• 제목/요약/키워드: Free-space optics

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3차원 FDTD 방법에 의한 ITO/Ag/ITO 다층 투명전극막의 투과도 시뮬레이션 (Simulations of Transmittance for the ITO/Ag/ITO Multiple Transparent Electrode Layers by 3 Dimensional FDTD Method)

  • 김기락;조의식;권상직
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.88-92
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    • 2020
  • As a highly conductive and transparent electrode, the optical transmittances of ITO/Ag/ITO were simulated and compared with the experimental results. The simulations are based on the finite-difference time-domain (FDTD) method in solving linear Maxwell equations. In our simulations, the computation domain is set in the XZ-plane with 3D dimension, and a plane wave with variable wavelengths ranging from 250 nm to 850 nm is incident in the z-direction at normal incidence to the ITO/Ag/ITO film surrounded by free-air space. As the results through both simulations and experiments, it was shown that the thickness combinations by the ITO layers of about 40 nm and the Ag layer of about 10 nm could be most suitable conditions as a high conductive transparent electrode having the transmittance similar to that of a single ITO layer.

Joint Transmission Slot Assignment, FSO Links Allocation and Power Control for Hybrid RF/FSO Wireless Mesh Networks

  • Zhao, Yan;Shi, Wenxiao;Shi, Hanyang;Liu, Wei;Wu, Pengxia
    • Current Optics and Photonics
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    • 제1권4호
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    • pp.325-335
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    • 2017
  • Hybrid radio frequency/free space optical (RF/FSO) wireless mesh networks have attracted increasing attention for they can overcome the limitations of RF and FSO communications and significantly increase the throughput of wireless mesh networks (WMNs). In this article, a resource assignment optimization scheme is proposed for hybrid RF/FSO wireless mesh networks. The optimization framework is proposed for the objective of maximizing throughput of overall hybrid networks through joint transmission slot assignment, FSO links allocation and power control with the consideration of the fading nature of RF and FSO links. The scheme is formulated as an instance of mixed integer linear program (MILP) and the optimal solutions are provided using CPLEX and Gurobi optimizers. How to choose the appropriate optimizer is discussed by comparing their performance. Numerous simulations are done to demonstrate that the performance of our optimization scheme is much better than the current case of having the same topology.

Polarization Maintaining Dichroic Beam-splitter and Its Surface Shape Control by Back Side AR Coating

  • Ma, Chong;Chen, Gang;Liu, Dingquan;Zhang, Rongjun;He, Junbo;Zhu, Xudan;Li, Daqi
    • Current Optics and Photonics
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    • 제5권5호
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    • pp.576-582
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    • 2021
  • Dichroic beam-splitter (DBS) with polarization-maintaining took an important role in the free space quantum telecommunication tests on the Micius satellite of China. In this presentation, we designed and prepared a 50 layer polarization-maintaining DBS coating by a dual ion beam sputtering deposition (Dual-IBS) method. In order to solve a stress problem, an 18 layer special anti-reflection (AR) coating with similar physical thickness ratio was deposited on the backside. By stress compensation, the surface flatness RMS value of the DBS sample decreased from 0.341 λ (@632.8 nm) to 0.103 λ while beam splitting and polarization maintaining properties were almost kept unchanged. Further, we discussed the mechanism of film stress and stress compensation by equation deduction and found that total stress had a strong relationship with the total physical thickness and the ratio of layer materials.

Novel Telecentric Collimator Design for Mobile Optical Inspection Instruments

  • Hojong Choi;Seongil Cho;Jaemyung Ryu
    • Current Optics and Photonics
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    • 제7권3호
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    • pp.263-272
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    • 2023
  • A collimator refers to an optical system that images a collimated beam at a desired point. A resolution target located at a near distance can be converted into a virtual image located at a long distance. To test the resolution for mobile cameras, a large target is placed at a long distance. If a collimator system is used, the target can be placed at a near distance. The space required for a resolution inspection can thus be drastically reduced. However, to inspect a mobile camera, the exit pupil of the collimator system and the entrance pupil of the mobile camera must match, and the stop of the collimator system must be located on the last surface. Because a collimator system cannot be symmetrical with respect to the stop, the distortion becomes extremely large, which can be corrected by combining the collimator symmetrically with respect to the object plane. A novel system was designed to inspect an optical lens on a mobile phone. After arranging the refractive power, lenses were added using the equivalent lens design method. The distortion was reduced to less than 1%. This optical system satisfies a half-field angle of 45° and an optical performance sufficient for inspection.

