주로 광학적 진단 방법에 의해 이루어지는데 전기적 진단 방법은 플라즈마와 직접 접촉하기 때문에 플라즈마에 대한 간섭현상이 발생하므로 부적합하다. 해당 실험에서는 유도 결합형 플라즈마 발생 용기에 아르곤, 산소 혼합 유체를 유입하여 방전하며 광학적 진단 방법을 통해 플라즈마를 관측하며 실험을 진행하였다. 측정 장치는 3채널 광학 진단이 가능한 시스템을 구성하여 공정중 발생하는 방출광의 특정 피크 변화를 공정 변수 변화로 인지하여 질량 유량 제어기를 조작, 피크를 초기상태로 되돌리는 공정 제어가 가능하도록 시스템을 구성하였다. 이를 통해 플라즈마를 이용한 공정 중 공정 변화에 자동으로 대응하는 공정제어 시스템을 시험 하였다.

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삼중모드 유도방출의 특성 연구 (Studies on characteristics of Triplet-mode Stimulated Emission)

  • 권영만;김형주;노재우
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2003년도 하계학술발표회
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    • pp.240-241
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    • 2003
  • 경계면 근처에서의 에바네슨트파의 상호작용은 입사, 반사 및 굴절된 평면파의 삼중모드로 설명한다. 경계에서 굴절률이 낮은 영역에 위치한 DCM 색소분자에 의한 자발방출은 굴절률이 높은 영역에서 입사된 삼중모드와 굴절률이 낮은 영역에서 입사한 삼중모드와 상호작용을 하며, 광 측정기에서는 이 두 모드의 선형결합을 보게된다. 자발방출에 대한 실험결과는 이러한 이론을 뒷받침 해준다. (중략)

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기판 융용 접합을 이용한 상온동작 2차원 광밴드갭 레이저 (Room-temperature 2-D PBG laser employing wafer fusion)

  • 황정기;류한열;송대성;한일영;이용희;장동훈
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2000년도 제11회 정기총회 및 00년 동계학술발표회 논문집
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    • pp.274-275
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    • 2000
  • 광결정(photonic crystal)으로 광원의 자발 방출을 조절하면 문턱전류 없는 레이저, 고효율 다이오드, 파장 크기에서 손실 없이 급격히 꺾을 수 있는 광도파로 등 기존의 광소자에서 얻을 수 없는 좋은 성능을 얻을 수 있을 것으로 예상된다. 이러한 광결정은 유전체를 파장정도 크기에서 주기적으로 배치시킨 인공적인 결정인데 고체에서 원자의 주기적인 배치로 전자가 전파할 수 없는 진동수 영역, 즉 밴드갭이 생기는 것과 유사하게 빛에 대해서 빛이 전파할 수 없는 진동수 영역인 광밴드갭(photonic bandgap)을 가진다. 그런데 관심있는 광영역에서 3차원 모든 방향으로 광밴드갭이 있는 구조물은 마이크로미터보다 작은 내부 구조를 가지는 복잡한 3차원 구조물로 제작이 어렵다. 이러한 어려움을 극복하기 위해 제작이 비교적 용이한 3차원 광밴드갭 구조물이 찾아지고 있다. 다른 접근 방법으로 평면(x-y)에서는 2차원 광밴드갭을 이용하고 제 3의 방향(z축)으로는 전반사를 이용하는 구조는 제작이 용이할 뿐만 아니라 처음부터 광원의 편광을 TE 또는 TM 모드로만 방출 되도록 준비해 줄 수 있으면 거의 3차원 광결정에서 얻을 수 있는 효과를 낼 수 있는 것으로 발표되었다.$^{(1)}$ 이 방법을 이용하여 최근에 미국의 캘리포니아 공과대학(Caltech)을 중심으로 레이저 동작을 보여 주었다.$^{(2.3)}$ 공기로 둘러싸인 얇은 유전체 평판에서 생기는 전반사와 평판 위에 2차원 삼각형살창(triangular lattice)에 구멍을 뚫어 얻는 2차원 광밴드갭을 이용해 3차원 공진모드를 형성하였다. 이러한 구조에서 1개만 구멍을 매워서 만든 공진기는 저온(143 K)에서 레이저 발진을 보였고 여러 개의 구멍을 매운 경우는 상온에서 펌프 펄스의 유지시간이 0.5% 인 경우 레이저가 동작하는 것을 보여주었다. 이는 구조내에서 열전도가 문제가 된다는 것을 의미하는데 위아래가 공기로 둘러 싸여 있어 발생한 열이 가는 유전체 네트웍을 통해서만 전달 될 수 있기 때문이다. (중략)

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다수의 광가이드를 통한 빛 분포 설계로 두 층의 반응 깊이를 측정하는 양전자방출단층촬영기기의 검출기 설계 (Two Layer DOI Detector Design for PET using Multiple Light Guides for Designing Light Distribution)

  • 이승재
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제16권6호
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    • pp.703-708
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    • 2022
  • 양전자방출단층촬영기기(positron emission tomography, PET)의 공간분해능 향상을 위한 반응 깊이를 측정하는 검출기를 설계하였다. 섬광 픽셀 배열이 두 층으로 구성되며, 층 사이에는 감마선 이벤트를 통해 발생된 빛을 각 층별 서로 다른 분포로 만들기 위해 광가이드를 삽입하였다. 광가이드는 4개로 구성되며 하나의 광가이드는 2 × 2 배열의 섬광 픽셀과 연결되도록 설계하였다. 위층에서 발생된 빛은 광가이드를 통해서 더 넓은 분포로 광센서로 이동되며, 아래층에서 발생된 빛은 위층보다 좁은 분포로 광센서에 입사한다. 서로 다른 분포에 의해 광센서에서 획득되는 신호를 바탕으로 평면 영상을 재구성하면 층별 서로 다른 위치에 섬광 픽셀이 영상화된다. 이를 검증하기위해 섬광체내에서 빛의 거동을 모사하는 DETECT2000 시뮬레이션 툴을 사용하였다. 섬광 픽셀 배열과 광가이드 및 광센서로 이루어진 검출기를 설계하여, 모든 섬광 픽셀에서 감마선 이벤트를 발생시켜 평면 영상을 획득하였다. 그 결과 위층과 아래층은 서로 다른 위치에서 영상화되었으며, 완벽히 구별되는 것을 확인할 수 있었다. 본 검출기를 PET에 적용할 경우 보다 향상된 공간분해능을 통해 영상의 질을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

희토류 원소의 광 환원 침전

  • 김응호
    • 한국결정성장학회:학술대회논문집
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    • 한국결정성장학회 1997년도 Proceedings of the 13th KACG Technical Meeting `97 Industrial Crystallization Symposium(ICS)-Doosan Resort, Chunchon, October 30-31, 1997
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    • pp.47-50
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    • 1997
  • 희토류원소의 광 환원 침전 특성이 연구되었다. 환원제로 isopropyl alcohol, 침전제로 (NH$_4$)$_2$SO$_4$가 사용되었다. 그리고 250nm의 파장을 방출하는 수은 램프가 사용되었다. Eu원소만을 함유하는 용액으로부터 Eu+3의 Eu+2로의 광 환원 결과는 97%이상이었으며 과산화수소가 소량 첨가되었을 경우 침전 속도는 증가하였다. 이 결과를 토대로 하여 희토류원소들(Sm,Eu,Gd)을 함유하는 수용액과 유기용액(HDEPH-Dodecan)에 UV광을 조사하였을 시 선택적으로 Eu을 분리해 낼 수 있었다. Eu의 침전 회수율은 두 상의 경우 모두 97%이상이었다.

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