• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.53-56
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• 2009

반사와 굴절이 합쳐진 새로운 형태의 하이브리드 태양광 집광 장치로 기존 집광 장치에 비해 초점 거리가 짧게 설계되었다. 프레넬 렌즈 형태의 굴절부와 프레넬형의 다수의 포물선 반사경이 공통으로 후면 초점(rear focus)을 가지도록 배치하여 기존 프레넬 렌즈만으로 구성된 것보다 선형 집광의 경우는 3배, 점 집광의 경우는 10배 이상 집광비를 높일 수 있다.아울려 이를 이용한 선형 집광형 발전 시스템과 점형 집광 장치는 나름대로 장점을 가진다.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.24 no.5
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• pp.213-216
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• 2013

This paper presents a combination of linear Fresnel lenses optimized for ${\times}25$ solar concentration. The combined lens consists of $5{\times}5$ linear Fresnel lenses. Each Fresnel lens is of $10{\times}10$ mm and optimized to tilt the incoming light onto a solar cell of the same size. All of the optimized Fresnel segments have the same pattern height of 35 ${\mu}m$, draft angle of $4^{\circ}$, and edge groove round of 1 ${\mu}m$ but with different facet angles varying from $14.1^{\circ}$ to $31.2^{\circ}$. The solar concentrating efficiency of the combination is shown to be over 80% and more robust than a conventional single ${\times}25$ circular Fresnel lens in terms of pointing misalignment and manufacturing errors. A sensitivity analysis finds that the edge groove round should be kept as small as machining allows since the concentrating efficiency drops ~5% per 1 ${\mu}m$ increase of the edge groove.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.24 no.1
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• pp.9-16
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• 2013

We try to find the generalized structural equation that gives a perspective understanding for telecentric lenses through paraxial optical algebraic equations and preconditions from a highly experienced design sense. The equation is named the $f{\theta}$ formula and this formula is applied to single lenses, double Gauss lenses, Cooke triplet lenses and the compound lens composed of a Cooke triplet lens and a double Gauss lens step by step. And this formula is also applied to single fly-eye lenses plus a telecentric lens and double fly-eye lenses plus a telecentric lens in sequence. As a result, we can confirm that this $f{\theta}$ formula leads to intuitive optical design with a structural understanding for telecentric lens systems.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2013.10a
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• pp.395-397
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• 2013

항로표지는 해상에서 선박의 안전한 항행에 필수적인 요소이며, 현재는 LED를 광원으로 사용하는 등명기를 개발 및 사용하고 있다. LED 멀티롤 랜턴을 개발하여 항로표지의 표체조명, 교량표지, 방파제 표시등 등으로 개발하고하는 연구가 진행되고 있다. 이를 위하여 LED 멀티롤 랜턴의 내부 LED 배치에 따른 배광특성을 분석하였다. 본 논문에서 멀티롤 랜턴은 아크릴 환봉과 설치를 위한 금속재로 구성하였으며, 내부에 LED를 2열로 배치하였다. 최적의 설계를 위하여 아크릴 환봉을 투명한 것과 유백색인 것으로 구분하고 2열의 LED 모듈에 집광렌즈($45^{\circ}$, $60^{\circ}$, 미설치)에 따른 배광특성을 분석하였다. $60^{\circ}$ 집광렌즈를 사용한 경우의 시인효과가 우수하여 이를 바탕으로 LED 멀티롤 랜턴을 최종적으로 설계하였다. 투명 아크릴 환봉에 2열의 LED를 배치하고, $60^{\circ}$ 집광렌즈를 사용한 평판형 및 v형의 2종과 집광렌즈를 사용하지 않은 v형 1종으로 선정하고, 녹색과 홍색으로 제작하여 LED의 배열에 따른 배광특성을 본석하였다.

• Journal of the Korean Solar Energy Society
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• v.25 no.4
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• pp.141-153
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• 2005

PV 태양광 발전은 PV 재료가 고가이므로 일반 전력비용에 비해 상대적으로 비용이 높아진다. 저가형 광학 집광기술과 PV를 통합하게 되면, 비용뿐만 아니라 설치면적 등에서 유리하게 되나, 집광기의 단점이 함께 추가되게 된다. 집광기는 작은 수광각과 송신광선을 갖고 있어 PV 모듈에 필요한 태양광, 광학손실의 손실정도를 최소화하기 위한 신중한 시스템 디자인과 2축형 트레킹 장치가 필요하다. 고정식 비집광 시스템보다 더 많은 에너지를 얻기 위해서는 광학시스템의 손실율을 줄이고, 고효율의 PV 모듈을 이용한 PV셀의 상호연결이 필요하다. 본 논문에서는 우선, 비이미지 프레넬 렌즈 집광기를 사용한 PV 시스템에 대하여 간단하게 설명한 후, 출력전력값을 이론적으로 예측하고 PV 효율과 시스템 성능을 제시하였다. 프레넬 렌즈 선형 집광기 통합 PV 시스템과 비집광 PV 모듈의 출력전력값과 시스템 비용을 비교하면, PV 전력비용을 줄일 수 있는 집광기의 이용이 유용한 것을 알 수 있다. 따라서, 집광형 PV 시스템은 미래의 에너지 이용에 매우 유리한 시스템이라 할 수 있다.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.4 no.4
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• pp.428-433
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• 1993

The second harmonic of Q-switched Nd:YAG laser beam with gaussian mode is cut off by pinhole of a certain radius and its central portion passed through pinhole is focused by converging lens. It is confirmed that the shape of this beam in focal region is central symmetric but non-gaussian. Change of transmittance due to self-focusing is investigated by scanning (z-scan) $CS_2$ of 1 mm thickness in the focal region. It is found that the observed results can be consistently explained by Fresnel theory within 1.5% accuracy and efficiency of self-focusing depends on spatial shape of incident beam.

