• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.21 no.1
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• pp.26-32
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• 2010

Line lamps, which utilize leaky optical fibers based on periodic bending of plastic optical fibers, are proposed. The LED-optical fiber coupler, the key component of the line lamp, is designed and analyzed. The analysis by the Monte Carlo photon simulation method has shown that the optical coupling efficiency is affected rather sensitively by $\theta_w$, the slanting angle of the reflecting cup sidewall and $\rho_{ref}$, the reflectivity of the reflecting cup. The optical coupling efficiency of the coupler reaches the maximum when $\theta_w$ is about $60^{\circ}$, which is significantly larger than $\theta_w=45^{\circ}$, the typical sidewall slanting angle of the reflecting cup adopted in most LED lamps. When the reflectivity of the reflecting cup is above 0.8, the optical coupling efficiency is larger than 80%, which is the typical efficiency to be achieved in LD-optical fiber coupler.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.30 no.1
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• pp.6-12
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• 2010

Fiber optic sensor using fiber Bragg grating(FBG) probes is used for monitoring strain and temperature distributed on the wide surfaces of large structures. In this paper, in order to use many FBG probes in one optical fiber line, we propose a complex multiplexing technology which is composed of two techniques, one is time division multiplexing and another is wavelength division multiplexing. However, we only investigate the characteristics of time division multiplexing because FBG sensors basically can be operated by wavelength division multiplexing. We calculate the optimal reflectivities and the lengthwise location of five FBG probes in serial connection in order to obtain the unique reflected intensities from the FBG probes. We fabricate five FBG probes with the reflectivities of 13%, 16%, 25%, 40% and 80%, which are determined by the theoretical calculation, and observe the signal reflected from each FBG in the time domain from the experiment. There are differences between experimental and theoretical results caused by the signal noise and the differences of reflectivities of FBG probes. But the experimental results shows the reflected signals of five FBG probes which prove the availability of complex multiplexing.

• Journal of the Korean Society of Radiology
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• v.17 no.5
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• pp.671-677
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• 2023

When a scintillator block is constructed using fine scintillator pixels, the scintillator block located at the edge of the scintillator block results in overlapping images. To solve this problem, a light guide was inserted between the scintillator block and the photosensor, and images of all scintillation pixels were separated and acquired. However, loss of light may occur through the light guide, which eventually affects the quality of the image due to a decrease in energy resolution. Therefore, in this study, a detector was designed that can separate scintilltion pixels better by using a reflector on the side of the light guide and can secre excellent energy resolution by minimizing light loss. For comparative evaluation with previous studies, flood images were obtained through DETECT2000 capable of light simulation, and the degree of separation and light collection rate were evaluated. When a reflector was used on the side of the light guide, all materials showed excellent separation regardless of the material of the light guide, which showed better separation results than previous studies. In addition, the light collection rate was more that five times better when the reflector was applied than when it wa not. If this detector is applied to a small animal positron emission tomography, it will be possilbe to secre excellent image quality through excellent spatial resolution and energy resolution.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.35 no.4
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• pp.500-505
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• 2011

In this paper, two types of micro-optic submersion detection systems are proposed and demonstrated. The structures are based on the transmission and reflection of incident light, respectively. Two collimators are separated by 10 mm and installed face to face in straight line. The incident light transmits from one side of collimator to the other through the air, but the optical loss is below 1 dB. On the other hand, when the sensors are submersed into water, most of optical power scattered into water. The systems monitor the dramatical power change to alarm the submersion. Reflection type of sensor system has a Bragg grating at the end of the sensor for back-reflection of sensing signal. This is for simple configuration of systems. The performance of two sensor systems are described in detail.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.373-375
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• 2011

