• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.15 no.1
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• pp.51-55
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• 2004

Surface plasmons (SPs) are charge density oscillations that propagate along an interface between a dielectric and metal. In this paper, the electric field of SPs and the intereference of two SPs are observed by using Near-field Scanning Optical Microscope (NSOM). The excitation condition of SPs is changed as the optical tip approaches the metal surface, because the excitation condition of SPs is very sensitive to surface structures. To measure the microscope field of SPs, the distance between metal surface and optical tip must contain a specific interval.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.373-373
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• 2013

높은 효율의 InGaN/GaN 전광소자는 현대 조명 산업에 필수적인 역할을 하고 있다. 그러나 전광소자의 효율을 높이는 데에는 여러가지 한계들이 있다. 예를 들면 높은 전류에서의 효율저하, GaN 의 전위결함에 의한 비발광 재결합의 발생 등이 있다. 이러한 한계를 극복하고자 InGaN/GaN 전광소자의 효율을 높이기 위해 사파이어 기판의 표면을 거칠게 바꾸는 방법, 무분극 전광소자, 표면 플라즈몬 등 여러가지 많은 방법들이 개발되고 있다. c-plane InGaN/GaN LED 기반의 표면 플라즈몬 실험은 많은 연구가 수행되고 있으나, m-plane InGaN/GaN LED 기반의 표면 플라즈몬은 아직 연구가 진행되지 않았다. 본 실험의 목적은 표면 플라즈몬 효과를 이용하여 semi-polar InGaN/GaN LED의 광효율을 개선하는 것이다. 유기금속화학 증착 장비로 m-plane sapphire위에 $6{\mu}m$ 의 GaN 버퍼층을 증착하고 표면의 평탄화를 위해 $2{\mu}m$의 n-GaN을 증착하였다. 그 위에 3개의 다중양자우물 층을 증착하였고, 10 nm의 도핑이 되지않은 GaN를 증착하였다. 표면 플라즈몬 현상을 일으키기 위해 Ag박막을 10, 15, 20 nm 증착하여 급속 열처리 방법으로 $300^{\circ}C$에서 20분 열처리 하였다. 형성된 나노입자를 측정하기 위해 주사전자현미경으로 표면을 분석하였다. 표면플라즈몬에 의한 InGaN/GaN 광 세기를 측정하고자 여기 파장이 385 nm인 photoluminescence (PL) 를 사용하였다. 또한 내부양자효과의 증가를 확인하기 위해 PL을 이용하여 온도를 10~300 K까지 20 K 간격으로 광세기를 측정하였다. 향상된 내부 양자효과가 표면 플라즈몬에 의한 것임을 증명하기 위해 time-resolved PL을 이용하여 운반자 수명시간을 구하였다.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 1988.06a
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• pp.132-134
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• 1988

얇은 금속면의 얀쪽 표면에 유전율이 같은 물질을 두는 감쇄 전반사 방법에 의하면 수명이 긴 표면 플라즈몬이 생성될수 있다. 이럼엄을 이용하여 금속표면과 접한 액체에서의 라만 산란의 증가를 얻을수 있다.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.19 no.1
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• pp.73-79
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• 2008

We propose a novel metal-waveguide structure for sustaining long-range surface-plasmon-polaritons (LRSPP). The LRSPP waveguides are composed basically of two asymmetric metal layers: a very thin, finite-width metal strip on top of a metal slab with a dielectric gap in between them. Mode cut-off of LRSPPs excited on the double-metal waveguides is characterized by consistently investigating their dispersion relations and mode profiles. We also confirm experimentally the existence of low-loss, well-confined LRSPP modes by measuring far-field outputs emerging from an edge of the asymmetric double-metal waveguides. In the experiment, we have fabricated several types of SPP waveguide devices including straight lines, S-bend, and Y-branch consisting of gold strips (20 nm-thick, $5{\mu}m$-wide). Overall propagation loss of the proposed double-metal waveguides is quite comparable to that of single metal-strip waveguides, in addition the mode sizes can be tuned by increasing the core-insulator gap between the metal layers to get a higher coupling efficiency with a single-mode fiber in telecom wavelength. The proposed LRSPP waveguides may open up realization of SPP-waveguide sensors or nonlinear SPP-devices by replacing the core-insulator with a bio-fluid or a nonlinear medium.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.2 no.2
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• pp.59-66
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• 1991

