• 한국광학회지
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• 제19권2호
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• pp.127-131
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• 2008

본 논문에서는 굴절률 감지 방식의 수직 결합형 폴리머 마이크로링 공진기 기반 글루코스 바이오 센서를 제안하고 구현하였다. 이 센서에서 상부 클래딩 역할을 하는 글루코스 분석 대상물의 농도 변화는 링 공진기의 공진파장 이동을 측정함으로써 얻어진다. 특히, 센서의 감도를 향상시키기 위해 다음과 같은 방법을 사용하였다. 첫째로, 분석 대상물에 근접한 유효굴절률을 갖는 폴리머 도파로 구조를 공진기 센서에 도입하였다. 둘째로, 분석 물질의 접촉면적을 확대하기 위해 측면 클래딩층이 충분히 식각된 pedestal 링 도파로 구조를 사용하였다. 제안된 공진기 센서는 빔전파 방법을 사용하여 설계하고 분석하였다. 사용된 코어 및 클래딩용 폴리머의 굴절률은 각각 1.430과 1.375였으며, 링 반경은 $400\;{\mu}m$였다. 이 때 얻어진 도파로의 유효굴절률은 ${\sim}1.390$였으며 글루코스 수용액의 굴절률 1.333와 매우 근접하였다. 제작된 소자의 기본적인 전달특성은 FSR(free spectral range) 0.66 nm, 대역폭 ${\sim}0.15\;nm$, Q 값 10,000 이었다. 1550 nm 광파장 대역에서 얻어진 측정 결과를 살펴보면, 센서 감도는 ${\sim}0.28\;pm$/(mg/dL)였으며, 이에 따른 굴절률 변화 감도는 ${\sim}200\;nm/RIU$였다.

• 한국광학회지
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• 제23권1호
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• pp.36-41
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• 2012

표면 플라즈몬-폴라리톤(surface plasmon-polaritons, SPP)의 외부-전반사(total external reflection, TER) 현상은 유전체 만으로 된 경계 면에서는 일어나지 않는 SPP 만의 독특한 특성이다. 금속 면 위에 놓인 낮은 굴절률 유전체 선이 도파로 코어 역할을 하여 파장 이하의 크기를 갖는 도파모드를 형성하는 SPP-TER 도파로 구조를 제안하였다. 코어 단면적 변화에 따른 SPP-TER 모드의 전파 특성을 기존의 높은 굴절률 유전체 도파로 및 금속 도파로 구조와 비교 분석하였다. 코어의 면적이 작아짐에 따라 SPP-TER 모드의 크기가 파장보다 수십 배 작아질 수 있으면서도, 주변에 이득물질을 갖는 경우에는 기존의 도파로 구조보다도 높은 이득을 가질 수 있음을 보였다. 따라서, 제안된 SPP-TER 구조는 나노 크기의 레이저 구현에 기여하리라 기대된다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제18권1호
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• pp.1-14
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• 2006

본 논문에서 직사각형 격자 체계에서 원호형 내부조파에 의한 선 조파기법을 개발하였다. 총 다섯 가지 조파형식의 수치실험이 다음의 조건에 수행되었다. 즉, 일정수심에서의 파랑의 전파, 일정경사를 가지는 평면에서의 굴절과 천수, 반무한 방파제에서 회절 실험을 수행하였다. 수치실험 수행 시 기본방정식으로 Suh et al. (1997)이 제안한 확장형 완경사방정식을 이용하였다. 두 개의 평행한 직선이 반원으로 연결된 제5형식 조파기법을 사용하면 가장 우수한 결과를 얻을 수 있었다. 특히, 격자간격이 작은 경우에 그 우수성이 확연히 드러났다.

