• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제14권3호
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• pp.277-281
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• 2010

We propose a design and optimization method for a dielectric-loaded surface plasmon polariton waveguide using a genetic algorithm. This structure consists of a polymer ridge on top of two layers of substrate and gold film. The thickness, width and refractive index of the ridge are designed to optimize the figures of merit including mode confinement and propagation length. The modal analysis combined with the effective index method shows that the designed waveguide exhibits a fundamental propagation mode with high mode confinement while ensuring that the propagation loss remains relatively low.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.216-221
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• 2017

폴리머 안경렌즈를 제조할 때 가시광선 영역에서 투과되는 빛을 증가시키고, 안경렌즈 표면에 형성되는 허상을 방지하는 반사방지 기능은 매우 중요하다. 본 연구에서는 굴절률 1.56, 1.60 및 1.67을 갖는 안경렌즈를 폴리머 렌즈 모노머 및 이염화 이부틸 주석 촉매제, 알킬 인산 에스터 이형제 등의 혼합물을 인젝션 몰드 방법으로 열중합 공정을 적용하여 제조하였다. 폴리머 안경렌즈 표면에서의 반사방지 효과를 조사하기 위하여 다층 박막 반사방지 코팅 구조(양면 또는 단면 코팅), 3층 박막의 Gaussian gradient-index profile 불연속 근사 반사방지 코팅 구조, 3층 박막의 quarter-wavelength 근사 반사방지코팅 구조 등 다양한 반사방지 코팅 구조를 설계하였고, E-beam 증착 시스템을 이용하여 열중합공정으로 제조된 폴리머 안경렌즈에 각각 코팅하였다. 폴리머 안경렌즈의 광학적 특성은 UV-visible spectrometer로 분석하였다. 반사방지 코팅 층을 구성하는 박막의 굴절률, 표면 거칠기 등의 소재 특성은 Ellipsometer와 원자힘 현미경(AFM)으로 분석하였다. 분석결과, 굴절률 1.56의 낮은 굴절률을 갖는 폴리머 안경렌즈에서 가장 효과적인 반사방지 코팅 구조는 다층 박막 반사방지 코팅 구조의 양면코팅이었다. 하지만 굴절률 1.67의 고굴절률 안경렌즈에 대해서는 3층 박막의 Gaussian gradient-index profile 불연속 근사반사방지 코팅 구조의 양면 코팅도 다층박막 반사방지 코팅구조의 양면코팅에 상응하는 반사방지 효과를 나타내었다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.163-168
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• 2023

본 논문에서는 화학적 감지 및 바이오 감지를 위한 새로운 플랫폼을 제시하였다. 작동 원리는 광 방향성 결합기(DC)와 다중 모드 간섭 결합기 (MMI)의 결합효율과 간섭특성에 기반한다. 또한, 실리콘 기판에 통합할 수 있도록 평면 기술을 사용하여 실현하였다. 먼저, DC와 MMIC의 분산곡선을 설명하고, 도파관 감도를 증가시키기 위한 최적화된 슬롯 광 도파관의 설계 사양을 선택하였다. 다음으로, 감지 분석물의 굴절률 변화에 대한 센서 응답을 수치해석 하였다. 수치해석 결과, 분석 물질의 굴절률 단위 (RIU) 변화당 높은 유효 지수 변화가 얻어졌으며, 그 감도는 DC 및 MMIC 설계 기법을 사용하여 조정할 수 있음을 보여주었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 춘계학술대회 논문집 디스플레이 광소자분야
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• pp.142-145
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• 2004