• The Optical Journal
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• s.123
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• pp.22-25
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• 2009

III-V족 화합물반도체 태양전지중 다접합 구조 태양전지와 집광형 태양전지는 제 3세대 태양전지로서 주목받고 있다. 현재 가장 간단하고 저렴한 원가를 갖는 구조가 프레넬 렌즈 1장을 사용한 구조로서 현재의 광학시설과 인프라만으로도 많은 부분을 개선할 수 있을 것이라 확신한다. 렌즈를 활용하여 집광한 빛을 한곳으로 모으로 이를 셀에 균일한 강도로 손실 없이 전송하기 위한 기하광학적 설계기술이 필요하며 이러한 설계와 조명설계를 결합하여 광시스템을 구축하는 것이 무엇보다 중요하다. 현재 나라마다의 다양하고 적극적인 개발노력으로 인하여 수년 안에 기존보다도 훨씬 효율성 높고 실용적인 태양집광시스템이 개발되리라 기대한다.

• The Optical Journal
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• s.154
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• pp.33-45
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• 2014

■ 광통신용 렌즈는 광통신 시스템에 있어서 송신단과 수신단에 사용되는 하나의 부품으로 집광/발산의 결상 기능을 지니며, 광회로 부품과 광섬유 또는 수발광소자인 LD/PD와 광섬유를 효율 좋게 저손실로 접속하는 기능을 수행함. ■ 마이크로 렌즈는 마이크로 광학의 분야에 있어 광의 집광 및 평행 광으로의 변환에 빠질 수 없는 가장 기본적인 소자로서, 마이크로 렌즈의 종류로는 마이크로 볼 렌즈, 비구면 렌즈와 GRIN 렌즈가 대표적으로 있음. ■ 렌즈에 적용되는 사양으로서 렌즈의 유효 구경, 초점(focal point), 주점(principle point), 주점에서 초점까지의 거리인 초점 거리(focal length), 가상의 법선을 기준으로 빛이 입사되는 각도인 입사각, 빛이 다른 매질을 만나 반사되는 각도인 반사각, 서로 다른 매질을 빛이 통과할 때 굴절하는 굴절각 등이 있음. ■ 렌즈 모듈의 구조는 렌즈, 스페이서(spacer), 아리리스(Iris), 백링(back-ring), 바렐(Barrel)로 구성함. ■ LD 모듈에서 광원에 패브리 페로(FP)로 사용하는 것에는 볼 렌즈가, DFB 광원으로 사용하는 것으로는 비구면 렌즈가 사용하고 있음. 이를 위해 PON용에서는 G-PON의 OLT, ONU 측, GE-PON의 OLT측에는 비구면 렌즈가 사용되나 GE-PON의 ONU측에는 볼 렌즈가 주로 사용되고 있음. ■ 2012년 볼 렌즈 시장은 수량 기반으로 2011년 대비 9.7% 증가한 7,350만 개, 금액기반으로는 17.0% 증가한 3,125만$를 기록하였음. ■ 2012년 비구면 렌즈 시장은 수량 기반으로 2011년 대비 22.0% 증가한 2,220만 개, 금액 기반으로는 32.0% 증가한 8,900만$를 기록하였음. ■ 2012년 광통신용 렌즈 시장(볼 + 비구면)은 수량 기반으로 2011년 대비 12.3% 증가한 9,570만 개, 금액 기반으로는 27.7% 증가한 1억 2,063만$이었음.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.22 no.6
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• pp.247-255
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• 2011

The optical performance of LLF(Lenticular Lens Film)-based backlight was studied by using optical simulation as functions of the aspect ratio and the refractive index of lenticular lenses. In order to perform reliable simulation, the BSDF(bi-directional scattering distribution function) of the scattering dots on the bottom surface of the light guide plate was obtained as a superposition of the Lambertian and the elliptic Gaussian distribution components by comparing the experimental results and the simulation for the luminance distribution on the light guide. Based on this approach, an appropriate BSDF of the scattering dots of the light guide was constructed. The resultant values of the optimized aspect ratio and the refractive were found to be 1.25 and 1.65, respectively. In spite of the hybrid aspects of LLF incorporating both diffusing and collimating functions, the optical performance, in particular the on-axis luminance of LLF-based backlight was inferior by about 20% compared to that of conventional backlights adopting one prism film. However, the combination of two lenticular lens films resulted in comparable luminance gain as well as smooth decrease in the luminance with the viewing angle without exhibiting any side lobes.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.19 no.4
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• pp.327-333
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• 2008

In general, a lens with large NA makes image quality better. There are many kinds of cheap concave mirrors with large aperture and NA. This paper presents a method that uses a large aperture projection imaging system to enhance the image used for 3D shape measurement. This method makes it possible to enhance reflection uniformity on the object surface and increases SNR (Signal to Noise Ratio). Using a large aperture lens, it is possible to obtain a brighter image, reducing the shading nature in the image boundary, and enhancing the reflection uniformity even on woven surfaces. Because of the exorbitant cost of a large aperture projection lens larger than 150 mm in diameter, a refractive lens was exchanged with a concave mirror resulting in the same optical effect. In experiment, changing NA $0.15{\sim}0.8$, image contrast was enhanced from 46 to 1.33. Incidentally, the effect of the concave mirror was tested successfully through the experiment.