• Current Optics and Photonics
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• 제4권5호
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• pp.441-445
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• 2020

A novel design for a Fresnel lens for a solar end-pumped laser is demonstrated in this paper. The new hybrid Fresnel lens includes two parts, inner and outer. The inner part is a twice-total-internal-reflection and vertical-transmission lens. The outer part is a once-total-reflection and vertical-transmission lens. The radius of the Fresnel lens is 600 mm, and its focal length is 750 mm. The concentrating performance of the Fresnel lens is examined using TracePro. The results show that the concentration efficiency has been greatly improved. The total concentration efficiency of the hybrid Fresnel lens reaches 73.2% when the radius of the laser rod is 3 mm. This design can simplify the concentration system of a solar end-pumped solid-state laser.

• 대한기계학회논문집A
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• 제33권8호
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• pp.793-798
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• 2009

In this paper, the simulation and optimization of SRH (Surface Relief Hologram) masks for printing LCD gate patterns using TIR (Total Internal Reflection) holographic lithography was investigated. A simulation and optimization algorithm based on SDTA (Scalar Diffraction Theory Analysis) method was developed. The accuracy of the algorithm was compared to that of the RCWA (Rigorous Coupled Wave Analysis) method for estimating the Fresnel diffraction pattern of Cr amplitude masks for the given system geometry. In addition, the results from the optimization algorithm were validated experimentally. It was found that one to the most important conditions for the fabrication of SRH masks is to avoid nonlinear shape distortions of the resulting grating. These distortions can be avoided by designing SRH masks with recorded gratings having small aspect ratios of width versus depth. The optimum gap size between the Cr and SRH masks was found using the optimization algorithm. A printed LCD gate pattern with a minimum line width of $1.5{\mu}m$ exposed using the optimized SRH mask was experimentally demonstrated.

• 한국게임학회 논문지
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• 제16권1호
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• pp.111-118
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• 2016

본 논문은 빛의 조명으로 defense 게임 플레이에 대한 캐릭터 표면모델을 시뮬레이션하는 데프레넬의 수학적 모델을 제안한다. 여기서 illumination은 게임에서 사용되는 캐릭터표면 모델에 도달하는 빛의 양을 결정하는 프로세스를 나타낸다. 캐릭터 표면의 shader는 일반적으로 빛이 triangle에 반영하는 방법 즉 예측하는 수학적 모델을 사용한다. shading은 일반적으로 색상과 빛의 강도를 결정하기 위해 사용되는 방법인데, viewer에서 본다면 게임 캐릭터의 표면 위에 각 픽셀에 대한 반사결과를 나타낸다. 여기서 제안 모델은 반사와 투과 계수를 계산하여 실제 게임 플레이를 하면서 프레넬 방정식으로 시뮬레이션 결과를 비교하였다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2005년도 제16회 정기총회 및 동계학술발표회
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• pp.316-317
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• 2005

• 한국해안해양공학회지
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• 제5권2호
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• pp.143-150
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• 1993

이중 주파수(Dual Frequency)를 사용한 Prototype형 천해 지층 탐사기를 사용하여 얻은 탐사 기록지가 제시되었다. 이중 주파수로는 3.5/100KHz 혹은 15/100KHz를 이용해서 고주파수에 의한 고해상도(High Resolution)을 얻고 동시에 저주파수(3.5~15KHz)에 의한 심층 투과력을 높이는데 본 연구의 목적이 있다. 특히 탐지하는 목표물이 Fresnel 반경에 비해서 매우 작을 때는 쌍곡선형 회절무늬(Hyperbolic Diffraction)가 나타나기 때문에 쉽게 목표물을 찾을 수 있다. 감쇠상수가 큰 모래층은 작은 감쇠상수를 갖고 있는 점토보다 지진파의 투과력을 약하게 만든다. 이와같이 이중 주파수의 동시 운용은 해저 지질. 모래와 점토(Silt/Clay) 분포 오니토 및 해양고고학 유물 탐사에 크게 활용할 수 있다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제20권5호
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• pp.614-622
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• 2016

In this paper, we propose a novel differential equation method for designing a total internal reflection (TIR) LED lens with double freeform surfaces. A complete set of simultaneous differential equations for the method is derived from the condition for minimizing the Fresnel loss, illumination models, Snell’s Law of ray propagation, and a new constraint on the incident angle of a ray on the light-exiting surface of the lens. The last constraint is essential to complete the set of simultaneous differential equations. By adopting the TIR structure and applying the condition for minimizing the Fresnel loss, it is expected that the proposed TIR LED lens can have a high luminous flux efficiency, even though its beam-spread angle is narrow. To validate the proposed method, three TIR LED lenses with beam-spread angles of less than 22.6° have been designed, and their performances evaluated by ray tracing. Their luminous flux efficiencies could be obviously increased by at least 35% and 5%, compared to conventional LED lenses with a single freeform surface and with double freeform surfaces, respectively.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제18권4호
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• pp.370-376
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• 2014