In this work, we have investigated the application of rapid thermal processing (RTP) and plasma enhanced chemical vapour deposition (PECVD) for surface passivation. Rapid thermal oxidation (RTO) has sufficiently low surface recombination velocities (SRV) $S_{eff}$ in spite of a thin oxides and short process time. The effective lifetime is increasing with an increase of the oxide thickness. In the same oxide thickness, The effective lifetime is independent on the process temperature and time. $S_{eff,max}$ is exponentially decreased with increasing oxide thickness. $S_{eff,max}$ can be reduced to 200 cm/s with only 10 nm oxide thickness. On the other hand, three different types of SiN are reviewed. SiN1 layer has a thickness of about 72 nm and a refractive index of 2.8. Also, The SiN1 has a high passivation quality. The effective lifetime and SRV of 1 $\Omega$ cm Float zone (FZ) silicon deposited with SiN1 is about 800 s and under 10 cm/s, respectively. The SiN2 is optimized for the use as an antireflection layer since a refractive index of 2.3. The SiN3 is almost amorphous silicon caused by less contents of N2 from total process. The effective lifetime on the FZ 1 ${\Omega}cm$ is over 1000 ${\mu}s$.

• Current Optics and Photonics
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• 제2권6호
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• pp.525-531
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• 2018

The effect of eccentricity on dispersion and nonlinear properties of a photonic crystal fiber having elliptical air holes is investigated using a fully vectorial effective index method. It is found that the effective refractive index increases with increase of eccentricity. The dependence of dispersion and nonlinear properties of the PCF on the eccentricity of the air hole is investigated. It is revealed that eccentricity of the air hole affects the zero dispersion wavelength. Further, the nonlinear properties such as mode field area, nonlinear coefficient and self phase modulation of the Photonic crystal fibers are analyzed. The mode field area increases and the nonlinear coefficient decreases with increase in eccentricity. The variation of the self phase modulation with elliptical air hole is also discussed.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.75.1-75.1
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• 2010

Dye sensitized solar cells(DSSCs) have been extensively studied due to their various advantages such as low production cost, colorful design, and eco-friendly process. Long optical path length is one of the most effective method to improve light harvest efficiency for DSSCs. Multi-layered $TiO_2$ nano-structured film with scattering layer has been studied to generate scattering effect by many researchers. It was expected that the difference of refractive index between $TiO_2$ particles and glass frit would generate the light scattering effect and provide the long optical path length. Therefore, to enhance the scattering effect, the frits of $Bi_2O_3-B_2O_3$-ZnO glass system that has the different refractive index were added to $TiO_2$ pastes in this study. First of all, the absorbance and haze factor of $TiO_2$ electrode with dyes and the refractive index of glass frit and $TiO_2$ were measured, respectively. To study the effect of frits, the efficiencies of DSSCs added glass frit and without glass frit were compared. Our results showed slightly higher efficiency with the different absorbance and haze factor of $TiO_2$ and glass frit. It was considered that the light scattering effect would be improved with adding frits to $TiO_2$ paste. Our preliminary studies will be useful for increasing efficiency of DSSCs.

• 전자공학회논문지
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• 제51권1호
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• pp.47-51
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• 2014

본 논문에서는 공진형 무선전력전송 시스템의 효율 개선을 위해 메타구조 기반의 단위 셀 및 배열 된 구조를 제안하였다. 자기장 집속을 위해 제로 굴절률 특성을 이용하였으며, 이를 구현하기 위해 유효 투자율의 실수가 0의 값을 갖도록 설계하였다. 제안된 단위 셀의 크기는 $70mm{\times}70mm{\times}3.2mm$이며, 동작 주파수는 13.56 MHz 이다. 또한, 배열된 구조의 크기는 $400mm{\times}400mm{\times}3.2mm$이며, 2-layer 구조로 이루어져 있다. 본 논문에서 제안한 공진형 무선전력전송 시스템의 효율은 송수신 공진기 사이의 거리가 100 mm ~ 400 mm에서 각각 94.8 %, 93.2 %, 91.4 %, 90.8 % 이며, 전체 거리에서 90 % 이상의 고효율 특성을 얻을 수 있었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제35권4호
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• pp.364-370
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• 1998

