• Current Optics and Photonics
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• 제5권6호
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• pp.627-640
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• 2021

In a free-space coherent optical communication system, wavefront distortion is frequently beyond the correction range of the adaptive-optics system after the laser has propagated through the atmospheric turbulence. A method of residual wavefront correction is proposed, to improve the quality of coherent optical communication in free space. The relationship between the wavefront phase expanded by Zernike polynomials and the mixing efficiency is derived analytically. The influence of Zernike-polynomial distortion on the bit-error rate (BER) of a phase-modulation system is analyzed. From the theoretical analysis, the BER of the system changes periodically, due to the periodic extension of wavefront distortion. Experimental results show that the BER after correction is reduced from 10^-1 to 10^-4; however, when the closed-loop control algorithm with residual correction is used, the experimental results show that the BER is reduced from 10^-1 to 10^-7.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권3호
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• pp.304-306
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• 2016

본 논문에서는 펄스 재머의 영향에 대해 코히런트 무선 광통신 시스템에서 비트오류율을 분석한다. 유도된 수식은 닫힌형태로 쉽게 코히런트 광 통신 시스템 성능을 확인할 수 있다. 또한 최적의 공격을 위한 재머를 작동시키는 심볼 시간 비율을 계산한다. 결과를 통해서, 유도된 비트오류율이 정확한 것을 확인한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.326-334
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• 1991

자유공간 광학과 출력 버퍼 메모리를 이용한 Optical Asynchronous Transfer Mode(ATM) 스위칭 시스템을 제안하고, Huygens-Fresnel 원리와 렌즈 변환을 이용하여 이 스위칭 구조에 있는 분배 시스템을 분석했다. 단색관 조명의 경우, 입력 분포의푸리에 변환과 유사한 패턴이 출력평면에서 관측되었다. 부분적으로 코히런트(coherent)한 유사 단색광으로 시스템을 조명할 \ulcorner\ulcorner는, 출력평면에서 단색광 때보다 공간적으로 넓어진 빛의 세기 분포가 나타났다. 100fs 정도의 코히런트(coherent)한 단펄스는 심한 공간적 확장 없이 분배기를 전파할 수 있음을 알 수 있었다.

• Current Optics and Photonics
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• 제1권1호
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• pp.1-6
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• 2017

Degradation of bit-error-rate (BER), caused by atmospheric turbulence, seriously hinders the performance of coherent Free Space Optical (FSO) communication systems. An adaptive optics system proves to be effective in suppressing the atmospheric turbulence. The holographic modal wavefront sensor (HMWFS) proposed in our previous work, noted for its fast detecting rates and insensitivity to beam scintillation, is applied to the coherent FSO communication systems. In this paper, based on our previous work, we first introduce the principle of the HMWFS in brief and give the BER of the coherent FSO with homodyne detection in theory, and then analyze the improvement of BER for a coherent FSO system based on our previous simulation works. The results show that the wavefront sensor we propose is better for weak atmospheric turbulence. The most obvious advantages of HMWFS are fast detecting rates and insensitivity to beam scintillation.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2000년도 제11회 정기총회 및 00년 동계학술발표회 논문집
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• pp.126-127
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• 2000

Resonance fluorescence is the manifestation of the interaction between the physical system under consideration and the vacuum-field fluctuation. The fluorescence spectrum provides such physical informations as the energy-level structure of the system, instabilities and relative populations of the energy levels, etc.. One of the typical fluorescence spectra is the Mollow triplet appearing when two-level atoms are driven by a strong coherent field in free space$^{(1)}$ . In the weak field limit, the singlet instead of the triplet is obtained with a reduced linewidth due to the squeezing of one quadrature phase of the induced atomic dipole$^{(2)}$ . On the other hand, when the atoms are put inside a cavity rather than in free space, a doublet spectrum due to the vacuum Rabi-splitting is achieved, showing clearly the coupling of atoms and the cavity in the single-quantum limit$^{(3)}$ . (omitted)

• 한국광학회지
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• 제31권6호
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• pp.274-280
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• 2020

