• 한국광학회지
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• 제28권2호
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• pp.68-74
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• 2017

특정한 파장대역에서 파장변화에 따른 굴절능의 변화를 1차, 2차 미분까지 보정하여 기준파장과 그 인근 파장 대역에서 굴절능의 변화가 매우 적도록 안정화된 광학계를 설계하는 방법에 대하여 연구하고, 이를 적용하여 회절한계의 시준렌즈를 설계하였다. 설계된 광학계는 파장 변화에 대하여 매우 안정하였고, 파장 360~410 nm 대역에서 유효초점거리의 변화가 0.002% 이내로 매우 적었다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2000년도 하계학술발표회
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• pp.80-81
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• 2000

Kelly$^{[1]}$ 이후 자체집광(self-focusing) 효과에 대한 많은 연구가 진행되어 왔으며, 이러한 자체집광 현상에 대한 연구들의 목적중 하나는 과연 자체집광 현상에 의하여 집광된 빛의 크기가 궁극적으로 어디까지 줄어들 수 있는가에 대한 답을 찾는 것이다. Feit와 Fleck의 수치해석 결과에 따르면 비근축근사(nonparaxiality)를 고려했을 때 비선형 흡수, 고차 비선형효과, 물질 손상 (material breakdown) 등 특별한 자체집광에 대한 포화 현상이 없이도 자체집광된 빛의 크기가 회절한계를 넘어서지 않고, 자체집광과 자체퍼짐(self- defocusing)이 반복하면서 전파되는 것을 알 수 있다$^{[2]}$ . (중략)

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.143-143
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• 2012

일반적인 라만 분광 시스템은 회절 한계로 인해 공간 분해능이 떨어지며, 시료의 양이 적을 경우에 굉장히 미약하게 발생하는 라만 신호의 검출 감도가 떨어지는 단점이 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하기 위하여 tip-enhanced Raman spectroscopy (TERS)를 구축하였다. 구축한 TERS 시스템은 뾰족한 금속 탐침을 시료 위에 근접시켜 금속 탐침 내에 존재하는 전자와 여기 광 간의 플라즈몬 공명 현상에 의한 광 안테나 효과를 유도하여 라만 분광 시스템의 공간 분해능을 수십 나노미터 정도로 향상시켰으며, 기존의 라만 분광 시스템에서는 검출되지 않는 미약한 라만 신호를 검출할 수 있었다. 구축한 TERS 시스템을 이용하여 탄소나노튜브를 비롯한 다양한 반도체 시료의 라만 스펙트럼 및 라만이미지를 측정하였고, 금속 탐침이 시료위에 근접되지 않은 경우의 측정 결과와 라만 신호의 세기 및 라만 이미지의 공간 분해능을 비교하여 제안하는 TERS 시스템의 효용성을 검증하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.2
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• pp.1058-1061
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• 2004

미세 소자를 관측, 가공 및 분석하기 위해 사용되는 기존 광학현미경은 빛으로 물체를 관측하므로 대물렌즈 (Object lens)에서의 회절한계 때문에 분해능의 있으므로 매우 뽀족한 탐침(Probe)을 시료의 표면에 근접시킨 후 표면을 주사하여 이미지를 얻는 방법이 개발되어 최근에는 Optical Fiber를 이용하여 fiber 끝단을 nano-scale 정도로 첨예화시키는 기술이 개발되었다. 이러한 광섬유 탐침은 구경의 직경이 작을수록 높은 분해능을 얻을 수 있으므로 광섬유 탐침의 제작 공정 확립은 매우 중요하다. 그 중에서 대표적인 방법이 $CO_2$ 레이저를 이용하여 가열한 후 인장 하는 방법 (Heating and Pulling)이 있다. 그래서 본 연구에서는 $CO_2$ 레이저를 이용하여 100nm 정도의 팁 반경을 갖는 뽀족한 탐침을 제작하고자 한다.

• 한국광학회지
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• 제2권4호
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• pp.186-192
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• 1991

엑시머 레이저빔($\lambda$ 0.248$\mu\textrm{m}$)을 사용하여 micro-lithography를 위해 축소배율 $5\times$를 갖는 4개의 구면으로 구성된 반사경계를 설계하였다. 먼저 초기광학계로서 Seidel 3차 수차 내에서 구면수차, 코마, 상면만곡, 왜곡수차가 제거된 4구면경계를 해석적으로 구하였다. 이 초기광학계의 성능 향상을 위해 컴퓨터를 이용한 최적화 기법을 사용하였고 그 결과 KrF 엑시머 레이저 광에 대해 N.A. 0.15와 image field diameter 3.3 mm 이내에서 회절 한계까지 제거된 수차 성능을 얻었다.

