• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.22 no.1
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• pp.40-45
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• 2011

Design and fabrication of a TCRR (Triple-coupler Ring Resonator) filter which can provide a doubled FSR (Free Spectral Range) compared with a conventional DCRR (Double-coupler Ring Resonator) filter, are discussed. Through the use of a polymer material with a good thermo-optic property and with high contrast between core and cladding polymer, a compact TCRR filter composed of straight and curved buried waveguides of small radius is designed and fabricated. The transmission characteristics from the through and drop ports are measured using a tunable laser and a fiber array block, and the FSR is observed to be 4.4 nm, about twice that of DCRR filter, and almost the same as that obtained from the analysis using a transfer matrix method.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.12 no.1
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• pp.27-35
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• 2002

In laser materials processing, localized heating, melting and evaporation caused by focused laser radiation forms a vapor on the material surface. The plume is generally an unstable entity, fluctuating according to its own dynamics. The beam is refracted and absorbed as it traverses the plume, thus modifying its power density on the surface of the condensed phases. This modifies material evaporation and optical properties of the plume. A laser-produced plasma plume simulation is completed using axisymmetric, high-temperature gas dynamic model including the laser radiation power absorption, refraction, and reflection. The physical properties and velocity profiles are verified using the published experimental and numerical results. The simulation results provide the effect of plasma plume fluctuations on the laser power density and quantitative beam radius changes on the material surface. It is proved that beam absorption, reflection and defocusing effects through the plume are essential to obtain appropriate mathematical simulation results. It is also found that absorption of the beam in the plume has much less direct effect on the beam power density at the material surface than defocusing does and helium gas is more efficient in reducing the beam refraction and absorption effect compared to argon gas for common laser materials processing.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.7 no.2
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• pp.120-128
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• 1996

We studied the red, green and blue upconverted emission in 1 at.% $Er^{3+}: LaF_3$ and 1 at.% $Er^{3+}:YAlO_3$ crystals y pumping in 780~820 nm range at 14 K and 295 K. A cw titanium-sapphire laser was used to pump the $^4I_{9/2}$ level in two materials. The spectral analysis of the emission from $^4F_{9/2},\;^4S_{3/2}$ and $^2P_{3/2}$ levels allowed to reveal the upconversion process with multi-step absorption and cross-relaxation energy transfer.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.26 no.1
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• pp.8-15
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• 2007

Speech intelligibility of the eavesdropping sound is investigated on a acoustic cavity - glass window coupled system. Using MLS (Maximum Length Sequency) signal as a sound source, acceleration and velocity responses of the glass window are measured by accelerometer and laser doppler vibrometer. MTF (Modulation Transfer Function) is used to identify tile speech transmission characteristics of the cavity and window system. STI (Speech Transmission Index) based upon MTF is calculated and speech intelligibility of the vibration sound of the glass window is estimated. Speech intelligibilities by the acceleration signal and the velocity signal are compared. Finally, intelligibility of the conversation sound is confirmed by the subjective test.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.311-312
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• 2012