광집적회로용 평면도파로를 구현하기 위한 $B_2O_3-P_2O_5-SiO_2$ 실리카 광도파막을 실리콘 기판위에 FDH(Flame Hydrolysis Depositon)법으로 제조하여 미립자의 미세구조, 실리카막의 굴절률과 조성을 고찰하였다. FHD법에서 도펀트(dopant)물질로, $B_1\;P_1\;Ge$ 등의 산화물이 사용되며, $B_1$ Ge 산화물의 경우 $SiO_2$와의 결합특성이 우수하여 비교적 도핑(doping)이 용이하지만 P의 경우 $P_2O_5$의 낮은 융점에 의한 증발 등으로 효과적인 도핑이 어렵다. 수직형 FHD 토치를 사용하고 화염온도, 기판온도, 토치와 기판간의 거리를 최적화하여 P 농도가 3.3 Wt%이상이고 고밀화 온도가 $1180^{\circ}C$ 이하인 양질의 실리카막을 얻었다. 실리카막의 굴절률은 $1.55\;\mu\textrm{m}$ 파장에서 $1.4480{\pm}1{\times}10^{-1}$로 측정되었으며, $22{\pm}1\;\mu\textrm{m}$의 두께를 보였다.

• 한국광학회지
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• 제13권1호
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• pp.51-57
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• 2002

Buried 채널 도파로의 필드 분포에 대한 analytic 표현식을 effective index method(EIM)와, variational method(VM) 사용하여 구한 뒤 angular spectrum방법을 적용하여 도파로 폭과 두께에 따른 최소의 반사율을 주는 코팅층의 최적 굴절율과 정규화된 최적 코팅 두께를 구하였고 이를 비교 검토하였다. 도파로 폭이 큰 영역에서는 두 방법으로 구한 코팅층의 파라메타가 비슷한 결과를 보였으나 도파로 폭이 작아질수록 VM을 사용하여 구한 코팅층의 최적 굴절율과 정규화된 최적 두께는 클래딩층만으로 구성된 물질과 공기사이에 존재하는 코팅층의 최적 굴절율과 정규화된 최적 두께로 접근한 반면에 EIM을 사용하여 구한 경우는 차이가 많이 발생하였다. Buried채널 도파로의 도파로 폭과 두께가 같을 때, 활성층과 클래딩층의 굴절율 차이의 비에 관계없이 VM을 사용하여 구한 quasi-TE모드와 quasi-TM모드의 공차지도는 거의 동일한 영역에 존재하였다. 반면에 free space radiation mode(FSRM) 방법의 경우는 활성층과 클래딩층의 굴절율 차이의 비가 10%일 때, quasi-TE 모드와 quasi-TM모드의 공차지도는 서로 다른 영역에 존재하였다. 따라서 VM과 angular spectrum방법을 사용하여 구한 공차지도가 FSRM 방법을 사용하여 구한 공차지도보다 정확함을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.149-149
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• 2010

The double-layer antireflection (DLAR) coatings have significant advantages over single-layer antireflection (SLAR) coatings. This is because they will be able to cover a broad range of the solar spectrum which would enhance the overall performance of solar cells. Moreover films deposited at high frequency are expected to show excellent and UV-stable passivation in the refractive index that we adopted. In this work, we present a novel DLAR coating using SiNx:H thin films with refractive indices 1.9 and 2.3 as the top and bottom layers. This approach is cost effective when compared to earlier DLAR coatings with two different materials. SiNx:H films were deposited by Plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) technique using $SiH_4$, $NH_3$ and $N_2$ gases with flow rates 20~80sccm, 200sccm and 85 sccm respectively. The RF power, plasma frequency and substrate temperature for the deposition were 300W, 13.56 MHz and $450^{\circ}C$, respectively. The optimum thickness and refractive indices values for DLAR coatings were estimated theoretically using Macleod simulation software as 82.24 nm for 1.9 and 68.58 nm for 2.3 respectively. Solar cells were fabricated with SLAR and DLAR coatings of SiNx:H films and compared the cell efficacy. SiNx:H> films deposited at a substrate temperature of $450^{\circ}C$ and that at 300 W power showed best effective minority carrier lifetime around $50.8\;{\mu}s$. Average reflectance values of SLAR coatings with refractive indices 1.9, 2.05 and 2.3 were 10.1%, 9.66% and 9.33% respectively. In contrast, optimized DLAR coating showed a reflectance value as low as 8.98% in the wavelength range 300nm - 1100nm.