• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2008년도 하계학술발표회 논문집
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• pp.335-336
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• 2008

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2008년도 하계학술발표회 논문집
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• pp.379-380
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• 2008

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2006년도 하계학술발표회 논문집
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• pp.45-46
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• 2006

• 한국정밀공학회지
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• 제33권5호
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• pp.363-369
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• 2016

We explored localized plasmonic field enhancements using nanowire patterns to improve the sensitivity of a surface plasmon resonance (SPR) sensor. Two different materials, gold and silver, were considered for sample materials. Gold and silver nanowire patterns were fabricated by electron beam lithography for experimental measurements. The wavelength SPR sensor was also designed for these experiments. The material-dependent field enhancements on nanowire patterns were first calculated based on Maxwell's equations. Resonance wavelength shifts were indicated as changes in the refractive index from 1.33 to 1.36. The SPR sensor with silver nanowire patterns showed a much larger resonance wavelength shift than the sensor with gold nanowire patterns, in good agreement with simulation results. These results suggest that silver nanowire patterns are more efficient than gold nanowire patterns, and could be used for sensitivity enhancements in situations where biocompatibility is not a consideration.

• 한국분무공학회지
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• 제26권4호
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• pp.212-218
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• 2021

The present study aims to develop the Surface Plasmon Resonance (SPR) imaging system facilitating the real-time measurement of the concentration of evaporating binary mixture droplet (BMD). We introduce the theoretical background of the SPR imaging technique and its methodology for concentration measurement. The SPR imaging system established in the present study consists of a LED light source, a polarizer, a lens, and a band pass filter for the collimated light of a 589 nm wavelength, and a CCD camera. Based on the Fresnel multiple-layer reflection theory, SPR imaging can capture the change of refractive index of evaporating BMD. For example, the present study exhibits the visualization process of ethylene glycol (EG)-water (W) BMD and measures real-time concentration change. Since the water component is more volatile than the ethylene glycol component, the refractive index of EG-W BMD varies with its mixture composition during BMD evaporation. We successfully measured the ethylene glycol concentration within the evaporating BMD by using SPR imaging.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2001년도 제12회 정기총회 및 01년도 동계학술발표회
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• pp.106-107
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• 2001

표면 플라즈몬 공명(SPR：Surface Plasmon Resonance) 현상은 금속이나 유전체 박막의 두께 및 광학계수 등의 측정이나 센서로 주로 응용되어 왔다. 특히, 최근에는 SPR을 이용한 광 센서나 광 변조기, 파장필터, 광 스위치 등의 광소자에 대한 연구가 많이 되고 있다 본 논문에서는 액체의 농도에 따라 유전 상수가 변하는 것을 이용하여 SPR 광센서가 가능함을 보였다. (중략)

• 한국광학회지
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• 제28권1호
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• pp.28-32
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• 2017

본 논문에서는 LSPR 센서에 적용하기 위한 제한된 높이 100 nm에서 $TiO_2$, $SiO_2$의 다중층을 이용한 LSPR 센서를 디자인을 제안했다. LSPR 센서의 구조는 유전체 층과 나노 구조가 있는 금속층으로 디자인 하였다. 금속층은 금 박막 40 nm와 높이 40 nm, 주기 600 nm, 선폭 300 nm인 나노와이어 구조체를 올려놓은 구조로 디자인하였다. 유전체 층의 높이를 100nm로 제한하고, $TiO_2$, $SiO_2$가 반복되는 구조로 하여 반복층의 개수를 1~4개로 변경하면서 비교 분석하였다. 파장 가변형 SPR을 디자인하기 위해 각도를 75도로 고정하고 파장을 변화시켜 FEM방식으로 계산하였다. 결과로 굴절율이 고정되어 있을 때 다중층의 개수가 증가할수록 공명 파장이 짧아지는 현상을 확인 하였고, 파장의 변화에 더 민감하게 변화하는 것을 측정하였다. 다만, 다중층의 개수가 3개층 이상이 되면 변화하지 않는 것을 확인하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.85.2-85.2
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• 2018