• 한국광학회지
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• 제9권5호
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• pp.307-314
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• 1998

편광 독립적인 InP형 배열 도파로 회절 격자 소자의 설계를 위하여 경계면이 편광 의존성에 미치는 효과를 살펴보고, 편광 독립적인 InP형 2차원 도파로를 설계하였다. 도파로의 경계면이 편광 의존성에 미치는 효과를 살펴보기 위하여 1차원 도파로에 대하여 넘김 행렬법(Transfer Matrix Method)을 사용하여 파동 방정식을 풀었다. 계산 결과 경계면이 많을수록 복굴절성은 커짐을 보였다. 편광 독립적인 2차원 도파로 설계에는 유효굴절률법(Effective Index Method)을 사용하였다. 고려한 구조는 리지형태(ridge type), 올림층형태(raised strip type), 매립형태(buried type)의 도파로인데, 리지형태와 올림층형태의 구조에는 기존의 유효굴절법을 적용하였고, 매립형태의 도파로는 개선된 유효굴절률법을 적용하였다. 계산 결과로부터 편광 독립적인 2차원 도파로의 폭과 높이를 결정하였고, 주어진 복굴절성의 한계에 대하여 허용될 수 있는 도파로의 폭과 높이의 허용오차도 논의하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.167-167
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• 2000

전지 재료의 충방전 과정 연구에는 X-선 분말회절(x-ray powder diffraction techniques)과 중성자회절을 많이 사용하였다. 하지만 이러한 분석기술은 long-range order의 구조에 관한 정보를 제공하는데 유용하지만 atomic scale의 구조에 관한 정보를 얻기에는 한계가 있다. Li 전지에서의 전기화학적 반응에서는 cathode 물질에 포함된 전이금속의 산화, 환원 반응에 의한 Li 이온의 intercalation (charge process)과 deintercalation (discharge process) 현상이 일어난다. 이러한 충방전 과정은 알려지지 않은 다양한 형태의 위상 변화를 동반하게 되는데 x-선 이나 중성자를 이용한 powder diffraction techniques 로는 단지 정성적인 결정학적 정보를 얻을 수 있다. 따라서 최근에 원자 단위의 local structure에 관한 정보와 electrochemical state에 관한 정보를 동시에 얻을 수 있는 X-ray Absorption Fine Structure (XAFS) 분석기술을 Li 전지분석에 활용하기 시작하였다. XAFS는 하나의 x-ray 흡수원자에 대해서 주변원자들의 원자구조에 관한 정보와 구성 원소의 electrochemical state에 관한 정보를 얻을 수 있는 분석방법이다. X-ray Induced Electron Emission Spectroscopy (XIEES)는 x-ray에 의해서 방출된 전자를 검출하여 스펙트럼을 얻는 기능을 함축적으로 나타낸 것으로, x-ray를 물질 표면에 조사하여 발생하는 광전자, Auger 전자, 이차전자 등을 전자검출기(Channel Electron Multiplier: CEM)로 검출하는 기능과, 시료를 투과한 x-ray와 시료에서 발생하는 형광 x-ray를 비례계수기로 검출하는 기능을 가지고 있다. 이러한 검출 능력을 바탕으로 EXAFS, XANES, Standing Wave Technique, Elemental Composition Analysis, DXRD, Total Reflection Technique 등을 이용하여 물질을 구성하고 있는 원소의 성분, 미세원자구조, 전자구조에 관한 정보를 얻을 수 있는 새로운 spectrometer이다. 본 연구에서는 자체 개발한 XIEES의 XAFS 기능을 이용하여 여러 가지 방법으로 제조한 LiMn2-xO4와 LiMnO2, MnO2에서 Mn K-absorption edge에 대한 chemical state 변화를 측정하였다. Absorption edge에서 chemical shift를 측정하기 위해서는 방사광 가속기 수준의 에너지 분해능(~0.3eV)이 필요하다. 이번 연구에서는 SiO2(3140) monochromator를 사용하고 여기에 맞는 적절한 parameter를 적용하여 x-ray 에너지 분해능을 포항방사광가속기 수준으로 개선하였다. XIEES에서 얻은 스펙트럼과 포항방사광가속기에서 얻은 스펙트럼을 비교하였다. Chemical shift가 일어나는 경향은 두 실험 결과가 잘 일치하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권4호
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• pp.1-8
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• 2012