ZnTe 결정을 이용한 테라헤르츠파의 발생 및 검출 특성 (Pulsed Terahertz Emission and Detection Properties from ZnTe Crystal)

  • 진윤식;전석기;김근주;손채화;정순신
    • 한국광학회지
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    • 제16권6호
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    • pp.553-559
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    • 2005
  • (110) ZnTe 결정을 사용한 광정류(Optical Rectification)법에 의한 테라헤르츠파의 발생과 자유공간 전광 샘플링(Free-Space Electro-Optic Sampling; FS-EOS)법에 의한 테라헤르츠파의 검출특성에 대해서 보고한다. ZnTe 결정에 펌프용 레이저광에 대한 반사방지막 코팅을 실시함으로서 테라헤르츠파 신호크기가 $27\%$ 증가함을 알 수 있었다. ZnTe 결정의 두께가 얇을수록 테라헤르츠파의 신호의 크기는 작으나 광대역의 주파수를 가진 스펙트럼이 얻어졌다. 또한 레이저광의 편광방향과 ZnTe 결정의 (001)축사이의 각도에 따른 테라헤르츠파의 신호 변화, 펌프광 출력에 따른 테라헤르츠파의 신호크기 변화 등에 대한 특성이 조사되었다.

대기 외란 상황에서 결맞음 빔결합을 통한 광학 에너지의 전달 방법 수치 모델링 (Numerical Modeling of Optical Energy Transfer Based on Coherent Beam Combination under Turbulent Atmospheric Conditions)

  • 나정균;김병호;차혜선;정윤찬
    • 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.

근거리 수중통신을 위한 가시광 LED 적용에 관한 연구 (A study on the short-range underwater communication using visible LEDs)

  • 손경락
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제37권4호
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    • pp.425-430
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    • 2013
  • 수중통신은 지상통신에 비하여 통신채널의 강건성과 고속데이터 전송 측면에서 상당한 제약 요인을 가지고 있다. 공기 중에서 RF 통신은 장거리 전송에도 높은 데이터 전송률을 보이지만, 수중에서는 매질의 전도특성으로 인하여 전파에너지의 심각한 감쇠현상이 발생하여 통신이 어려운 실정이다. 현재 수중에서 수 십 킬로미터 이상의 장거리 통신이 가능한 음향파 통신 모뎀이 개발되어 사용되고 있지만 낮은 전송율과 높은 전력 소모, 느린 전송속도가 문제로 거론되고 있다. 이 문제를 보완할 수 있는 방안으로 빛을 이용한 근거리 수중무선통신이 대안으로 연구되고 있다. 본 논문에서는 가시광 파장영역에서 수중통신 채널 특성을 분석하였다. 자유공간 광무선 통신과 비교하여 수중 가시광 통신기술의 가능성을 제시하고, LED 기반 트랜시버와 CMOS 센서를 통신시스템에 장착하여 수중이미지 전송을 위한 광무선 통신 시스템을 시연하였다.

Compact Infrared/Visible Laser Transmitter Featuring an Extended Detectable Trajectory

  • Kim, Haeng-In;Lee, Hong-Shik;Lee, Sang-Shin
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제16권4호
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    • pp.331-335
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    • 2012
  • A miniaturized laser beam transmitter, in which a visible laser module at ${\lambda}$=650 nm is precisely stacked upon an infrared (IR) module at ${\lambda}$=905 nm, has been proposed and constructed to provide an IR collimated beam in conjunction with a collinear monitoring visible beam. In particular, the IR beam is selectively dispersed through a perforated sheet diffuser, so as to create a rapidly diverging close-range beam in addition to a highly defined long-range beam simultaneously. The complementary close-range beam plays a role in mitigating the blind region in the vicinity of the transmitter, which is inevitably missed by the main long-range beam, thereby uniformly extending the transmitter's effective trajectory that is sensed by a receiver. The proposed transmitter was designed through numerical simulations and then fabricated by incorporating a diffuser sheet, perforated with an aperture of 2 mm. For the manufactured transmitter, the IR long-range beam was observed to have divergences of ~2.3 and 1.6 mrad in the fast and slow axes, respectively, while the short-range beam yielded a divergence of ~24 mrad. The angular alignment between the long-range IR and visible beams was as accurate as ~0.5 mrad. According to an outdoor feasibility test involving a receiver, the combination of the IR long- and short-range beams was proven to achieve a nearly uniform trajectory over a distance ranging up to ~600 m, with an average detectable cross-section of ${\sim}60{\times}80cm^2$.

