• 한국광학회지
• /
• 제31권6호
• /
• pp.274-280
• /
• 2020

본 논문에서는 결맞음 빔결합 방식을 이용한 원거리 광학 에너지 전달 방법에 있어서 대기 외란의 영향을 위상판 모델을 사용하여 수치해석하고 분석한다. 결맞음 빔결합 방식은 3채널로 구성하고, 전송 거리는 1~2 km, 각 채널별 위상 및 조사 방향은 적절한 방식으로 보정된 것으로 가정하며, 각 채널 빔들이 자유공간을 진행할 때 발생하는 대기 외란 영향은 위상판 모델로 정량화한다. 위상판은 구조상수 Cn2 값의 변동 범위 10-15에서 10-13 [m-2/3] 내에서 통계적으로 생성하여 구성한다. 특별히, 본 논의에서는 대기 요동의 강도가 최종 빔결합 효율에 미치는 영향을 분석하기 위해 위상판 모델의 구조 상수를 변화시켜가며 해당 목표 지점에서 3채널 결맞음 빔결합 방식을 통해 전송된 빔의 결합 형태, 왜곡 정도 및 빔결합 효율을 계산한다. 본 수치 모델을 통해 분석한 결과, 상기 주어진 대기 요동 조건하에서도 원거리 광학 에너지 전송에 결맞음 빔결합 방식을 사용할 경우, 수신부 유효 도달 전력을 비결맞음 빔결합 방식 대비 최소 3배 이상 확보할 수 있음을 확인할 수 있다. 본 수치 모델은, 원거리 광학 에너지 전송을 전산모사함에 있어서 다양한 형태의 대기 외란의 영향 및 빔결합 방식을 분석하는데 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국광학회지
• /
• 제11권6호
• /
• pp.385-389
• /
• 2000

본 논문에서는 원형 대칭 광 시스템에 대한 초점 심도를 증가시키기 위해 Wigner 분포 함수(WDF)로 유도된 위상 지연 함수를 이용한다. 1차원 신호에 대한 WDF는 위상-공간($\chi,\zeta$)상의 2차원 함수로 표현되고 Strehl 비 (SR)를 이용해 정규화된 복사조도로 나타낸다. 초점 심도의 증가는 WDF 공간상에서 간단한 조작으로 자유공간 전파의 특성을 나타내는 전단 기울기 $\alpha$을 부여함으로서 달성된다. 또한 $\alpha$을 초점 심도의 항 $\delta_z$로 표현함으로서 위상 지연 함수를 통해 정량적으로 초점특성을 평가할 수 있는 방법을 제안한다. 제안된 방법으로 수치 해석한 결과를 다른 접근법으로 수행되었던 연구결과와 비교한다.

• 한국광학회지
• /
• 제3권1호
• /
• pp.43-49
• /
• 1992

Marx generator와 진공 다이오드, Bifilar helical wiggler, 인도자장 솔레노이드 등을 이용하여 마이크로파 영역의 자유전자 레이저를 설계 제작하였다. Bifilar helical wiggler의 자장분포를 분석하였고 공간전하의 수직성분 효ㅗ가를 고려하여 계산한 전자궤적 모의실험을 통하여 Wiggler자장이 전자빔 입사에 적합함을 확인하였다. Wiggler자장 300G, 인도자장 4.4kG, 전자빔 에너지 170keV일때 분산방정식에 의하여 계산된 출력 주파수는 약 11GHz였고 실험 결과 나타난 출력 주파수의 점위는 9.78GHz-11.7GHz로 추정되었다. 전자 속도의 축방향 퍼짐을 고려하여 이론적으로 이득을 계산하였다.

• 우주기술과 응용
• /
• 제4권1호
• /
• pp.74-85
• /
• 2024

기존의 위성-지상 간 정보 전달에 사용하던 전파 통신의 한계가 가시화됨에 따라, 이를 광학 레이저 통신으로 극복하고자 전세계에서 다양한 실험이 이루어지고 있다. 본 논문에서는 인공위성에서 레이저 송출을 담당하는 광통신 터미널(optical communications terminal, OCT)과 지상에서 정보를 수신하는 광통신 지상국(optical ground station, OGS)을 자체 개발하고, 이를 이용한 자유공간 광통신(free-space optical communication, FSOC) 실험을 수행하였다. 30 mm 구경의 광통신 터미널과 250 mm 구경의 이동형 광통신 지상국 망원경, 상용 10 Gbps SFP+ 모듈과 미디어 컨버터를 이용하여, 4K HDMI(high-definition multimedia interface) 신호를 1,550 nm 파장의 레이저에 담아 송출하고 수신하는데 성공했다. 실험의 송수신거리는 각각 3, 9, 20 km이며, 각각의 거리에서 신호의 수신 세기는 +6.1, -2.8, -10.9 dBm이다. 4K HDMI 영상은 끊김 없이 10분 이상 지속됨을 확인하였다.