• 터널과지하공간
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• 제11권4호
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• pp.362-367
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• 2001

지반에서 겨울에 발생할 수 있는 단단한 상부층은 방진벽의 진동차단성능을 변화시킬 수 있다. 본 논문은 상부에 단단한 층이 존재하는 층진 지반(layered soil)에서 표면파의 진동전파와 강성 방진벽의 진동차단 성능에 관한 것이다. 연구는 이차원문제로, 경계요소법을 이용한 수치해석적 방법에 의해 수행되었으며, 진동원은 수직방향으로 조화가 진을 받는 줄기초이다. 검토된 지반은 세 가지로, 균질의 반무한 지반과, 단단한 상부층의 두께를 달리하는 두 개의 지반이다. 단단한 상부층을 갖는 지반에서는 굴절의 지반과 비교하여 아주 커다란 진폭의 감소가 나타났으며, 진동전파 속도의 경우, 물성치에 의해 계산으로 구해지는 진동전파 속도만큼의 크기가 나타나지 않았다. 더욱이 동결지반에서의 진폭은 비동결지반에서 보다 거리에 따라 아주 작은 값이 구해졌다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제28권9호
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• pp.55-62
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• 2023

본 논문에서는 기하학 기반의 사운드 생성 기법을 활용하여 1)다중 음원, 2)바람의 이류와 3)온도에 따른 상호작용을 효율적으로 처리할 수 있는 방법을 제시한다. 최근에 절감된 광선추적법(Reduced raytracing) 기반으로 사운드(Sound) 위치를 업데이트하고 많은 레이(Ray)의 재귀적인 반사/굴절 없이 사운드 전파와 회절을 효율적으로 계산하는 방법이 제안되었지만, 이 접근법은 사운드의 전파 특징만을 고려했지 다중 음원, 바람의 이류와 온도에 따른 상호작용은 고려하지 못했다. 이러한 한계는 정적인 사운드만 생성하기 때문에, 다양한 가상환경에서 사운드를 통한 장면 제작을 어렵게 만든다. 본 논문에서는 여러 개의 사운드가 배치된 상황에서 사운드 맵을 효율적으로 구성할 수 있는 방법과 이것을 통해 효율적으로 에이전트의 움직임을 제어할 수 있는 방법을 제시한다. 뿐만 아니라 바람의 이류와 온도를 고려하여 사운드 전파를 제어를 할 수 있는 방법을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 방법은 사운드를 기반으로 콘테츠 몰입을 개선시킬 수 있는 게임뿐만 아니라 메타버스 환경 디자인, 군중 시뮬레이션 등 다양한 분야에서 활용이 가능하다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제29권8호
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• pp.648-659
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• 2018

본 논문에서는 우주감시레이다에 대한 지구 대기권 영향을 분석하기 위해 대기 굴절에 의한 고도 오차 및 주파수별 전리층 시간 지연에 의한 거리 오차를 레이다 고각에 따라 도출하였다. 이를 위해 국내 기상관측소 측정 데이터를 이용하여 지역별/계절별 특성을 고려한 전파 굴절도 프로파일을 모델링하고, 광선추적법을 이용하여 전파 굴절에 의한 고도 오차를 도출했으며, 주파수에 따른 전리층 거리 오차를 도출하였다. 또한, 해외 우주감시레이다 및 국내 제안된 우주감시 레이다를 토대로 레이다 오차 특성에 따른 레이다 설계 고려사항에 대해 알아보았다. 따라서 이러한 지구 대기권에 의한 우주감시레이다 오차 특성 분석은 향후 우주감시레이다 설계 시 레이다 위치, 레이다 조향 범위 및 주파수 선정에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.1020-1027
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• 2008

본 논문에서는 드루드 모형(Drude model) 특성을 가지는 메타 물질의 굴절각 및 임계각을 해석적으로 분석하였다. 메타 물질 슬래브(slab)에서의 전자기파의 반사 및 투과 특성을 해석하기 위해 메타 물질에서 적용된 드루드 모형에서는 30 GHz에서 각각 -1의 값을 갖는 유전율, 투자율을 사용하였다. 해석 결과로부터 드루드 모형에서 물리 상수(physical constant)의 부호가 주파수에 따라 연속적으로 변하기 때문에 주파수 대역별로 굴절각과 임계각이 각각 서로 다른 특성을 갖는다는 사실을 유도하였다. 본 논문에서 유도한 메타 물질의 주파수에 따른 굴절각 및 임계각 특성은 메타 물질의 주파수와 물리 상수간의 특성과 같은 전자기적 특성을 이해하고, 메타물질과 유전체간 다층 결합의 전파 특성 해석, 레이돔에 적용 가능한 신소재 메타 물질, 전기적 초소형 안테나와 같은 다양한 전자기파 응용에 유용하게 사용할 수 있다.