초소형의 광섬유 결합형 테라헤르츠 모듈을 이용한 시간영역에서의 분광 및 이미징 (Terahertz Time-Domain Spectroscopy and Imaging using Compact Fiber-coupled Terahertz Modules)

  • 윤영종;김남제;류한철;문기원;신준환;한상필;박경현
    • 한국광학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.72-77
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    • 2014
  • 본 논문에서는 초소형의 광섬유 결합형 테라헤르츠 모듈을 이용하여 테라헤르츠 시간영역 분광 및 영상 시스템을 구성하였다. 구성된 THz 분광 시스템을 이용하여 3 THz 이상의 자유공간에 분포되어 있는 수분의 고유 흡수 스펙트럼을 관측하였고 테라헤르츠 대역에서의 Si, $Al_2O_3$, GaAs기판에 대한 굴절률을 측정하였으며 측정을 위해 다중 반사를 고려한 전달 함수를 이용한 굴절률 측정 방법을 이용하였다. 또한, 테라헤르츠 영상 시스템을 이용하여 의료용 칼과 클립을 측정하여 250 ${\mu}m$ 간격으로 $192{\times}89$ 픽셀의 영상을 얻었다.

피부 화상으로 유도된 간 손상에서 Allopurinol의 효과 (Allopurinol Decreases Liver Damage Induced by Dermal Scald Burn Injury)

  • 조현국;윤종국;박원학
    • Applied Microscopy
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    • 제31권1호
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    • pp.37-47
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    • 2001
  • 화상에 의한 피부 손상이 간에 미치는 영향을 알아보기 위하여 흰쥐를 이용하여 피부 화상을 유도한 다음 각각 5시간, 24시간 후 생화학적 정량법과 형태학적 관찰을 통해 간 조직 손상의 발병기전을 검토해 보고자 하였다. 흰쥐의 화상 유발은 등쪽면의 털을 깎고(total burn surface area $20\sim25%$) $100^{\circ}C$ 물로 10초간 흡입손상 없이 피부 화상만을 가하였다. 생화학적 정량으로는 혈청 내 xanthine oxidase(XO)와 aniline aminotransferase (ALT)의 활성변화, 그리고 혈장 단백질 함량 변화를 측정하였고, 형태학적 관찰은 혈액 중 다형핵 백혈구 수의 산정과 간 세포의 미세구조 변화를 관찰하였다. 실험 결과, 화상 후 혈청 내 XO의 활성 증가(P<0.01)와 함께 체중 당 간 무게(p<0.05)와 혈청 내 ALT의 활성이 증가되었다. 화상 직후 allopurinol의 복강투여로 XO활성, 간 무게, 그리고 ALT의 활성은 모두 감소되었다. 화상 손상에 의한 간 조직의 미세구조적 변화로는 소포체 종창, 리보솜 탈락, 지방소적의 축적, 그리고 담모세관과 세포간질의 확장이 관찰되었다. 뿐만 아니라 염증세포인 호중구의 침윤과 함께 혈관 내피세포의 손상, 쿠퍼세포의 활성화, 그리고 미세융모의 손상들이 관찰되었다. 또한 혈 중 다형핵 백혈구의 수적인 변화에서 화상 유발 5시간 후에 현저히 감소되어 내부 장기에 호중구 침윤의 가능성을 알 수 있었다. 하지만 allopurinol의 투여로 이러한 미세구조의 변화를 예방할 수 있는 것으로 나타났다. 이러한 결과들을 종합해 볼 때, 피부 화상으로부터 간 손상을 유발하는데 있어서 혈 중 XO의 활성증가가 매우 핵심적인 역할을 담당하는 것으로 사료되었다.

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