• 한국광학회:학술대회논문집
• /
• 한국광학회 2000년도 제11회 정기총회 및 00년 동계학술발표회 논문집
• /
• pp.16-17
• /
• 2000

무선광통신기술은 케이블의 신설 또는 재 설치가 어려운 구간이나 보안성이 요구되는 무선전송 구간에 많이 사용된다. 또한 기존의 무선주파수와 상호간섭이 적으며, 구현이 간편하여 실내의 짧은 광 전송구간과 빌딩간의 고속광전송에 그 이용이 점점 증가하고 있다$^{(1-5)}$ . LOS(Line of sight)방식의 광연결에서는 광원으로부터의 출력빔의 방향과 광검출기의 위치가 잘 정렬되어야 한다. 광원으로부터 광검출기 사이의 신호전송매체가 자유공간이므로 외부의 기계적 진동에 의하여 광원의 위치가 미소하게 변경되는 경우, 출력광의 진행방향이 광검출기의 위치에 일치하지 않아 수신부에서 검출되는 신호는 매우 약해질 수 있다. 본 논문에서는 이러한 경우에 효과적으로 사용할 수 있는 자동정렬형 광검출구조를 개발하였다. 자동정렬형 광검출기의 구조도는 그림[1]과 같다. (중략)

• 한국광학회지
• /
• 제29권2호
• /
• pp.77-84
• /
• 2018

본 연구에서 서울, 부산, 대전의 5년치 날씨 정보를 활용하여 우리나라 옥외 무선 광통신 시스템의 링크 가용성을 이론적으로 분석하였다. 이를 위하여 기상 상태와 시계(visibility)를 이용하여 대기의 흡수와 산란이 유발하는 광전력 감쇠를 계산하였다. 또한 날씨 정보를 활용하여 신틸레이션에 의한 수신 광전력 변화를 예측하였다. 대기의 흡수 및 산란에 의한 광전력 손실과 신틸레이션에 의한 광전력 변화가 서로 무관하다는 가정 하에 수신 광전력과 수신 감도를 비교하여 링크 가용성을 도출하였다. 분석결과 10 dBm 송신기 출력과 7 cm 수광 직경을 가진 수신기를 사용한 3.5 km 시스템의 링크 가용성은 대전에서 95% 이상으로 예측되었다. 부산과 서울의 경우 대전보다 열악한 시계로 인하여 낮은 링크 가용성을 보였다.

• 한국광학회지
• /
• 제33권3호
• /
• pp.113-121
• /
• 2022

본 연구에서는 우리나라의 위성-지상 하향 무선 광통신 시스템의 링크 가용성을 분석하였다. 주요 5개 도시(서울, 부산, 대구, 대전, 광주)의 최근 10년간의 기상 데이터를 활용했으며, 대기의 흡수 및 산란 손실과 신틸레이션 손실, 그리고 에어로졸 손실을 모두 고려하여 링크 가용성을 이론적으로 예측하였다. 정확하면서도 보수적인 링크 가용성 계산을 위하여 수적(cloud droplet)의 최대 개수 밀도를 사용하는 새로운 손실 모델을 제시하였다. 지상 기지국이 주요 5개 도시 중 한 곳에 위치하며, 대기 손실에 20 dB의 링크 버짓을 할당할 것을 전제한 경우 우리나라 위상-지상 하향 무선 광통신 링크의 가용성은 45-70%로 예측되었다. 그러나 3개 또는 5개 도시의 위치 다이버시티를 적용하면, 링크 가용성이 각각 90%와 97%로 크게 향상될 수 있을 것으로 예측되었다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제17권12호
• /
• pp.1353-1361
• /
• 1992

가볍고 박막이며 자유공간 상호연결이 가능한 홀로그래피 광학소자 (HOE)를 제작하였다. 특히 광연결 및 다중영상처리를 위해서는 고효율이어야 하며 같은 파워의 스폿빔이 형성되어야 한다. 2차원 2진 위상구조를 갖는 위상격자를 찾기위해 modified Newton방식을 기초로 컴퓨터 시뮬레이션하여 비선형 방정식의 해를 구하였다. 플로터를 이용하여 원화를 그린다음 축소하여 마이크로 필름에 정보를 옮겼다. 마이크로 필름과 은염 홀로그램 필름을 접촉복사시켜 위상형 회절격자를 만들어 $5{\times}5$ 다중 스폿빔을 형성시켰다. 중앙 0차 빔을 제외하고는 균일한 세기를 가졌으며 표백처리된 홀로그래피 광학소자는 고효율을 얻을 수 있었다.

• 한국광학회지
• /
• 제8권4호
• /
• pp.260-266
• /
• 1997

DCG(dichromated gelatin : 7.mu.m 두께) 필름을 이용하여 홀로그래픽 편광분리(Holographic Polarization Separation : HPS)소자를 설계 제작하였다. 제작한 HPS소자의 편광특성을 노출시간, 입사각, 편광각 등의 몇가지 물리적 변수들을 이용하여 조사하였다. 실험결과가 Kogelnik의 결합 파동이론에 기초한 이론적 결과와 잘 일치함을 알 수 있었다. 제작한 HPS소자는 633 nm 파장에서 편광 회절 강도비가 500:1(S편광:P편광)이상이였다. 또한 HPS소자의 광 스위치 및 자유공간 광 연결소자로서의 응용 가능성을 제시하였다.

• 전기전자학회논문지
• /
• 제19권3호
• /
• pp.424-430
• /
• 2015

본 논문은 CFB(Cipher Feedback) 모드에 기반한 2 차원 페이지 데이터의 광학적 암호화 응용 시스템을 제안한다. 광학적으로 구현된 CFB 암호화 시스템은 2 차원 페이지 데이터 암호화를 위해 자유공간 광 연결 이중 인코딩 기법을 이용한다. 또한, 제안된 방법은 기존의 1 차원 암호화키를 처리하는 CFB 방식보다 2 차원 페이지 단위로 배열된 매우 큰 암호화키를 제공하기 때문에 암호강도가 한층 더 강화된 암호화 시스템을 구현한다. 제안한 CFB 알고리즘의 성능을 검증하기 위해 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 2 차원 페이지 데이터의 암호화 및 복호화 과정을 보여주고 오차 분석을 수행하였다. 시뮬레이션 결과, 제안한 CFB 방식은 기존의 1 차원 블록 방식보다 데이터 처리용량과 긴 암호화키를 가지는 강력한 광학적 페이지 암호화 시스템을 가능하게 한다.