• Current Optics and Photonics
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• 제6권2호
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• pp.183-190
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• 2022

Based on the linear electro-optic (EO) effect of lithium niobite (LiNbO₃, LN) crystal, an intense two-dimensional (2D) electric field sensor was analyzed, fabricated and experimentally demonstrated. The linear polarized light beam transmits along the optical axis (z-axis) of the LN crystal, and the polarization direction of the polarized light is 45° to the y-axis. The sensor can detect the intensity of a 2D electric field that is perpendicular to the z-axis. Experimental results demonstrated that the minimum detectable electric field of the sensor is 10.5 kV/m. The maximum detected electric field of the sensor is larger than 178.9 kV/m. The sensitivity of the sensor is 0.444 mV/(kV·m^-1). The variation of the sensitivity is within ±0.16 dB when the sensor is rotated around a z-axis from 0° to 360°. The variation of the sensor output optical power is within ±1.4 dB during temperature change from 19 ℃ to 26 ℃ in a day (from 7:00 AM to 23:00 PM) and temperature change from 0 ℃ to 40 ℃ in a controllable temperature chamber. All theoretical and experimental results revealed that the fabricated sensor provides technology for the direct detection of intense 2D electric fields.

• Current Optics and Photonics
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• 제8권4호
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• pp.406-415
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• 2024

The major error factors that degrade the efficiency of coherent beam combining (CBC) are numerically studied in a comprehensive manner, paying particular attention to phase, tip-tilt, polarization angle, and beam quality. The power in the bucket (PIB), normalized to the zero-error PIB, is used as a figure of merit to quantify the effect of each error factor. To maintain a normalized PIB greater than or equal to 95% in a 3-channel CBC configuration, the errors in phase, tip-tilt, and polarization angle should be less than 1.06 radians, 1.25 ㎛, and 1.06 radians respectively, when each of the three parameters is calculated independently with the other two set to zero. In a worst-case scenario of the composite errors within the parameter range for the independent-95%-normalized-PIB condition, the aggregate effect would reduce the normalized PIB to 83.8%. It is noteworthy that the PIB performances of a CBC system, depending on phase and polarization-angle errors, share the same characteristic feature. A statistical approach for each error factor is also introduced, to assess a CBC system with an extended number of channels. The impact of the laser's beam-quality factor M² on the combining efficiency is also analyzed, based on a super-Gaussian beam. When M² increases from 1 to 1.3, the normalized PIB is reduced by 2.6%, 11.8%, 12.8%, and 13.2% for a single-channel configuration and 3-, 7-, and 19-channel CBC configurations respectively. This comprehensive numerical study is expected to pave the way for advances in the evaluation and design of multichannel CBC systems and other related applications.

• 한국안광학회지
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• 제18권2호
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• pp.213-229
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• 2013

목적: 본 연구는 시력발달에 중요한 시기인 성장기에 있어서 영양소 섭취가 시력에 미치는 영향과 상관성을 분석하였으며, 이와 관련하여 소득 상위집단과 소득 하위집단의 청소년을 대상으로 굴절력과 상관성을 갖는 영양소를 조사하였다. 방법: 본 연구는 보건복지부가족부 질병관리본부에서 시행한 2010 국민건강영양조사 자료를 기준으로 하였으며, 탄수화물과 지방은 2010 국민건강영양조사의 기준이 불분명하여 식약청이 제시한 330 g과 51 g을 기준으로 하였다. 영양소의 분류는 크게 다량영양소(에너지, 식이섬유, 단백질, 탄수화물, 지방), 지용성 비타민(비타민 A), 수용성 비타민(비타민 C, 리보플라빈, 나이아신), 미량무기질(철), 다량무기질(칼슘, 인, 나트륨, 칼륨), 수분으로 굴절력과 비교분석 하였다. 결과: 전체 소득수준 상에 해당하는 328명을 대상으로 영양소 섭취의 평균과 굴절력과의 상관성을 조사했다. 지방의 영양소의 경우 6~18세를 대상으로 하루 권장섭취량(112~540 g)에 2~10배보다 적은 $54.21{\pm}32.60$ g을 섭취하고 있는 것으로 조사되었으며, 지방의 섭취량과 굴절력은 통계적으로 유의한 상관성을 나타냈다(우안: p=0.033, 좌안: p=0.029). 전체 소득수준 하에 해당하는 대상자 309안을 대상으로 영양소 섭취의 평균과 표준편차 값 그리고 굴절력과의 상관성을 조사하였다. 인은 $1118.75{\pm}501.98$ mg으로 높은 섭취량을 나트륨은 $3705.24{\pm}2089.42$ mg으로 하루 평균 권장섭취량 보다 약 3배 많이 섭취하는 것으로 나타났으며, 이는 다른 다량무기질 영양소와 달리 굴절력과 p=0.031의 상관성을 나타내었다. 결론: 시력발달에 중요한 성장의 시기에 다양한 영양소의 균형 잡힌 고른 섭취 및 좋은 식습관은 건강한 성장과 더불어 건강한 시력을 유지하는데 충분히 영향을 미칠 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제25권8호
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• pp.953-959
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• 2015