최근 태양전지 연구에서 저가격화를 실현하는 방법 중 하나로 폐 실리콘 웨이퍼를 재생하는 방법에 관하여 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 기존 웨이퍼 재생공정은 높은 재처리 비용과 복잡한 공정등의 많은 단점을 가지고 있다. 결정형 태양전지에서 저가격화 및 고효율은 태양전지를 제작하는데 있어 필수 요소 이다. 그 중 결정질 태양전지 고효율을 위한 여러 연구 방법 중 표면 텍스쳐링(texturing)에 관한 연구가 활발하다. 텍스쳐링은 표면반사에 의한 광 손실을 최소화 하여 효율을 증가시키기 위한 방법으로 습식 식각과 건식 식각을 사용하여 태양전지 표면 위에 요철 및 피라미드구조를 형성하여 반사율을 최소화 시킨다. 건식식각은 습식식각과 다른 환경적 오염이 적은 것과 소량의 가스만으로 표면 텍스쳐링이 가능하여 많은 연구가 진행중이다. 건식 식각 중 하나인 RIE(reactive ion etching)는 고주파를 이용하여 플라즈마의 이온과 silicon을 반응 시킨다. 실험은 RIE를 이용하여 SF6/02가스를 혼합하여 비등방성 에칭 및 피라미드 구조를 구현하였다. RIE 공정 중 SF6/02가스는 높은 식각 율을 갖으며 self-masking mechanism을 통해 표면이 검게 변화되고 반사율이 감소하게 된다. 이 과정을 통해 블랙 실리콘을 형성하게 된다. 블랙 실리콘은 반사율 10% 이하로 self-masking mechanism으로 바늘모양의 구조를 형성되는 게 특징이며 표면이 검은색으로 반사율이 낮아 효율증가로 예상되지만 실제 바늘 모양의 블랙 실리콘은 태양전지 제작에 있어 후속 공정 인 전극 형성 시 Ag Paste의 사이즈와 표면 구조를 감안할 때 태양 전지 제작 시 Series resistance를 증가로 효율 저하를 가져온다. 본 연구는 SF6/02가스를 혼합하여 기존 RIE로 형성된 바늘모양의 구조의 블랙 실리콘이 아닌 RIE 내부에 metal-mesh를 장착하여 단결정(100)실리콘 웨이퍼 표면을 텍스쳐링 하였고 SF6/02 가스 1:1 비율로 공정을 진행 하였다. metal-mesh 홀의 크기는 100um로 RIE 내부에 장착하여 공정 시간 및 Pressure를 변경하여 실험을 진행하였다. 공정 시간이 변경됨에 따라 단결정(100) 실리콘 웨이퍼 표면에 피라미드 구조의 균일한 1um 크기의 블랙 실리콘을 구현하였다. 바늘모양의 블랙 실리콘을 피라미드 구조로 구현함으로써 바늘 모양의 단점을 보완하여 태양전지 전기적 특성을 분석하여 태양전지 제작시 변환 효율을 증가시킬 것으로 예상된다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.21 no.2
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• pp.99-105
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• 2012

We fabricated the textured silicon (Si) surface on Si substrates by the electrochemical etching using gold (Au) nanoparticle catalysts. The antireflective property of the fabricated Si nanostructures was improved. The Au nanoparticles of ~20-150 nm were formed by the rapid thermal annealing using thermally evaporated Au films on Si. In the chemical etching, the aqueous solution containing $H_2O_2$ and HF was used. In order to investigate the effect of electrochemical etching on the etching depth and reflectance characteristics, the sample was immersed in the aqueous etching solution for 1 min with and without applied cathodic voltages of -1 V and -2 V. As a result, the solar weighted reflectance, i.e., the averaged reflectance with considering solar spectrum (air mass 1.5), could be efficiently reduced for the electrochemically etched Si by applying the cathodic voltage of -2 V, which is expected to be useful for Si solar cell applications.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.35 no.4A
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• pp.408-416
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• 2010

A dumbbell-type CPW transmission-line structure has been proposed to improve the return loss of the transmission line between a driver IC and flip-chip-bonding VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser) in a hybrid opto-electric circuit board(OECB). The proposed structure used a pair of dummy ground solder balls on the ground lines for flip-chip bonding of the VCSEL and designed the dumbbell-type CPW transmission line to improve reflection characteristics. The simulated results revealed that the return loss of the dumbbell-type CPW transmission line was 13-dB lower than the conventional CPW transmission line. A 4-dB improvement in the return loss was obtained using the dummy ground solder balls on the ground lines. The variation rate of the reflection characteristic with the variation of terminal impedances of the transmission line (at the output terminal of the driver IC and the input terminal of the VCSEL) is about ${\pm}2.5\;dB$.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.421.2-421.2
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• 2016

고효율 태양전지에서 후면 반사 방지막은 장파장대(900nm~1200nm) 빛의 내부 반사를 증가시켜 광흡수도를 개선한다. 태양전지 후면에 박형 절연층 구조를 구성함으로써 특정 파장에서 높은 반사도를 얻을 수 있는 Bragg mirror 구조를 이론적으로 계산할 수 있다. Bragg mirror 구조를 이용하여 태양전지의 후면 반사층(Rear reflector layer)을 형성함으로써 태양전지 내부의 광흡수도를 개선할 수 있다. 후면 반사 방지막(Rear anti-reflection coating)으로 사용되는 Al2O3와 SiOxNy 또는 이러한 두 가지 물질의 겹층 구조를 구성하여 장파장대 빛의 반사도 차이에 의한 광흡수도 개선 정도를 광학 시뮬레이션을 통해 계산하였다. 광학 시뮬레이션은 TCAD를 이용하였으며 두 가지 겹층 구조에서 각 반사 방지막의 두께에 따른 단락 전류(Jsc)의 개선 정도, 후면 반사층 두께의 최적화 조건을 계산하였다. 후면 반사방지막을 제외한 기본적인 태양전지 구조는 n-type PERC 구조를 사용하였으며, 후면 반사방지막만의 광학적 특성을 살펴보기 위해 전극은 광학적으로 투명하다고 가정하였다. 반사방지막 두께의 범위는 Al2O3(5-30nm), SiNx(150-300nm), SiOxNy(150-300nm)에서 수행하였으며, 각각 1nm, 2nm 간격으로 진행하였다. Al2O3/SiOxNy 구조에서는 단락 전류가 32.45-32.87mA/cm2 값을 가진다. Al2O3/SiNx 구조에서는 단락 전류가 32.59-32.87mA/cm2 값을 가진다. 결론적으로, 후면 반사방지막의 겹층 구조를 통해 광흡수도를 증가 시킬 수 있으며, TCAD 시뮬레이션을 통하여 입사되는 태양광 스펙트럼에 최적화된 구조를 설계할 수 있다.