본 발표에서는 광학적 분석 시스템에 적용 가능한 발광소자(광원)과 수광소자(광센서)를 집적화시키는 모듈(수 발광 집적모듈) 기술을 제시하고자 한다. 이러한 수-발광 집적모듈은 다양한 응용 분야에 적용 될 수 있다. 예를 들어, 광신호 감지를 위한 광통신용 송-수신 모듈(optical communication), 의료/진단 분야에서 단백질/DNA/박테리아 등의 검출 및 분석에 관한 바이오 센서(bio-sensor), 그리고 대기(가스)/수질 모니터링에 관한 환경센서 등 매우 광범위한 분야에 해당되는 요소 기술이라 할 수 있다. 특히, 이들 분야들 중 바이오 물질을 분석하고 검출하는 광학적 바이오 센서 기술은 높은 경제적 가치와 산업적 성장 잠재력으로 인해 오랫동안 활발한 연구가 진행되어 오고 있다. 이러한 광학적 바이오 센서에서 가장 범용적인 방법 중 하나가 항온-항체 면역반응을 기반으로 하는 형광 검출(fluorescence detection) 기법이다. 이러한 시스템은 전체적으로 광원, 광학계, 그리고 센서로 구성되는데 기존에 일반적으로 사용되고 있는 형광 현미경의 경우는 민감도가 우수하다는 장점은 있으나 상당히 고가이고 부피가 크며 복잡한 광학구성으로 이루어져 있다는 한계점을 가지고 있다. 이러한 맥락에서 고민감도를 확보하면서 휴대성, 고속처리, 저가 등의 특성을 가진 시스템에 대한 요구가 갈수록 증가하고 있다. 이를 해결하기 위한 핵심기술 중의 하나가 수-발광 부분을 집적화 시키는 기술이라 할 수 있다. 본 연구에서는 바이오 센서 기술의 하나로서 형광을 측정하여 혈액내의 진단 지표인자를 검출할 수 있는 휴대용 혈액진단기기에 적용되는 소형 수 발광 집적 모듈을 개발하였다. 혈액내의 검출 성분의 양에 따라 형광의 세기가 변화하게 됨으로써 정량적인 검출이 가능한 원리이다. 모듈의 구조는 크게 광원(발광소자), 광학계, 그리고 광센서(수광소자) 세 영역으로 나누어 진다. 광원은 635 nm 적색 레이저다이오드로서 형광체(Alexa Fluor 647/발광파장: 668 nm)를 여기 시키는 기능을 하며 장착된 볼렌즈 의해 샘플의 형광체 영역으로 집광된다. 광학계는 크게 시준렌즈(collimating lens)와 광학필터로 구성됨으로써 샘플로부터 발생되는 광을 적절하게 수광소자로 전달하는 기능을 하게 된다. 여기서 광학필터의 경우는 기본적으로 Distributed Bragg's Reflector(DBR) 구조로써 실리콘(Si) 포토다이오드 상부에 모노리식(monolithic)하게 형성되며 검출 샘플로부터 진행되는 레이저 광(잡음의 주원인)은 차단하고 형광(광신호)만 통과 시키는 기능을 하게 된다. 따라서 신호 대 잡음비(S/N ratio)를 향상시키기 위해서는 정밀한 광 필터링 기능이 요구됨으로써 박막의 세밀한 공정 조건과 구조적-광학적 특성 분석이 수행되었다. 마지막으로 포토다이오드 소자는 일반적인 구조 이외에 중앙에 원형 구멍이 형성된 특별한 구조가 적용된다. 이것은 포토다이오드 구조에 변화를 줌으로써 모듈 구조를 효율적으로 응용할 수 있다는 의미를 갖는다. 또한 포토다이오드의 전기적-광학적 측정 분석을 통해 잡음 및 감도 특성이 세부적으로 조사되며 형광신호를 효과적으로 측정할 수 있음을 확인하였다. 최종적으로 제작된 모듈은 약 $1{\times}1{\times}1cm^3$ 내외 정도의 크기를 갖는다. 요약하자면 본 발표에서는 광학적 바이오센서에 적용할 수 있는 소형 수-발광 소자 집적모듈을 소개한다. 전체 모듈 설계는 최소한의 부피를 가짐과 동시에 측정의 정밀성을 향상시키는데 초점을 맞추어 진행하였다. 세부요소인 광학필터와 포트다이오드의 경우 잡음 및 민감도에 미치는 중요성 때문에 세밀한 공정 및 특성분석이 수행되었다. 결론적으로 독자적인 설계 및 공정을 통해 휴대성 및 정밀성 등의 목적에 부합한 경쟁력 있는 수-발광 소자 집적모듈 제작 기술을 확보하였다.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2000.02a
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• pp.288-289
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• 2000