금속 나노구조체에서의 localized surface plasmon resonance와 surface-enhanced Raman scattering 현상은 센서를 비롯한 다양한 응용분야를 가지고 있다. 나노구조체 array 형성을 위한 대표적인 top-down 방식인 e-beam lithography 공정은 제조비용이 매우 높고 대량생산 및 대면적화에도 한계가 있기에 polystyrene(PS) bead의 self-assembly를 이용한 nanosphere lithography와 같은 bottom-up 방식이 폭넓게 연구되고 있다. Closed-packing된 PS bead의 monolayer를 얻기 위해서는 기판의 친수성 처리가 필요한데, 기존의 많은 연구에서는 기판의 표면개질에 화학적 공정을 이용하고 있다. 하지만 이는 기판 선택의 자유도를 떨어뜨리는 원인이 된다. 금속이나 실리콘 기판에서는 산성 용액을 이용한 화학적 처리방법을 적용할 수 있지만 SU-8과 같은 감광액 및 폴리머 기판에서는 산에 대한 내구성이 떨어져 화학적 공정의 도입이 불가능 하기 때문이다. 본 연구에서는 이러한 한계점을 극복하기 위해 $UV-O_3$ 공정으로 친수성 처리된 다양한 기판에서 spin coating을 통한 PS monolayer를 제조하였는데, UV 램프의 에너지 조절을 통해 기판에 붙어있는 유기물들을 효과적으로 제거할 수 있었고 $O_3$ 생성 및 분해 과정에서 기판 표면에 친수성 화학 작용기를 생성시킬 수 있었다. 제조된 PS layer를 mask로 사용하여 Ag, Al, Au 등 다양한 나노구조체 array를 형성하여 array 주기에 따른 플라즈몬 공명 특성을 분석하였다. 레이저 조사로 나노구조체의 형상을 변화시킴으로써 동일한 물질과 주기를 가진 array에서도 플라즈몬 특성의 변조가 가능함을 확인하였는데, 이는 금속 나노구조체의 응용측면에서 매우 고무적인 발견이다.

• 센서학회지
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• 제7권4호
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• pp.263-270
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• 1998

본 연구에서는 특정한 생물학적 의미를 갖는 물질들간의 결합 및 분리과정을 실시간에 측정하기 위해 빠른 응답특성과 높은 감도를 갖는 표면 플라즈몬 공명 (Surface Plasmon Resonance, SPR) 현상을 이용한 센서 시스템을 제작하였다. SPR 시스템의 프리즘 표면에 일정 두께의 금 박막이 진공증착된 센서칩을 두고 이 아래에 위치한 시료충전셀에 살모넬라 (salmonella) 항체를 주입시켜 항체가 센서칩 표면에서 자기집합 (self-assembly) 함에 따라 공명각이 변화하는 현상을 측정하였다. 이후 분석대상물질인 살모넬라 항원을 주입하여 항체와의 결합 상태를 일정 시간 간격을 두고 공명각의 변화로서 측정하고 이 결과를 분석하였다. 또한 human Immunglobulin G (hIgG)를 항원으로 한 항원-항체 반응 역시 살모넬라의 경우와 같은 방법으로 측정하였다. 그 결과 살모넬라의 항체는 센서칩 표면에서 약 10분 동안 자기집합하고 반응이 포화됨을 공명각의 변화를 통해 볼 수 있었으며, hIgG의 항체의 경우는 약 60분 동안 반응을 하고 포화됨을, 그리고 살모넬라와 hIgG의 항원 (분석대상물질) 은 모두 각각의 항체에 대해서 약 1분 이내에 결합하고 포화됨을 볼 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제29권6호
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• pp.275-284
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• 2018

본 연구에서는 나노 홀 배열과 나노 디스크 배열이 AZ 1500 나노 기둥에 의해 분리된 하이브리드 구조의 컬러 필터 설계방법을 제시한다. 우리는 각 설계 변수에 따른 투과광 특성 변화의 경향성을 이용하여 RGB 컬러 필터 설계 방법을 제시한다. 특히, 단면에서의 전기장의 세기 분포를 분석하여 두 배열에서 각각 발생하는 국소 표면 플라즈몬 공명이 서로에게 영향을 주지 않도록 AZ 1500 나노 기둥의 높이를 설정하였다. 최적화된 컬러 필터의 투과광 특성은 다음과 같다. Red 컬러 필터의 투과광 특성은 가시광 대역에서 Red를 표현하는 파장대역이 차지하는 비율이 55.01%, 투과도 최댓값이 41.53%이다. 그리고 Green컬러 필터의 경우, Green을 표현하는 파장대역의 비율이 40.20%, 투과도 최댓값은 42.41%이다. Blue 컬러 필터의 경우, Blue를 표현하는 파장 대역의 비율이 32.78%, 투과도 최댓값은 30.27%이다. 본 연구를 통해 산업용 장치에 집적되는 컬러 필터의 특성 향상을 이끌어 낼 수 있을 것으로 예상한다.