• 한국광학회지
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• 제24권5호
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• pp.213-216
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• 2013

본 논문에서는 25배 태양광 집광장치에 적용될 선형 프레넬 렌즈의 최적화에 대해 서술한다. 이 선형 프레넬 렌즈는 각기 다른 패턴을 가진 $10{\times}10$ mm 크기의 선형 프레넬 렌즈가 $5{\times}5$의 형태로 결합된 렌즈이다. 각 프레넬 렌즈는 같은 크기의 태양전지로 태양광이 입사할 수 있도록 최적화되어 있다. 최적화된 프레넬 렌즈의 설계치는 패턴높이 35 ${\mu}m$, 구배각 $4^{\circ}$, 모서리 라운드 1 ${\mu}m$로 각각의 선형 프레넬 렌즈에 모두 같은 값이 부여되었지만 사면경사각은 $14.1^{\circ}{\sim}31.2^{\circ}$로 각기 다르다. 이렇게 설계된 선형 프레넬 렌즈의 태양광 집광효율은 80%이상이며 기존의 25배 집광용 단일 프레넬 렌즈보다 오정렬 및 제작공차 측면에서 강력한 성능을 가진다. 설계된 선형 프레넬 렌즈의 민감도 분석을 통해 모서리 라운드가 1 ${\mu}m$씩 증가할수록 집광효율이 ~5%씩 저하되는 것을 파악하였고 이에 모서리 라운드가 최소한의 수치로 유지되어야 함을 확인하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 춘계학술대회
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• pp.53-54
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• 2014

프레넬 렌즈의 기하학적 특성을 활용하면 위성 수신 안테나 및 측지 시스템 등에 활용 가능하다. 본 연구에서는 Soret 타입의 프레넬 렌즈가 배열로 나열된 경우에 대한 방사패턴을 FDTD법을 이용하여 구하였다. 문제를 단순화시키기 위하여 프레넬 렌즈는 일렬로 배치하고, 렌즈는 상대 유전율을 가진 유전체 봉으로 가정하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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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.

• 한국광학회지
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• 제32권1호
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• pp.15-21
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• 2021

본 논문에서는 LED 광원 모듈과 시준용 프레넬 렌즈를 이용하여 항공기 장애등 광학 시스템을 설계하였다. 설계된 광학계는 국토 교통부 항공기 경고등의 수직 양각 중심 광도 20,000 cd와 발산각 광도 규격 조건을 만족시키기 위해 프레넬 렌즈를 모듈별로 설계하였다. 또한 LED 광원 모듈과 프레넬 렌즈의 위치와 기울기를 조정하여 광학 시스템을 최적화하였으며, 이렇게 설계된 광학계의 배광 특성을 분석하고 비교하여 최적의 성능을 가진 항공기 경고등 광학계를 설계하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.1-6
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• 2008

액정 멀티미디어 스크린은 효과적인 영상 정보를 표시하고 전달하는데 매우 중요한 역할을 한다. 그러나 이러한 시스템은 여러개의 액정 스크린을 사용하므로 이들 액정 스크린 사이에 갭이 발생하는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 본 논문에서는 바이너리 프레넬 렌즈를 사용하는 방법을 제시하였다. 바이너리 프레넬 렌즈를 사용하면 각각의 영상을 확대시키게 되며 결과적으로 갭을 최소화 할 수 있다. 바이너리 프레넬 렌즈의 설계 파라미터의 최적화 결과를 제시하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 춘계학술대회
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• pp.43-44
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• 2014

프레넬 렌즈의 기하학적 특성을 활용하면 위성 안테나 및 측지 시스템 등에 활용 가능하다. 본 연구에서는 Soret 타입의 프레넬 렌즈가 반사판 구조와 결합된 렌즈 안테나를 설계하고 이에 대한 이득 특성을 FDTD법을 이용하여 해석하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권1호
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• pp.63-67
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• 2015

백색 발광 다이오드는 조명과 통신이 동시에 가능하여 많은 주목을 받고 있다. 본 논문에서는 고출력 백색 LED와 저가형 광 다이오드, 프레넬 렌즈로 구성된 가시광 통신의 특성을 연구하였다. LED 구동회로는 고전력 MOSFET과 MOSFET 전용 구동칩을 사용하여 LED가 고속으로 온오프 되게 스위칭 하였다. 사용한 LED의 대역폭은 8 MHz로 측정되었다. 그러나 실내 조명환경을 고려한 500 lx 조도 하에서 통신 속도는 PIN 광 다이오드인 SFH213의 낮은 스펙트럼 감도와 낮은 신호전력으로 인해 1 Mbps까지만 가능하였다. 시스템 대역폭을 확장하기 위하여 프레넬 렌즈를 적용한 경우 수신단의 PIN 광 다이오드에 LED의 집광된 광 전력이 입사되도록 하여 LED의 대역폭까지 변조될 수 있었다. 프레넬 렌즈에 의한 신호대 잡음비는 40 dB 이상 향상되었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 춘계학술대회
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• pp.67-69
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• 2012

본 논문에서는 프레넬 렌즈의 산란특성을 해석하기 위해 2차원 FDTD법을 이용하여 전자계 산란 특성을 해석하였다. 중심 주파수 5GHz에서 동작하는 프레넬 렌즈는 7개의 도체 차폐부로 구성되어 있는 것으로 가정하였다. 계산결과, 설계 초점거리에 해당되는 0.7m 근방에서 이득 26dB를 가지는 것으로 나타났다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.1-7
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• 2006

LCD 백라이트의 효율을 향상시키기 위하여 배열형 소형 프레넬 렌즈(micro Fresnel lens array)가 결합된 도광판을 설계하였다. 배열형 소형 프레넬 렌즈(MFLA)는 blazed 형태 및 다단계 이진 형태를 채택하였다. MFLA는 기존 LCD 백라이트 장치에서 필요로 했던 프리즘판 및 확산판을 대체할 수 있다. MFLS가 적용된 도광판의 성능을 나타내기 위하여 휘도와 균일도 값 등을 계산하였다.

• 한국광학회지
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• 제20권1호
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• pp.1-5
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• 2009

최근 광 격자구조나(photonic crystal) 표면 플라즈몬파(surface plasmon) 혹은 실리콘을 이용한 나노(nano) 스케일의 광 회로 시스템에 대한 연구가 활발한데, 이는 이미 한계에 다다른 전자회로속도의 한계를 극복하고 지금보다도 훨씬 작은 회로를 구성할 수 있는 이점이 있기 때문이다. 현재까지 보고된 바 있는 광 결합 시스템들은 그 크기가 나노 스케일의 광 회로 시스템에 비해 커서 광 결합 시스템으로서의 의미가 퇴색되고 있는데 본 논문에서는 매우 짧은 초점 거리를 가지며 매우 얇은 구조를 가지는 프레넬 렌즈를 이용한 광 결합 시스템을 제안하여 광 결합 시스템을 나노 스케일 광 회로 시스템과 비교할 수 있을 정도로 소형화 하는 방법을 모색하였다. 본 논문에서는 금 슬릿을 채용한 프레넬 렌즈를 제안하여 설계하고 그 구조를 이용해 2차원 전산모사를 수행하였다. 그 결과, 일반 프레넬 렌즈의 광 결합 효율이 약 43%인데 반해, 금 슬릿을 채용한 프레넬 렌즈의 광 결합 효율은 가장 효율적인 구조로 설계하였을 경우에 최대 약 65%의 광 결합 효율을 보인다. 일반 프레넬 렌즈에 비해 50% 이상의 광 결합 효율의 향상을 달성하였다.