SBN, BSKNN KNSBN 등의 tungsten-bronze 계열에 속하는 광굴절 결정은 짧은 파장에서 좋은 감광도와 빠른 응답시간을 갖는다. 이중에서도 KNSBN 결정은 큰 크기의 결정 성장 및 도핑이 용이하고 광굴절 결정에서 중요한 특성 중 하나인 열 안정성(thermal stability)이 좋기 때문에 빠른 응답특성이 요구되는 응용분야에서 촉망받는 매질이다. 본 논문에서는 광정보저장, 광정보처리, 광컴퓨터, 광통신과 같은 다양한 분야에서 응용가능성을 가지는 Cu가 0.04wt.%도핑된 5mm$\times$5mm$\times$5mm 크기의 KNSBN 결정을 이용한 광신호의 증폭기술에 대하여 연구하였다. 먼저 Cu-KNSNB 결정의 2광파 결합 특성을 분석하기 위하여, 기록 파장에 따른 지수이득계수의 외부입사각의존성, 최대 지수이득계수를 나타내는 외부입사각에서 입사빔의 세기비에 따른 2광파 결합 이득을 측정하였다. 또한, 632.8nm파장 영역에서 기록 및 삭제시간 상수, 회절 효율의 입사빔 세기비 의존성을 측정하였다. 그리고, 음향-광학 변조기(AOM: acousto-optic modulator)에 의해 진폭 변조된 신호빔을 이용하여 광신호 증폭특성을 분석하고 그 결과를 제시하였다. 이때 두 빔의 입사각은 최대 지수이득계수를 나타내는 입사반각 12$^{\circ}$로 고정하고, 감쇄기를 이용하여 신호빔의 세기를 조절하면서 신호빔의 차동이득을 측정하였다. 투과된 신호빔은 같은 주파수에서 차동 이득(diffrerential gain)을 보였으며, 이는 moving grating과 시간-변조된 신호빔(또는 펌프빔)사이의 새로운 상호작용은 광굴절 결정의 시간 적분 특성에 의한 것이다. (중략) 경우는 상온에서 펌프 펄스의 유지시간이 0.5% 인 경우 레이저가 동작하는 것을 보여주었다. 이는 구조내에서 열전도가 문제가 된다는 것을 의미하는데 위아래가 공기로 둘러 싸여 있어 발생한 열이 가는 유전체 네트웍을 통해서만 전달 될 수 있기 때문이다. (중략)$^4$A$_2$에 의한 nophonon line R$_1$, R$_2$(680.4, 678.5 nm) 및 $^2$T$_1$$\longrightarrow$$^4$A$_2$(655.7, 649.3, 645.2 nm)의 형광방출 스펙트럼을 얻었으며, 형광수명은 0.264 ms로 조사되었다. 제조된 레이저 발진봉은 직경 6.3 m, 길이 45 nm이었다.\pm$0.06kHz Ge $F_4$; -1.84$\pm$0.04kHz$0.04kHz/TEX>0.04kHz 모국어 및 관련 외국어의 음운규칙만 알면 어느 학습대상 외국어에라도 적용할 수 있는 보편성을 지니는 것으로 사료된다.없다. 그렇다면 겹의문사를 [-wh]의리를 지 닌 의문사의 병렬로 분석할 수 없다. 예를 들어 누구누구를 [주구-이-ν가] [누구누구-이- ν가]로부터 생성되었다고 볼 수 없다. 그러므로 [-wh] 겹의문사는 복수 의미를 지닐 수 없 다. 그러면 단수 의미는 어떻게 생성되는가\ulcorner 본 논문에서는 표면적 형태에도 불구하고 [-wh]의미의 겹의문사는 병렬적 관계의 합성어가 아니라 내부구조를 지니지 않은 단순한 단어(minimal $X^{0}$ elements)로 가정한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 1999.11a
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• pp.177-183
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• 1999

In this paper, we analyze transmission characteristics of ultrashort laser pulses using the property of Raised-cosine pulse which are systematically obtained following Class-2 PRS model. The high-order pulses are easily derived front a modified PRS system model as Class-1 PRS model. This may be based on the fact that the spectra and bandwidths of the high-order pulses are beautifully related to their orders. And we make clear they are very useful to cover wider area and more accurate transmission characteristics of ultrashort pulses than Gaussian or Sech pulse approximations used conventionally. First modifying the generalized PRS system model, we propose a new model for deriving any type of high-order pulse. And we offer a novel analysis method of ultrashort pulse transmission which has any shape and FWHM, using the proposed model. In addition, by fixing the pulse range $\tau$=1(ps) and varying the order of the pulse from n=1 to n=100, we obtain spectra of ultrashort pulses with 1(ps)-100(fs) FWHM's, and width of FWHM in the Class-2 PRS model 50~100(fs) smaller than Class-1 PRS model. As a one-step further, we derive PSD's of their pulse trains when they are applied to Unipolar signaling scheme. These PSD's are derided in the range of possible pulse intervals. All of these results are not only coincided with some conventional experimental works but also will to applied to any pioneering ultrashort pulse in the future.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.55-55
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• 2011