We optimized the design of the flat encapsulant of a light-emitting diode (LED) package to obtain higher light output power (LOP), both by experiment and simulation using three-dimensional ray-tracing software. In the experiment, the refractive index of the encapsulant was varied (1.41 and 1.53). In addition, double-layer structures with these refractive indices (1.41/1.53) were investigated by varying the shape of the interface between the two among flat, concave, and convex. The experiments showed that the LOP of the double-layer encapsulant with convex interface increased by 13.4% compared to the single-layer encapsulant with a refractive index 1.41, which was explained by the increase of the light extraction efficiency (LEE) in connection with the increase of the critical angle (${\theta}_c$) and the decrease of the Fresnel reflection.

• Current Optics and Photonics
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• 제7권3호
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• pp.254-262
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• 2023

Novel thermo-optically focus-switchable Fresnel zone plates based on phase-change metafilms are designed and analyzed at a visible wavelength (660 nm). By virtue of the large thermo-optic response of vanadium dioxide (VO₂) thin film, a phase-change material, four different plasmonic phase-change absorbers are numerically designed as actively tunable Gires-Tournois Al-VO₂ metafilms in two and three dimensions. The designed phase-change metafilm unit cells are used as the building blocks of actively focus-switchable Fresnel zone plates with strong focus switching contrast (40%, 83%) and high numerical apertures (1.52, 1.70). The Fresnel zone plates designed in two and three dimensions work as cylindrical and spherical lenses in reflection type, respectively. The coupling between the thermo-optic effect of VO₂ and localized plasmonic resonances in the Al nanostructures offer a large degree of freedom in design and high-contrast focus-switching performance based on largely tunable absorption resonances. The proposed method may have great potential in photothermal and electrothermal active optical devices for nonlinear optics, microscopy, 3D scanning, optical trapping, and holographic displays over a wide spectral range including the visible and infrared regimes.

• 접착 및 계면
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• 제13권2호
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• pp.73-84
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• 2012

공기-유리 사이의 계면에서 광학적 정보가 전달되는 메카니즘을 알아보기 위하여, 유리컵을 잡은 손가락 지문(골과 능선)의 선명도에 미치는 불완전 전반사(Frustrated Total Internal Reflection: FTIR)와 수분 효과를 이론과 실험을 통해 조사하였다. 물이 든 컵을 잡은 손가락의 경우, 지문이 아주 선명하였는데 이는 컵 바닥으로부터 출발한 빛이 유리벽에서 전반사(Total Internal Reflection: TIR)된 빛과 지문 능선에서 반사된 빛의 세기가 서로 달라서 나타남을 기하광학, Fresnel 이론, TIR 및 FTIR 현상을 이용하여 밝혀내었다. 또한 공기-유리 경계면에서 지문의 선명도에 미치는 FTIR과 수분 효과를 실험적으로 관측한 결과, 지문이 선명하게 보이는 현상은 FTIR 현상보다는 수분의 효과가 훨씬 더 지배적이라는 사실을 처음으로 규명하였다.

• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제6권12호
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• pp.581-586
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• 2017

본 연구는 게임을 비롯한 많은 콘텐츠에서 활용하기 위한 GPU기반 사실적 물 애니메이션 기법을 제안한다. 물 표면은 반사 및 굴절과 같은 물리적 현상이 일어나며, 시점에 따른 반사와 굴절의 정도가 자동적으로 조절되어야 한다. 본 논문에서는 GPU 프레임 버퍼를 이용한 렌더투텍스처 방법(RenderToTexture)을 이용하여 반사 및 굴절결과를 텍스처로 저장하며, 이 저장된 데이터에 대한 텍스처 좌표 값을 변형함으로서, 자연스러운 물결의 모습을 표현한다. 또한 표면에 나타나는 굴절 및 반사의 정도가 프레넬(Fresnel) 공식을 통해 시점과 물 표면과의 각도에 따라 자동적으로 계산되도록 한다. 제안된 알고리즘은 윈도우 기반위에서 OpenGL API와 GLSL쉐이더 언어를 통해 구현되었다. 구현 결과, 물결의 자연스러운 움직임이 확인 되었으며, 30 프레임 이상의 속도로 렌더링 되었음이 확인 되었다.