광유전학은 생체 조직 및 세포에서 유전공학적으로 발현된 광민감성 단백질을 이용하여 목표로 하는 분자/세포 활동을 조절하기 위한 광학 및 분자적 전략들의 조합이다. 광유전학은 빛을 이용하여 신경세포의 발화 여부를 결정하는 세포막 채널을 빨리 열고 닫는 방법을 포함한다. 이 기술은 녹조류의 광민감성 단백질들을 특정 뇌세포에 넣는데서 시작되었다. 이렇게 하면 세포들은 파랑이나 노락색의 펄스로 켜지거나 꺼질 수 있다. 빨리 개폐되는 광민감성 양이온 채널인 자연계에 존재하는 조류 단백질인 channelrhodopsin-2 (ChR2)를 이용하여 활동전위의 숫자와 빈번도를 조절할 수 있다. ChR2는 다른 세포들은 영향을 주지 않으면서 한 유형의 신경세포만 조작할 수 있는 길을 제시하는데, 이는 전례가 없는 특이성이다. 이 기술은 빛을 이용하여 단일 발화와 시냅스 사건 수준에서 신경신호전달을 변경시킬 수 있도록 하여 신경과학자와 의생명공학자들에게 널리 적용될 수 있는 도구를 제공한다. 녹조류와 레이저, 유전자 치료, 광섬유의 희한한 조합은 이전에 결코 불가능했던 정밀도로 뇌 속 깊은 곳의 신경 회로 지도를 그릴 수 있도록 해주었다. 이것은 우울증, 불안, 정신분열, 중독, 수면병, 그리고 자폐증 같은 질환의 원인을 밝히는데 도움을 줄 것이다. 광유전학은 파킨슨병, 강박장애, 그리고 전기 펄스가 있는 다른 질환들을 치료하는데 사용되는 기존 이식 도구들을 개선시킬 수 있다. 광유전학 장치는 상기 장치들이 할 수 있는 것보다 더 많이 뇌세포의 특정 세포들을 대상으로 할 수 있다. 신경세포 이외의 일반 세포들에도 광유전학 도구들을 적용하는 연구들이 증가하고 있다.

• 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.

• 한국재료학회지
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• 제4권6호
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• pp.687-694
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• 1994

