• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.186-186
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• 2011

태양전지의 효율을 증가시키기 위해서는 표면에서의 Fresnel 반사를 줄여 입사된 빛이 흡수층까지 잘 도달되도록 해야 한다. 그러나 결정질 실리콘의 경우, 굴절률이 높아 32% 이상의 표면반사율을 보이고 있어, 실리콘 태양전지 표면에 단일 또는 다중 박막의 무반사 코팅을 통해 반사율을 낮추는 방법이 널리 사용 되어 오고 있었다. 하지만, 이와 같은 코팅 방법은 열적팽창 불일치, 물질 선택의 어려움뿐만 아니라 낮은 반사율을 포함하는 파장 및 빛의 입사각 영역의 제한 등 여러 문제점을 지니고 있다. 이러한 문제점을 보완하기 위해, 표면에 서브파장의 주기를 갖는 나노구조(subwavelength structure, SWS)의 형성에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 습식 식각보다 건식 식각을 이용한 SWS 제작 방법이 표면 profile을 제어하기 용이하나 패턴 형성을 위해 식각 마스크가 필요하다. 최근, 복잡하고 고가의 전자빔 또는 나노임프린트를 이용한 패턴 형성보다, 간단/저렴하며 대면적 제작이 용이한 금속 나노입자 마스크를 이용한 SWS의 제작에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한 SWS의 무반사 특성은 표면 profile에 따라 크게 영향을 받는다. 따라서 본 실험에서는 열적 응집현상에 의해 형성되는 self-assembled Pt 나노입자 식각 마스크 및 $SiCl_4$가스를 사용한 유도결합 플라즈마(inductively coupled plasma, ICP) 장비를 이용하여 무반사 실리콘 SWS를 제작하였으며, SWS 표면 profile에 따른 구조적 및 무반사 특성을 조사하기 위해 다양한 공정조건을 변화시켰다. 실리콘 기판 위의 Pt 박막은 전자빔 증착(e-beaml evaporation)법을 사용하였고, 급속 열처리(RTA)를 통해 Pt 나노입자의 식각 마스크를 형성시켰다. Pt 나노입자들의 패턴 및 제작된 무반사 실리콘 SWS의 식각 profile은 scanning electron microscope를 사용하여 관찰하였으며, UV-VIR-NIR spectrophotometer를 사용하여 350~1050 nm 파장 영역에서의 반사율을 측정하였다. ICP 식각 조건을 변화시켜 5% 이하의 낮은 반사율을 갖는 높이가 높고 쐐기 형태의 실리콘 SWS를 도출하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of IIIuminating and Electrical Installation Engineers Conference
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• 2006.05a
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• pp.137-141
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• 2006

조명기구가 사용되는 장소와 용도에 맞는 배광을 얻어내기 위한 기구를 설계하는 과정에서 반사, 굴절 등의 메카니즘을 이용한다. 현재의 조명기구 설계는 주로 반사 메카니즘을 이용한 반사판의 설계에 치중되어 있다. 본 논문에서는 굴절 메카니즘을 이용하여 빛의 진행에 따른 굴절과 투과의 관계를 분석하고 조명기구에 접목시킬 수 있는 다양한 각도와 형상을 갖는 프리즘을 설계하는 방법을 제시하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.240-240
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• 2010

