• 센서학회지
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• 제27권1호
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• pp.25-30
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• 2018

Closed-form analytical expressions and 3-dimensional normalized charts for the homogeneous sensing and surface sensing structures are derived to provide the conditions for the maximum sensitivity of integrated-optic biosensors based on evanescent-wave and stepindex planar optical waveguides. The analysis is made for transverse electric (TE) polarization mode, in both cases where the measurand is homogeneously distributed in the cover (namely, homogeneous sensing), and where it is an ultrathin film on the waveguide-cover interface (namely, surface sensing).

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제12권3호
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• pp.35-39
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• 2013

In this paper, we developed an optical sheet for LED lighting with integrated $CO_2$ gas and temperature sensor which can monitor at the indoor environment. The optical sheet for LED lighting is fabricated through PMMA(Polymethyl methacrylate) injection process using mold. This research enables to fabricate the reflective sheet, light-guide plate and the prism sheet in a optical sheet. The fabricated sheet demonstrates higher intensity of optical efficiency compared with single-sided sheets. The $CO_2$ sensor was fabricated using NDIR(NON-Dispersive Infrared) method and it has $0.0235mV/V{\cdot}PPM$ sensitivity. The temperature sensor was fabricated using RTD(Resistance temperature detector) method and it has $0.563{\Omega}/^{\circ}C $sensitivity.

• 센서학회지
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• 제30권3호
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• pp.131-138
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• 2021

The optimization of the specifications of vertical silicon on insulator (SOI) slot optical waveguides suitable for integrated-optical biochemical sensors was performed through computational analysis of the confinement factor of the guided mode distributed in the slot in addition to analytical examination of the TE mode. The optimized specifications were confirmed based on sensitivity in terms of the change in the refractive index of the biochemical analyte. When the slot width, rail width, and height were set to 120 nm, 200 nm, and 320 nm, respectively, the confinement factor was evaluated to be about 56% and the sensitivity was at least 0.9 [RIU/nm].

• 센서학회지
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• 제31권2호
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• pp.107-114
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• 2022

The effects of ring radius and coupling spacing on the free spectral range (FSR), full width at half maximum (FWHM), quality factor, and sensitivity of single-channel and add-drop channel slot ring resonators were systematically investigated using FIMMPROP and PICWAVE numerical software. The single-channel ring resonator exhibited better characteristics, namely, a wider FSR and narrower FWHM compared with the add-drop structure; thus, it was evaluated to be more suitable for biochemical sensors. The FSR, FWHM, quality factor, and sensitivity for a single channel ring resonator with a radius of 59.4 ㎛ and coupling gap of 0.5 ㎛ were 2.4 nm, 0.087 nm, 17677, and 550 [nm/RIU], respectively.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제44권3호
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• pp.105-110
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• 2007

광학계 렌즈이론을 바탕으로 밀리미터파를 집속 시킬 수 있는 렌즈를 설계 제작하고, 이를 이용하여 밀리미터파를 집속하였다. 밀리미터파가 집속되는 초점에 안테나를 위치시키고, 안테나를 기계적으로 이동 시키면서 한점씩의 영상 화소를 취해 전체적인 영상을 얻는 밀리미터파 수동 이미징 시스템을 제작하였다 이를 기반으로 렌즈의 초점면에 2차원적인 안테나 배열이 가능한 영상시스템을 목표로 하여 안테나 배열 소자를 설계 제작하였다. 안테나는 페르미 테이퍼 슬롯 안테나(Fermi Taper Slot Antenna)를 채택하였으며, 이 안테나는 높은 이득과 낮은 부엽 특성를 갖는다. 안테나 배열소자는 안테나, 발룬(Balun), MMIC, 검파기를 하나의 기판위에 집적하여 저손실 및 저잡음 효과를 얻을 수 있을 수 있도록 설계 제작하였다. 집적화된 수동형 안테나 배열 소자는 $4\times1$형태로 제작되었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제25권3호
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• pp.37-41
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• 2018

본 논문에서는 UV 임프린트 기반의 평면 광 회로층을 이용한 산소농도 검출용 집적형 형광 프로브 모듈을 제안하였다. 제안된 형광 프로부 모듈은 광원과 형광 신호를 고효율로 전송할 수 있게 동일 광 경로를 가지는 비대칭 $1{\times}2$ 빔 분배기 형태로 설계되었으며, 이를 UV 임프린트 공정을 통해 제작하였다. 제작된 광 회로층의 끝단에 최적의 형광 염료 농도로 센서막을 코팅하여 산소 농도 검출용 광학 프로브 모듈을 구현하였다. 제작된 형광 프로부 모듈을 이용한 산소 농도 측정용 센서 시스템은 0%에서 20%의 가스 농도 범위에서 약 0.3%의 분해능까지 산소 농도를 검출 할 수 있었다. 이러한, 평면 광회로 기반의 형광 프로브 모듈은 저가의 집적형 산소 센서 검출 시스템을 가능하게 하여, 화학분야, 바이오 분야, 그리고 대기 및 수질 환경을 모니터링 하는 분야에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국광학회지
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• 제24권1호
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• pp.1-8
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• 2013