• 한국광학회지
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• 제32권4호
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• pp.180-186
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• 2021

불화폴리이미드는 우수한 광투과율과 광학적 굴절률이 높은 특징을 가지며 이를 이용하여 제작된 폴리머 광도파로 위상변조기는 광손실이 작고 저전력으로 안정적인 위상제어가 가능하게 된다. 본 논문에서는 고굴절률 불화폴리이미드를 이용하여 광도파로 위상변조기를 설계하고 제작하여 특성을 분석하였다. 광도파로를 제작하여 손실을 측정하기에 효율적인 새로운 방법을 제시하였고, 제작된 폴리이미드 광도파로의 전파손실은 0.9 dB/cm로 확인되었다. 위상변조기는 π 위상변화를 위해 9.1 mW의 전력을 필요로 하였으며, 기존 폴리머 위상변조기 대비 응답속도가 10배 정도 향상된 290 μs 정도의 응답시간을 가지는 것을 확인하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제23권6호
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• pp.157-162
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• 2023

격자 구조형 스트립 방향성 결합기를 기반으로 한 고 민감도 굴절률 bio-sensor를 제안하였다. 그 센서는 도파관 중 하나의 상단 층에 격자 구조가 구성된, 두 개의 비대칭 스트립 도파관을 사용하여 설계하였다. 위상정합 조건을 만족하는 공진 파장에서 한 도파관으로부터 다른 도파관으로 최대 광 결합이 발생하며, 도파관 표면 영역에 놓인 분석물질의 굴절률 변화에 따른 위상정합 조건의 변화가 민감도를 측정하는 척도로 사용될 수 있음을 보여주었다. 제안된 센서는 높은 굴절률 민감도를 가진 on-chip 장치로 설계될 수 있으며, 낮은 전파 손실을 제공하여 민감도가 향상되도록 센서를 구성되었다. 더욱이, 도파관 파라미터에 따른 민감도 변화가 센서의 설계 최적화를 위하여 분석되었다.

• 한국지구과학회지
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• 제41권5호
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• pp.478-489
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• 2020

대기 압력 변동을 측정하는 인프라사운드 관측 기술을 통하여 원거리 지표폭발 사고를 분석하였다. 2019년 12월 24일 전남 광양시에서 발생한 2차례 폭발 사고에서 발생한 인프라사운드 신호가 151-435 km 거리에 위치하는 12개 음파 관측소에 기록되었다. 당시 인프라사운드는 북북서 방향의 성층권 바람에 의해 약 40 km 고도에서 굴절되어 같은 방향에 분포하는 관측소에 도달하였다. 반면, 약 10 km 고도에서는 강한 서풍의 영향으로 대류권 굴절 신호가 북동 및 동쪽 방향에 위치하는 관측소에 도달하는 등 방향에 따라 상이한 전파 경로를 보였다. 대기 유효음파속도구조와 포물선 방정식 모델링을 통해 전파 경로상의 투과손실을 계산하고 폭발 지점으로부터 기준거리에서의 초과압력을 추정하였다. 추정된 초과압력은 초과압력-폭발량 관계식에 적용함으로써, 두 차례의 폭발은 각각 14, 65 kg TNT 폭발 에너지에 상응하는 것으로 계산되었다. 1차 폭발 당시에 폭발 충격으로 부속물이 대기 중으로 비산하는 현상이 관측되었고, 폭발충격에 의한 파편 운동과 초과압력 간의 관계식으로 1차 폭발의 에너지는 약 49 kg 이하 TNT 폭발에 상응하는 것으로 계산되었다. 본 연구에서 제안한 폭발 에너지 추정 방법은 향후 다양한 원거리 폭발 에너지 계산에 활용이 가능하리라 본다. 향후 계산 결과의 신뢰도를 높이기 위해서는 대기 속도구조 불확실성에 대한 연구와 다양한 발파 자료를 통한 검증 연구가 필요하다.