선택적 LPE방법을 이용하여 (111)B GaAs 기판 상에 InP연속 박막을 성장하고 그 특성을 평가하였다. 적정 LPE성장조건으로 성장온도 $660^{\circ}C$, 과냉도 $5^{\circ}C$, 냉각속도 $0.4^{\circ}C$/min였으며, 연구된 온도 범위에서 성장온도가 증가할수록 표면형상이 개선되었고 ELO의 넓이가 증가하였다. Seed방향이 <112>방향에서 110-160$\mu \textrm{m}$ 정도의 최대 ELO 넓이가 얻어졌으며 60-80$\mu \textrm{m}$정도의 마스크 간격에서 연속박막을 용이하게 성장할 수 있었다. LPE 성장초기에 기판 용해 현상이 발생하였으며 이에 따라 성장박막의 조성이 대략 $In_{0.85}Ga_{0.15}$As$_{0.01}P{0.99}$으로 변화하고 InP/GaAs계면 및 박막 표면형상이 거칠어졌으나 기판의 성장 부위가 제한됨에 따라 통상적인 LPE박막에 비교하여 매우 개선된 표면형상을 얻을 수 있었다. 두개의 성장융액을 이용하여 1차 박막성장 후 다시 InP 박막을 성장하는 2단성장 방법을 사용하여 순수한 InP/GaAs박막을 성장할 수 있었으며 단면 TEM분석 결과 SLPE성장박막으로 전파하는 활주전위는 산화막 마스크에 의해 효과적으로 차단됨을 알 수 있었다.

• 한국근적외분광분석학회:학술대회논문집
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• 한국근적외분광분석학회 2001년도 NIR-2001
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• pp.1131-1131
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• 2001

To develop a nondestructive quality evaluation technique of fruits, a K-mean algorism is applied to near infrared (NIR) spectroscopy of apples. The K-mean algorism is one of neural network partition methods and the goal is to partition the set of objects O into K disjoint clusters, where K is assumed to be known a priori. The algorism introduced by Macqueen draws an initial partition of the objects at random. It then computes the cluster centroids, assigns objects to the closest of them and iterates until a local minimum is obtained. The advantage of using neural network is that the spectra at the wavelengths having absorptions against chemical bonds including C-H and O-H types can be selected directly as input data. In conventional multiple regression approaches, the first wavelength is selected manually around the absorbance wavelengths as showing a high correlation coefficient between the NIR $2^{nd}$ derivative spectrum and Brix value with a single regression. After that, the second and following wavelengths are selected statistically as the calibration equation shows a high correlation. Therefore, the second and following wavelengths are selected not in a NIR spectroscopic way but in a statistical way. In this research, the spectra at the six wavelengths including 900, 904, 914, 990, 1000 and 1016nm are selected as input data for K-mean analysis. 904nm is selected because the wavelength shows the highest correlation coefficients and is regarded as the absorbance wavelength. The others are selected because they show relatively high correlation coefficients and are revealed as the absorbance wavelengths against the chemical structures by B. G. Osborne. The experiment was performed with two phases. In first phase, a reflectance was acquired using fiber optics. The reflectance was calculated by comparing near infrared energy reflected from a Teflon sphere as a standard reference, and the $2^{nd}$ derivative spectra were used for K-mean analysis. Samples are intact 67 apples which are called Fuji and cultivated in Aomori prefecture in Japan. In second phase, the Brix values were measured with a commercially available refractometer in order to estimate the result of K-mean approach. The result shows a partition of the spectral data sets of 67 samples into eight clusters, and the apples are classified into samples having high Brix value and low Brix value. Consequently, the K-mean analysis realized the classification of apples on the basis of the Brix values.

• 생명과학회지
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• 제17권8호통권88호
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• pp.1068-1074
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• 2007

파브알부민(pa π albumin)은 망막의 다양한 세포타입에서 분포하고 있다. 본 연구팀은 이전연구에서 박쥐 망막의 내핵층에서의 파브알부민의 분포를 보고하였다. 현재 연구에서 본 연구팀은 한국관박쥐 (Rhinolophus ferrumequinum) 망막의 신경절세포층에 존재하는 파브알부민을 함유하는 신경세포를 규명하였고, 이들 세포의 분포양상을 조사하였다. 실험 결과,파브알부민의 면역반응성은 신경절세포층의 다수 세포에서 발견되었으며, 이들 세포는 주로 중간형 이상 크기의 세포체를 가지고 있었다. 조사된 세포체의 직경은 12.35 - 19.12 ${\mu}m$ 의 범위를 가지며 (n=166), 신경섬유층의 섬유 역시 염색되는 것으로 보아, 파브알부민을 함유하는 신경절세포는 대부분이 중간형이상 크기의 신경절세포임을 뒷받침하고 있다. NND (nearest neighbor distance) 분석을 통해서 본, 평균 NND는 59.57 에서 62.45 ${\mu}m$ 로 나타났으며, 평균 RI (regularity index) 는 2.95 ${\pm}$ 0.3 (mean${\pm}$s.d., n=4) 으로 계산되었다. 이를 종합해보면, 파브알부민은 한국관박쥐 망막의 신경절세포층에서 중간형이상 크기의 신경절세포에서 주로 발현하고 있으며, 이들은 규칙적인 배열을 가진 채 잘 조직화된 분포양상을 보여주고 있음을 알 수 있었다. 이러한 결과들은, 아직까지 명확하게 규명되어 있지 못한 박쥐의 시각에 대한 이해에 중요하게 적용될 수 있을 것이라고 사료된다.