본 논문에서는 3차원 영상을 위한 LADAR(LAser Detection And Ranging)용 광검출기 모듈을 설계-제작하고 그 특성을 측정한 결과를 보고한다. 광검출기 모듈은 광파이버 어레이와 접속될 수 있도록 200 um 직경을 갖는 InGaAs APD(Avalanche Photodiode)로 설계-제작하였으며, 선형모드 동작 특성을 만족하도록 TIA(Trans-impedance Amplifier)를 설계-제작하였다. 광검출기 모듈을 구성하는 핵심부품들은 12개의 lead pin을 갖는 TO8 상에 집적되었으며, 집적에 필요한 APD 서브마운트 및 TIA 회로 등을 자체적으로 설계-제작하여 사용하였다. 제작한 광검출기 모듈은 450 ps의 rising time과 780 MHz의 대역폭 특성을 보였으며, 0.8 mV 이하의 잡음 특성과, 150 nW의 MDS(Minimum Detectable Signal) 신호 크기에 대해 15 이상의 신호대 잡음비(SNR)를 보임으로써 설계한 모든 특성을 만족하였는데, 이는 저자들이 아는 한 200 um 직경의 대면적 InGaAs APD를 이용한 광수신기에서 가장 우수한 특성을 나타낸 것이다.

• 한국광학회지
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• 제11권4호
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• pp.271-278
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• 2000

광가입자용 광원으로서 유망한 모드변환기가 집적된 1.3$\mu\textrm{m}$ SSC-FP-LD를 저압 MOVPE결정성장법을 사용해 제작하고 이의 특성을 분석하였다. SSC-LD의 활성영역과 SSC영역은 BJB방법으로 접합하였으며 taper형 도파로 구조를 선택성장법으로 성장하였다. 제작한 SSC-LD의 특성을 측정한 결과 SSC 단면으로 부터의 미분효율 0.23~0.32 mW/mA, FFP의 FWHM값은 9.5$^{\circ}$~12.3$^{\circ}$, 단일모드 광섬유와의 광결합 시 추가광결합손실 -1dB 범위내에서 수평방향으로 $\pm$2.5$\mu\textrm{m}$ 및 수직방향으로 $\pm$2.3$\mu\textrm{m}$의 정렬오차 허용도 등과 같은 양호한 특성을 얻었다. SSC-LD의 문제점들을 이해하고 SSC-LD의 성능향상에 대한 지침을 얻고자 방사모드를 고려한 SSC-LD특성 해석을 행하였다. 해석결과 SSC-LD에서의 비대칭 광출력특성, FFP과 SSC영역단면 근처의 도파로 구조와 비상관성, 온도특성열화 등은 BJB 및 SSC영역내의 불균일한 도파로 구조에 의해 발생되는 방사모드와 두 영역 사이의 좋지 못한 광결합 효율에 의해 발생되는 SHB현상에 기인함을 처음으로 지적하였다.

• 한국광학회지
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• 제16권5호
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• pp.469-475
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• 2005

본 논문에서는 코히런트하게 결합되는 폴리머 마이크로링 공진기를 이용한 광학적 방식의 마이크로웨이브 대역통과 필터를 제안하고 구현하였다. 제안된 소자는 소형이며 구조가 간단하고, 열광학 및 전기광학 효과를 통한 중심주파수 변화가 용이하고, 그리고 다른 전기소자나 광소자와의 집적성 등이 뛰어나다. 특히, 이 공진기는 마이크로웨이브 신호를 수반하는 광신호를 효과적으로 필터링하기 위해 아주 작은 대역폭을 갖도록 설계되었다. 본 논문에서는 한 개의 링과 두 개의 링으로 구성된 공진기를 각각 제작하여 특성을 확인하였다. 링 공진기의 측정된 전달 특성을 이론적으로 fitting하였으며, 이로부터 제안된 마이크로웨이브 필터의 특성을 정확하게 예측하였다. 공진기의 링 수가 증가할수록 대역폭은 감소하고 롤오(roll-off) 특성이 향상되며 대역 소멸비가 증가함을 알 수 있었다. 측정된 대역통과 필터의 중심주파수는 $\~10GHz$였고 3-dB 대역폭은 $\~0GHz$였다. 그리고 Q값(quality factor)은 $\~10$이었고 통과대역의 소멸비는 약 25dB였다.

• 한국광학회지
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• 제19권6호
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• pp.429-434
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• 2008

비대칭 이중-금속 장거리 표면-플라즈몬 구조는 두 금속 사이에 위치한 코어 유전체 층의 굴절률을 임의로 선택하여도 장거리 표면-플라즈몬 모드가 존재한다는 장점이 있다. 도파로의 코어 층에 격자를 형성함으로써 플라즈몬 밴드-갭에 기초한 통신대역 파장에서의 장거리 표면-플라즈몬 파장필터를 구현하였다. Method of Line과 전달행렬방법 등을 통해 장거리 표면-플라즈몬 모드의 유효굴절률, 모드 특성, 투과도 등의 분석을 통해 설계하였으며, 도파로의 코어 층에 홀로그램 리소 방식을 이용하여 523.3 nm 주기의 브래그격자를 형성하여 파장필터를 제작하여 통신대역인 1541 nm 파장에서 대략 2 nm의 반치폭과 50 dB 이상의 파장 소광률을 확인하였다. 본 연구에서 제안한 파장필터는 표면-플라즈몬 집적회로를 구성하는 소자로써 중요한 역할을 할 것이다.