본 논문에서는 결맞음 빔결합 방식을 이용한 원거리 광학 에너지 전달 방법에 있어서 대기 외란의 영향을 위상판 모델을 사용하여 수치해석하고 분석한다. 결맞음 빔결합 방식은 3채널로 구성하고, 전송 거리는 1~2 km, 각 채널별 위상 및 조사 방향은 적절한 방식으로 보정된 것으로 가정하며, 각 채널 빔들이 자유공간을 진행할 때 발생하는 대기 외란 영향은 위상판 모델로 정량화한다. 위상판은 구조상수 Cn2 값의 변동 범위 10-15에서 10-13 [m-2/3] 내에서 통계적으로 생성하여 구성한다. 특별히, 본 논의에서는 대기 요동의 강도가 최종 빔결합 효율에 미치는 영향을 분석하기 위해 위상판 모델의 구조 상수를 변화시켜가며 해당 목표 지점에서 3채널 결맞음 빔결합 방식을 통해 전송된 빔의 결합 형태, 왜곡 정도 및 빔결합 효율을 계산한다. 본 수치 모델을 통해 분석한 결과, 상기 주어진 대기 요동 조건하에서도 원거리 광학 에너지 전송에 결맞음 빔결합 방식을 사용할 경우, 수신부 유효 도달 전력을 비결맞음 빔결합 방식 대비 최소 3배 이상 확보할 수 있음을 확인할 수 있다. 본 수치 모델은, 원거리 광학 에너지 전송을 전산모사함에 있어서 다양한 형태의 대기 외란의 영향 및 빔결합 방식을 분석하는데 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국광학회지
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• 제31권6호
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• pp.259-267
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• 2020

실외에서 운용되는 무선 광통신 시스템의 수신기는 태양광에 직·간접적으로 노출되기 마련이다. 본 논문에서는 주광이 무선 광통신 시스템의 수신 감도에 미치는 영향을 정량적으로 분석하였다. 이를 위하여 방사 조도 측정치를 활용하여 지상에 위치한 수신기에 특정 시야각으로 직접 또는 간접적으로 입사하는 단위 면적당 태양광 전력 스펙트럼 밀도를 얻었고, 이 값을 이용하여 세기 변조/직접 검출 및 코히어런트 시스템의 성능 열화를 계산하였다. 분석 결과 주광이 수신기에 간접적으로 인가되는 경우 수신 감도 페널티가 시스템 종류에 관계없이 1.3 dB 이하였으나, 직접적으로 인가되는 경우에는 30 dB 이상의 매우 큰 수신 감도 열화가 발생하였다. 또한 이러한 수신 감도 열화는 편광자 사용 또는 광학 필터 대역폭 조절에 의해서도 거의 경감되지 않았다.

• 한국광학회지
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• 제35권4호
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• pp.150-156
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• 2024

자유 공간 광 통신 또는 레이저 전력 전송과 같은 장거리 레이저 빔 전파 연구의 핵심 요소 중 하나는 레이저 빔의 전송 효율이다. 본 논문에서는 레이저 에너지 전송의 효율을 개선하기 위해 레이저 빔의 공간적 분포를 변형하는 방법을 제안하였으며, 특히 수퍼 가우시안 빔을 대상으로 수치 해석을 진행해 그 유효성을 확인하였다. 송신기의 광학 시스템에 의해 결정된 회절 한계 반지름 이내로 수신되는 전력의 양을 기준으로, 2차 수퍼 가우시안 레이저 빔이 1 km 거리를 전파할 때 단일 채널과 다중 채널에서 모두 전송 효율이 개선되는 것을 확인하였다. 또한 1 km 전파거리를 전제로 기본 가우시안 빔과 2차 수퍼 가우시안 빔을 사용하는 상황을 비교하였을 때, 전송 효율 개선률이 단일 채널 레이저에서 1.2% 이상, 3채널 및 7채널에서는 각각 4,2% 및 4.6% 이상이라는 결과를 얻었다. 레이저 빔의 전파거리가 750 m에서 1,250 m 사이인 경우, 2차 수퍼 가우시안 빔의 전송효율 개선률은 단일, 3채널, 7채널일 때 각각 1.2%, 4.1%, 4.0% 이상으로 전송 효율의 우위가 유지되었다.