반사 방지막은 LEDs, 태양전지, 센서 등의 광전소자의 효율을 향상시키는데 사용되고 있다. 일반적으로 사용되는 단층 또는 다층 박막의 반사방지막은 thermal expansion mismatch, adhesion, stability 등의 문제점을 가지고 있다. 따라서, 단층 또는 다층 박막의 반사방지막 대신에 파장이하의 주기를 갖는 구조(subwavelength structure, SWS)의 반사방지막 연구가 활발히 진행되고 있다. 입사되는 태양 스펙트럼의 파장보다 작은 주기를 갖는 SWS 구조는 Fresnel 반사율을 감소시켜 빛의 손실을 줄일 수 있다. 이러한 SWS 반사 방지막을 제작하기 위해서는 에칭 마스크가 필요하다. 에칭 마스크 제작을 위해서 사용되는 장비로는 홀로그램, 전자빔, 나노임프린트와 같은 리소그라피 방법이 있으나, 이들은 제작 비용이 고가이며 복잡한 기술을 필요로 한다. 따라서 본 실험에서는 리소그라피 방법보다 간단하고 저렴한 self-assembled Au 나노 입자 에칭 마스크를 이용한 실리콘 SWS 반사 방지막을 제작하여 구조적 및 광학적 특성을 연구하였다. Au박막은 열증발증착(thermal evaporator)법에 의해 실리콘 기판 위에 증착되었고, 급속 열처리(rapid thermal annealing, RTA)를 통해 Au 나노입자 에칭 마스크를 형성시켰다. 실리콘 SWS 반사방지막은 식각 가스 $SiCl_4$를 기반의 유도결합 플라즈마(inductively coupled plasma, ICP) 장비를 사용하여 제작되었다. Au 나노 입자의 마스크 패턴 및 에칭된 실리콘 SWS 프로파일은 scanning electron microscope를 사용하여 관찰하였으며, UV-Vis-NIR spectrophotometer를 사용하여 300-1100 nm 파장 영역에 따른 반사율을 측정하였다. ICP 에칭 조건을 변화시켜 가장 낮은 반사율을 갖는 최적화된 실리콘 SWS 반사방지막을 도출하였다. 최적화된 구조에 대해서, 실리콘 SWS 반사방지막은 벌크 실리콘 (>35%)보다 더 낮은 5% 이하의 반사율을 나타냈다.

• Journal of Science Education
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• v.37 no.1
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• pp.186-202
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• 2013

The purpose of this study is to develop and apply materials to teach about reflection of light by peer instruction. These which consist of both hands-on experiments and ConcepTests based on students' preconceptions found in previous researches are inducing active interaction between peers during instruction. Data from 29 university students were rate of correct answer of pre and post tests, results of conceptests before and after peer discussion, homework for strengthening their conceptual changes, and RTOP result for analysis of learners' perception about this method. Learners' preconceptions on reflection of light and position of image are changed effectively into scientific concepts. And they evaluate this teaching method helps conceptual understanding and interaction of an instructor and learners.

• Broadcasting and Media Magazine
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• v.26 no.2
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• pp.9-17
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• 2021

LiDAR는 조사된 빛이 피사체에 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 거리를 측정하는 장비로서, 넓은 영역과 긴 거리에 걸쳐 실세계의 정밀한 3차원 정보를 포인트 클라우드 데이터로 제공해 준다. 이러한 대용량 포인트 클라우드 데이터는 자율주행 자동차, 로봇, 3차원 지도 제작 등 컴퓨터 비전 기술을 이용하는 다양한 분야에 널리 활용될 수 있다. 그러나 유리 구조물을 포함하는 피사체를 LiDAR로 촬영하는 경우, 유리면에서 빛의 반사로 인한 가상의 포인트가 생성되어 실제 3차원 정보를 왜곡하는 문제가 있다. 포인트 클라우드의 후속 처리를 효율적으로 수행하기 위하여, 이러한 왜곡을 제거하는 전처리 기술이 필요하다. 본 고에서는 LiDAR의 취득 원리와 3차원 포인트 클라우드의 특성을 고찰하고, 유리 반사로 인한 왜곡된 가상의 포인트를 자동으로 검출하고 제거하는 새로운 연구 주제를 소개한다.

• Journal of the Korea Computer Graphics Society
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• v.10 no.3
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• pp.34-39
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• 2004