• 한국광학회지
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• 제29권5호
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• pp.204-214
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• 2018

LIDAR는 정밀 측정이 가능한 특성을 기반으로 정확한 정보 획득과 고해상도 3차원 영상 구현에 유리하기 때문에 사용자의 개입 없이 정확한 정보 획득과 판단이 요구되는 자율 주행 시스템에 필수적으로 적용되고 있다. 최근 LIDAR를 접목한 자율 주행 시스템이 인간의 생활권 안에서 활용되면서 시각안전 문제에 대한 해결과 함께 다양한 환경에서 정확한 장애물 인식을 통한 신뢰성 있는 판단이 요구되고 있다. 본 논문에서는 1550 nm 시각안전 광원을 활용한 Single-Shot LIDAR system (SSLs)을 구성하고 다양한 측정 환경, 반사 물질, 물질의 각도에 대한 LIDAR 신호 분석 방법과 결과를 보고한다. 실내, 주간, 야간의 환경에서 25 m 거리에 위치한 5% 알루미늄 반사판과 건물 벽을 활용하여 각 측정 환경에서 반사율이 다른 물질에 대한 신호를 분석하고, 다양한 각도를 갖는 실제 장애물을 고려하여 반사 물질의 각도 변화에 대한 신호 분석도 진행하였다. 이러한 신호 분석은 수신 정보의 신뢰도 판별을 위한 SNR과 거리 정보 정확성의 지표인 타이밍 지터를 활용하여 측정 환경 및 반사 조건과 LIDAR 신호 간의 상관관계 확인이 가능한 장점이 있다.

• 한국광학회지
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• 제30권6호
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• pp.249-254
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• 2019

광섬유가 지니는 패러데이 효과를 이용하여 전류의 세기를 측정하는 광전류 센서 소자를 설계 및 제작하였다. 센서 소자의 동작 안정성을 향상시키기 위하여 편광회전 반사 간섭계와 사분 파장 위상 간섭계 구조를 도입하였다. 이 복잡한 구조를 구성하는 다양한 광소자들은 하나의 폴리머 광집적회로로 구성하여 작은 크기로 제작되었다. 본 구조를 이용하면 외부에서 별도의 바이어스 피드백 제어가 필요 없는 상태에서 전류를 측정하는 센싱 동작을 수행할 수 있다. 또한 온도변화나 외부진동으로 인한 광센서 특성 변화를 제거하여 안정적인 특성을 유지하는 광전류센서를 구현할 수 있다. 그러나 패러데이 효과를 결정짓는 베르데상수는 온도에 따라 미소한 값의 변화를 가지고 있다. 본 연구에서는 이 변화로 인한 광전류센서의 온도의존성을 극복하기 위한 연구를 수행하였다. 편광회전 반사 간섭계의 부품인 광섬유 사분 파장판의 길이를 최적값으로부터 벗어나는 상태로 맞추어 줌으로써 베르데 상수의 온도의존성에 의해 나타나는 광전류센서의 스케일 팩터 변화를 보상해줄 수 있었다. 온도변화를 보상한 광전류센서는 주변 온도를 상온에서 85℃로 올리는 동안, 센서 측정 신호의 온도 의존성이 0.2% 이내로 유지되는 것을 확인했다.