Resonance angle and optimum thinckness of various thin metal films for surface plasmon resonance were calculated using an admittance diagram and optical constants and thickness of thin Ag films and Al films were determined by fitting the measured reflectance of surface plasmon resonance. Two wavelengths of an Ar ion laser were employed to select the unique optical constants which have the same thickness at two wavelengths. Also, when these films were exposed to the air, the shift of surface plasmon resonance was measured and the optical constants of modified thin films were determined.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.19 no.6
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• pp.429-434
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• 2008

We propose a wavelength filter based on long-range surface plasmon-polaritons (LR-SPP) supported by a asymmetric doubleelectrode LR-SPP structure. For the case of the asymmetric double-layered LR-SPP waveguide, LR-SPPs exist with a much broader range of index mismatches between core and clad materials. Thus, the asymmetric double-electrode LR-SPP waveguide is adequate to form a plasmonic band-gap device as we report in this paper by studying Bragg-reflection wavelength filter based on it. The structure for wavelength filter operating telecommunications wavelength is designed by using the method of line (MoL) and the transfer matrix method. The fabricated device shows a relatively high extinction ratio of 50 dB with a bandwidth of 2 nm, and the performance is very consistent with numerical simulations.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.3 no.4
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• pp.205-216
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• 1992

Distribution of electric fields of surface plasmons at resonance and off-resonance angles were calculated and compared. As applications of surface plasmon resonance, (1) optical constants of ZnS films overcoated on Ag films were measured as the thickness of ZnS films increased, (2) four surface plasmon resonances distributed spatially due to the different thickness of SiO thin films overcoated on Ag films were observed in a picture frame by employing diverging waves of incidence, and (3) patterns of SiO thin films such as a grating and a character "가" overcoated on Ag films were measured by employing collimated waves of incidence.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.25 no.2
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• pp.95-101
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• 2014

When voltage is applied on the metal layer of a surface plasmon resonance (SPR) sensor, electric field excitation causes charge accumulation on the metal surface. This alters not only the optical properties of the metal but also the SPR angle. In this study we investigate this effectby performing experiments using solutions of various pH values, and we obtain the relation between total surface charge and SPR angle. The curves for the various pH conditions become coincident. We compare our results to those from an earlier space charge layer (SCL) model, and suggest a modified SCL model which explains our result well. This result will be useful in applications of SPR sensors, and in studying the optical properties of thin metal layers.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.335-335
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• 2012

높은 효율의 InGaN/GaN 전광소자는 현대 조명 산업에 필수적인 역할을 하고 있다. 전광소자의 효율을 높이는 데에는 여러가지 한계들이 있다. 예를 들면 높은 전류에서의 효율 저하, GaN의 전위결함에 의한 비발광 재결합의 발생 등이 있다. 이러한 한계를 극복하고자 InGaN/GaN 전광소자의 효율을 높이기 위해 사파이어 기판의 표면을 거칠게 바꾸는 방법, 무분극 전광소자, 표면 플라즈몬 등 여러가지 많은 방법들이 개발되고 있다. 본 실험에서는 유기금속화학증착 방법을 이용하여 사파이어 기판위에 Si이 도핑된 n-type GaN를 3.0 um 증착 하였고 그 위에는 9층의 양자 우물 층을 쌓았다. 마지막으로 위층은 Mg 이 도핑된 p-type GaN를 200 nm 증착 하여 소자를 형성하였다. 포토리소그래피 공정과 에칭공정을 통하여 7 um 인 선 패턴을 가진 시료를 완성하였다. 투과 전자 현미경의 측정 결과 맨 위층인 p-GaN의 에칭된 깊이는 175 nm 이였다. 금속박막을 증착하기 위해 열증착 방법으로 금과 은의 박막을 두께를 달리하여 0~40 nm증착 하였다. 금과 은의 두께에 따른 광발광 측정 결과 은(Ag)박막만 40 nm 일 경우 금속박막이 없는 시료보다 광발광 효율이 7배 증가하였고 금 10 nm와 은 30 nm 인 경우에는 3.5배 증가하였다. 또한 패턴의 폭에 따른 광발광 증가를 알아보고 광발광 증가가 일어나기 위한 최적의 패턴조건을 알고자 폭을 5, 10 um 달리하였고, 원자간 힘 현미경과 전자현미경을 이용하여 에칭된 패턴의 폭과 두께를 확인하였다. 본 실험을 통해 금과 은박막에 의한 표면플라즈몬 효과와 광발광 효율증대에 대해 토의할 것이다.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 1991.06a
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• pp.90-93
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• 1991

일곤 레이저의 두 파장(488 nm, 514.5 nm)을 사용하여 은 박막과 은 박막 위에 덧증착한 ZnS 박막의 유일한 광학 상수와 두께를 Kretschmann 구조의 표면 플라즈몬 공명을 이용하여 결정하였다.