물체의 반사(specular reflection)는 물체의 재질을 이해하는 중요한 실마리임과 더불어, 반사 영역의 모양은 국소적으로 물체의 기하학적 정보를 표시하는 중요한 부분이다. 기존의 비사실적 렌더링 분야에서 다루어져 왔던 만화적 표현 관련 연구들은 극도로 단순화된 쉐이딩 모델을 사용하여 모델의 상세도를 줄이는 방법을 사용하기 때문에 반사 효과와 같은 상세함을 표현하기에는 부족하다. 본 논문에서는 물체의 반사 영역을 만화적으로 표현하는 새로운 비사실적 렌더링 기법을 제안한다. 물체의 국소 반사 모델(local reflection model)을 사용하여 물체의 모든 정점에 대한 빛의 세기를 계산한 후, 반사 영역을 추출한다. 해당 반사 영역에 만화적으로 패턴화된 텍스처를 투영하여 반사 영역을 만화적인 느낌으로 표현한다. 본 논문에서 제시하는 결과는 국소 반사 모델의 계산을 사용하고 투영 텍스처(projective texture)를 이용하는 모델 공간(object space)의 계산으로, 오늘날 보편화되고 있는 그래픽 하드웨어의 가속 성능을 최대로 사용할 수 있는 장점이 있다. 따라서 본 논문의 연구결과는 실시간성이 매우 중요한 게임 등의 분야에서 만화적인 렌더링 기법을 적용하는데 사용할 수 있다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2007.04a
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• pp.155-156
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• 2007

본 연구에서는 태양전지 표면에 입사된 빛의 반사율을 최소화하기 위해서 단결정 실리콘 기판 표면에 다공성 실리콘층을 적용하여 반사방지막(Anti-Reflection Coating, ARC)을 형성하는 실험을 하였다. 다공성 실리콘(Porous silicon, PSi)은 실온에서, 기판 성질에 따라 일정 비율로 만든 전해질 용액($HF-C_2H_5OH-H_2O$)을 사용하여 실리콘 표면에 양극산화처리 함으로써 단순 공정만으로 실리콘 기판의 반사율을 낮출 수 있다. 본 연구는 일정한 면저항을 가지는 단결정 실리콘 기판에 다공성 실리콘층을 여러 조건으로 형성하여 반사방지막으로써의 특성을 비교 분석하였다.

• Journal of Korea Game Society
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• v.16 no.1
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• pp.111-118
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• 2016

This paper proposes the mathematical model of Fresnel effect used to illuminate and simulate a surface character model for defense game play. The term illumination is used to represent the process by which the amount of light reaching a surface character model used on game play is determined. The character surface shaders generally use a mathematical model to predict how light will reflect on triangles. The shading normally represents the methods used to determine the color and intensity of light reflected toward the viewer for each pixel representing the character surface model of the game. This model computes the reflection and transmission coefficients and compares simulated results to the Fresnel equations for the real game improvement.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.35 no.8
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• pp.799-804
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• 2011

The LFLP (Linear Fresnel Light Pipe) system uses a linear Fresnel lens to follow the sun and concentrates the parallel sunlight into a line. A LFLP daylighting system has been developed and updated to a DBLP (Double Blind Light Pipe) daylighting system to improve the overall system efficiency in the morning and afternoon. The new design consists of a double-blind style with a cone-shaped light transformer. The blinds are used to collect the sun's altitude and azimuth movements through the day. Behind the two sets of blinds is the light transformer, which is based on a parabolic-shaped light concentrator. The light transformer is designed to efficiently deliver light within a thirty-degree radial spread so that the light pipe can internally reflect the light. The results of scale-model tests are encouraging, and the efficiency is three times higher than that of the previous LFLP system.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.31 no.6
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• pp.321-327
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• 2020

We investigated the light reflection from thin films coated on substrates. Using a prism with a high refractive index as the incident medium, the phenomena of the total internal reflection (TIR) of the prism/film/substrate system and the light coupling into the optical waveguide formed by the air/film/substrate system were comprehensively studied and compared. If the refractive index of the thin film is greater than that of the substrate, within the TIR region of the substrate, sharp reflection minima occur at specific angles where the waveguide modes are excited, that can be used to accurately measure the refractive index and thickness of a thin film. On the other hand, if the refractive index of the thin film is smaller than that of the substrate, such waveguide modes do not exist. In this case, although not so distinct as a bulk medium, the TIR effect of the thin film is still observable, accompanied by an interference pattern. In this study we analyzed the overall reflection phenomena occurring from prism/film/substrate structures, to investigate the possibility of measuring the refractive index of a thin film in both cases.