• Proceedings of the Korean Society of Postharvest Science and Technology of Agricultural Products Conference
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• 2003.04a
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• pp.120-121
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• 2003

과수원에서 재배되는 배는 과수원 내의 위치, 시비, 토양 등의 요인에 따라 다양한 품질을 나타내며, 당도와 숙도의 편차가 크기 때문에 과수농가에서는 경험에 의존하여 적정 숙기로 판단되는 배를 수확하고 있다. 그러나 과학적이지 못한 사실에 기초한 수확 관행은 시장유통되는 배에 대하여 소비자들의 신뢰성 저하를 초래하게 되고 소비 감소와 더불어 농가 소득 감소로 이어지게 된다. 최근, 전국의 청과물 산지유통센터에는 근적외선을 이용하여 과일 내부의 당도, 산도, 결함 등을 실시간으로 판정할 수 있는 비파괴 선별기가 보급되고 있으나 이는 수확이후의 선별.규격화 유통을 위한 것이다. 본 연구에서는 이와는 달리, 수확 이전, 즉 재배 단계에서 배의 당도와 숙도를 판정하여 수확적기를 판단할 수 있도록 나무에 매달린 배에 대하여 가시광선과 근적외선 반사스펙트럼을 측정할 수 있고 이를 이용하여 당도와 숙도가 판정가능한 휴대형 센서를 개발하였으며, 개발된 시작기를 이용하여 당도판정의 가능성을 시험하였다. 휴대형 당도판정센서는 광원과 광섬유프로브, 광검출부, 당도판정부, 전원공급부로 구성된다. 광원은 할로겐램프(6V)를 이용하였고, 광섬유프로브는 동심원 형태로서 외부의 광섬유를 통하여 광원에서 시료로 빛이 조사되게 하고, 내부의 광섬유를 통하여 광검출기로 확산반사되는 광이 전달될 수 있도록 하였다. 전원공급부는 휴대와 충전이 가능한 배터리(12V, 2AH)와 이 배터리에서 정전류가 광원으로 보내어 질 수 있도록 제작된 회로로 구성하였다. 당도 판정을 위하여 518nm에서 1046nm의 파장대역에서의 반사스펙트럼을 이용하였고, 레퍼런스로써 백색 테플론 구를 제작하여 사용하였다. 수원 농산물 도매시장에서 판매중인 2002년산 신고 배를 구매하고, 시작기를 이용하여 총 113개의 배에 대한 반사스펙트럼을 측정하였다. 다음으로 굴절당도계로 당도값을 측정하고 반사스펙트림을 이용하여 당도값을 예측하기 위한 부분최소제곱회귀(PLSR)모델을 개발하였다. 여기서 모델의 정밀도는 교차검정법을 이용하여 검증하였다. 시료 표면과 광섬유프로브와의 접촉상태 불균일, 광원의 시간에 따른 경시 변화, 과일 형상의 차이 등에 의하여 측정된 반사스펙트럼은 상당한 변이를 나타내었으므로 이를 보정하기 위하여 반사 스펙트럼은 다분산보정처리하여 이용하였다. 당도 예측용 PLSR모델 개발의 결과, 모델의 결정계수($R^2$)는 0.67, SEC는 $\pm$0.4brix.로 나타났으며, 교차검정에 의한 미지 시료의 예측에서 총 113개의 미지 시료에 대한 결정계수는 0.57, SEP는 $\pm$ 0.46brix.로 나타났으며, 이는 현장에서 충분히 활용가능할 것으로 판단되었다. 금후, 전체 시스템의 부피와 중량을 줄이고 각 부분품들의 전력소모의 최소화할 수 있도록 개선할 계획이다.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.9 no.5
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• pp.333-341
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• 1998

The novel integrated device, 1.55 ${\mu}{\textrm}{m}$ DR-LD(distrbuted reflector laser diode) integrated EA-MOD (electro-absorption modulator) as light source, is proposed to improve the device yield and its operational performances. This device can be easily fabricated by the selective MOVPE technique and its fabrication processes are almost the same as the reported 1.55 ${\mu}{\textrm}{m}$ DFB-LD(distributed feedback laser diode) integrated EA-MOD except the asymmetric gratings. The static and dynamic properties are investigated simultaneously by solving the transfer matrix method for light propagation, the time-dependent rate equation for carrier change and schr$\"{o}$dinger equation for QCSE (Quantum-Confined Stark Effect). The performances of the proposed device such as output power, chirp, and extinction ratio are compared with those of DFB-LD integrated EA-MOD. Under 10Gb/s NRZ modulation, we obtain that DR-LD integrated EA-MOD. is 30% higher in output power on the on-state, about 50% lower in chirp, and slightly larger in extinction ratio than DFB-LD integrated EA-MOD.-MOD.