본 연구에서는 실물모형 화재시험 후 쉴드터널 라이닝의 손상평가를 수행하였다. 먼저 고온에 노출된 쉴드터널 라이닝의 코어 채취를 통해 잔존압축강도를 측정하고, X선 회절분석 및 열중량 분석으로 수열온도를 예측하였다. 코어 채취에 의해 측정된 잔존 압축강도를 통해 고온에 의한 부재의 강도저하를 평가할 수 있었다. 또한 정확한 수열온도 예측이 이루어진다면 기존의 연구결과를 통해 부재의 잔존압축강도를 추정할 수 있다. X선 회절분석 및 열중량 분석은 약 $450^{\circ}C$의 온도를 기준으로 수열온도 예측이 가능하지만 정량적인 수열온도의 판단에는 한계가 있었다. $400{\sim}600^{\circ}C$의 수열온도범위에서는 기기분석에 의한 평가와 더불어 해석적 기법이 병행된다면 보다 정확한 수열온도 예측이 가능할 것이다.

• 한국항행학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.168-174
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• 2015

소방무선통신시스템은 화재, 구조, 구급 등 재난현장에서 지휘관과 현장 요원 간 최후의 통신으로서 중요한 역할을 하고 있다. 하지만 경남 소방무선통신시스템의 운영은 예산범위의 한계와 전문적인 통신 인력의 부재로 송신국 부지선정, 전파환경 분석 등의 정량적 기준 없이 설치 및 유지 관리되고 있는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제점을 개선하기 위하여 경남 김해 소방무선중계국(신어산)을 기준으로 도내 전 소방관들이 실제 운용중인 UHF 400 MHz 대역을 자유공간손실과 단일, 다중 장애물에 의한 회절량을 이론적으로 계산하고, 한국전파연구원에서 운영 중인 주파수자원분석시스템을 통해 시뮬레이션 및 실제 측정결과 값을 비교하여 그 오차를 산정하였다. 그 결과, 김해지역에서의 400 MHz 대역 전파예측모델은 회절모델인 Deygout모델이 측정치와 일치하였다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2007년도 하계학술발표회 논문집
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• pp.223-224
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• 2007

광기록의 역사는 1980년대초 Sony와 Philips가 공동 개발한 CD (compact disc: 640MB)의 출현으로부터 시작하여 1996년의 DVD (digital versatile disc: 4.7GB)를 거쳐 최근의 BD (Blu-ray disc: >20GB)에까지 이르고 있다. Read-only memory, recordable, rewritable 등 다양한 저장 및 재생방식이 존재하는데, 이는 레이저 조사에 의한 기록매체의 특성변화의 가역성 (reversibility)에 의존하므로 저장 및 재생방식에 따라 저장매체 또한 다르게 된다. 기록용량의 증가는 레이저의 파장이 짧아지고 동시에 사용된 렌즈의 개구수 (NA: Numerical aperture)가 증가함에 따른 빔 spot size의 감소에 기인한다. 회절한계를 극복하여 빔의 spot size를 줄이고자 하는 연구는 현재도 전세계적으로 활발히 이루어지고 있고 이러한 노력의 일환으로 어느 정도의 추가적인 저장용량 증가는 가능할 수 있으나, 2차원 방식으로는 대용량 광정보기록 (수백 GB ${\sim}$ TB급)의 실현은 불가능하다는 것이 일반적인 예상이다. 한편 장기적으로 기존의 2차원 정보기록방식을 대체하고 저장용량을 획기적으로 증가시킬 수 있는 bit-type 3차원 광정보기록의 개념이 1990년을 전.후로 처음으로 제시되었다. 이는 2차원 bit 정보가 수십 내지 수백 개의 다층 (multi-layer) 형태로 기록되는 방식인데, 그동안 산업체의 관심이 상대적으로 높지 않았던 이유는 영화, 음악 등 엔터테인먼트 시장성 확대를 위해 Blu-ray disc나 HD-DVD에 대한 연구개발에 치중해왔기 때문이다. 하지만 최근 급변하는 정보시스템 서비스 환경 속에서 정보유통량이 기하급수적으로 증가하고 있고 개인이 취급하는 정보량도 2010년경에는 수백 GB 단위가 될 것으로 예상되고 있으며 디지털 방송, 네트워크를 기반으로 한 서비스 수요 뿐 만 아니라 전자도서관이나 VOD (Video on Demand) 서비스 사업에 필수적인 수 TB급의 대용량 저장장치에 대한 수요 또한 크게 증가할 것으로 전망된다. 이에 따라 점차 그 물리적 한계에 다다르고 있는 기존의2차원 정보저장방식을 대체하고 저장용량을 획기적으로 증가시킬 수 있는3차원 정보기록(> $10^{13}$ $bits/cm^3$)에 대한 필요성이 대두된다.