연안 및 해안공학의 발달과 더불어 부유식방파제의 기능적 효율성이 중요시 되고 있다. 흔히 사용되어오던 착저식방파제는 설치에 많은 시간과 경비가 소요되고 환경 및 생태계에 많은 변화를 줄 수 있으며, 설치 예정지의 수리학적 특성 등의 여건에 많은 제약을 받는 단점이 있다. 부유식방파제는 일본 등의 선진국을 중심으로 활용이 잦아지고 있는 방파제로서 수면 위에 설치되기 때문에 수중 생태계에 미치는 영향이 적은 친환경방파제이다. 또한 기존에 시공된 중력식방파제와는 달리 수심에 제한을 덜 받고, 공사기간이 짧기 때문에 경제적이다. 실제 시공사례로는 2007년 마산 원전항에 완공된 부유식방파제가 대표적이며, 지금까지도 부유식방파제에 대한 여러 연구자들의 관심이 증가하고 있는 추세이다. 방파제뿐만 아니라 우리나라처럼 국토의 면적이 작은 지역에서 증가하는 해상물동량을 소화하기 위해서 부유식방파제 등을 이용한 항만의 시공이 필요한 실정이다. 이러한 부유식방파제의 분석적인 측면에 있어서 수치해석은 파랑과 구조물의 상호작용을 해석하는 데 한계가 있으며, 부유식방파제 단면형상을 정확하게 재현할 수 없으므로, 수리모형실험을 통한 부유식방파제의 연구가 필요할 것으로 판단된다. 최근 기술의 발달로 인한 유동장 해명이 가능해 졌으며, PIV(Particle image velocimetry) 및 LDV시스템은 다양한 분야에서 응용되고 있다. 특히, LDV시스템은 측정하려는 한 지점에 대하여 레이저 빔을 단면(Cross-section)으로 만들고 입자의 산란광을 후방산란(Back scatter)으로 받아서 도플러 효과를 이용, 속도에 대한 주파수를 획득하며, 유속을 측정하는 장비로 매우 높은 정확도와 비접촉식 이라는 장점을 가지고 있다. 또한, PIV 시스템에 비하여 측정시간이 오래 걸리는 반면 데이터를 가공하지 않고 활용할 만큼 높은 정확성을 가지고 있다. 본 연구에서는 수리모형실험을 통하여 단독형, 2열형 및 3열형 부유식방파제의 형상, 흘수 및 거리를 변화시키며 유동장을 수집하였으며, 방파성능에 따른 와의 생성 및 소멸시점에서의 파랑변형과의 관계를 분석하였다. 방파제의 형상과 흘수를 달리하여 수리모형실험을 수행하였으며, 와류의 상관관계를 분석하였다. 또한, 연직 2차원 Navier-Stokes 방정식 모형을 이용하여 수치모형실험을 수행하였으며, 수치모형실험 결과와 수리모형실험 결과를 비교 분석하였다. 후방방파제에서 발생되는 파랑은 입사파의 주기가 길어질수록 상대적으로 커지는 현상을 보였으며, 흘수심이 깊어질수록 전방방파제 입사 면에서 자유 수면이 높게 관측되는 결과를 보였다. 또한, 비교적 장주기파랑에 해당하는 입사파랑의 경우 전달파고비 산정에 있어서 설계기준인 0.5를 대다수 초과하는 반면, 3열형 구조에서는 대부분이 0.5이하로 상당히 높은 방파성능 결과를 나타내었다.

• Journal of IKEEE
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• v.28 no.1
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• pp.97-103
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• 2024

Some drugs can offer far better medical effectiveness as it is injected through the intradermal layer of the skin, known as a needle-free injection. However, conventional needle-free devices might deliver a relatively large amount of drug in a just single spot of skin, splitting open the tissue layer structure, which might cause bruising and bleeding. By injecting the small volume with a fast repetition rate in a large surface area of skin, the patient may get much fewer injuries and pain. To achieve that specification, the driving force must be instantaneous and short-pulsed. Such a form of an injection device has been developed but the efficacy of those devices has been rarely examined. Therefore, this study developed the laser-induced microjet device that ejects microjet whose speed is ~310 m/s, during the 400~800 ㎲ of pulse time. The device can eject ~1 µL of the drug at the rate at which each shot repeated 10 shots per second. Using this specification, we evaluated the efficacy of drug injection onto mouse models. After injecting the insulin solution into the mouse model, the blood insulin level is detected, resulting in 20 % of blood insulin level with the ordinary needle syringe injection method.

• Progress in Medical Physics
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• v.6 no.2
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• pp.61-70
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• 1995

The picosecond time resolved fluorescence spectra of Hematoporphyrin Derivative (HPD) in both solutions and cancer cell are measured by a time correlated single photon counting system with a synchronously mode locked dye laser. Two exoponential decay components in the fluorescence spectra were observed. The slow decay(6.3 ㎱)and the fast one(350 ㎰)are attributed to be originated from monomers and dimers, respectively. The absorption and fluorescence measurements in steady state also showed the presence of a monomeric and dimeric forms of HPD molecules. The monomer lifetime in the cancer cell was measured to be longer than that in solution, which was expected from the blue shift and narrowing of the absorption spectra for HPD-treated in vitro. The relative amplitude of the fast component was found to be enhanced in cancer cell, strongly indicating the higher affinity of the dimer for the cancer cell.