• 제목/요약/키워드: Huygens' principle

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3차원 영상출력을 위한 ELC 렌즈의 기하광학적 해석 방법 및 최적 설계 (A Geometrical Analysis Method of ELC Lens for The 3D Display for Optimum Design)

  • 김봉식;김건우;백승조;박우상
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제26권6호
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    • pp.457-461
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    • 2013
  • In this paper, a novel method based on geometrical optics is proposed to calculate the optical characteristics of an electric field driven liquid crystal (ELC) lens. For an optimally designed ELC lens, effective refractive index is calculated and then ray tracing is carried out using Huygens' principle. From the results, the intensity distribution at the optimum viewing distance (OVD) is obtained. To confirm the validity of our work, the result is compared with that calculated by the extended Jones matrix method (EJMM). As a result, it turns out that the novel method provides more simple and rigorous simulation results than the EJMM.

The study on piezoelectric transducers: theoretical analysis and experimental verification

  • Sung, Chia-Chung;Tien, Szu-Chi
    • Smart Structures and Systems
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    • 제15권4호
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    • pp.1063-1083
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    • 2015
  • The main purpose of this research is to utilize simple mathematical models to depict the vibration behavior and the resulted sound field of a piezoelectric disk for ultrasonic transducers. Instead of using 1-D vibration model, coupled effect between the thickness and the radial motions was considered to be close to the real vibration behavior. Moreover, Huygens-Fresnel principle was used in both incident and reflected waves to analyze the sound field under obstacles in finite distance. Results of the tested piezoelectric disk show that, discrepancies between the simulation and experiment are 2.5% for resonant frequency and 12% for resulted sound field. Therefore, the proposed method can be used to reduce the complexity in modeling vibration problems, and increase the reliability on analyzing piezoeletric transducers in the design stage.

TEM 관련 이론해설 (1): 프레넬 회절과 프라운호퍼 회절 (Fresnel Diffraction and Fraunhoffer Diffraction)

  • 이확주
    • Applied Microscopy
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    • 제32권2호
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    • pp.81-90
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    • 2002
  • 회절 현상의 기초가 되는 호이겐스 원리로부터 키르히호프 공식을 유도하고 이어 이를 응용한 프레넬 회절과 프라운호퍼 회절에 대한 수학적인 도출을 소개하였다. 프레넬 회절은 후에 CTEM 영상 이론에 기반이 되고 프라운호퍼 회절은 수학적으로 Fourier 변환을 나타내어 전자회절 패턴이론과 HRTEM 영상이론에 기반을 이루게 된다. 다른 각도에서 개발된 Born 시리즈에 의한 산란 현상에 관한 이론도 소개하였다. 본회에서 소개된 이론은 후에 소개될 이론의 기반이 되면서 자주 사용되므로 일반물리학에서 많이 소개되고 있는 회절 현상에 대하여 이 기회에 이론적인 실력을 단단히 쌓았으면 한다.

광선 추적법을 이용한 우주 환경에서의 안테나 전파 특성 예측 (Prediction of Antenna Propagation Characteristic in Space Environment Using Ray Tracing Method)

  • 김창성;박용배
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제27권11호
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    • pp.1023-1026
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    • 2016
  • 우주 환경에서의 굴절률 변화를 고려하여 안테나의 전파 특성을 계산한다. 대류권, 성층권, 전리권의 유효 굴절률을 계산하고, 대기권을 통과하면서 굴절되고 감쇠되는 전파 특성을 계산하기 위해 광선 추적법, 기하광학법, 호이겐스의 원리를 이용한다.

자유공간 광학과 출력 버퍼 메모리를 이용한 광 Asynchronous Transfer Mode(ATM) 교환방식 (An Optical Asynchronous Transfer Mode(ATM) Switching System Using Free Space Optics and an Output Buffer Memory)

  • 지윤규;이상신
    • 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.

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교란 대기를 통한 스펙클 전파의 통계적 코바리언스 함수의 효과 (Effect of the covariance function on the statistics of speckle propagation through the turbulent atmosphere.)

  • 성평식;박계원
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제3권1호
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    • pp.29-34
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    • 1999
  • 본 논문은 확장된 Huygens-Fresnel원리를 이용하여 섭동대기 공간을 통하여 진행하는 스팩클 전파에서 수신된 강도를 통계적으로 해석하였다. 그 결과 이러한 수식들은 파구조 함수뿐만 아니라 log-amplitude 코바리안스를 포함하고, 정규화 바리언스가 섭동세기에 의존하여 1 이상이 되는 것을 알았다.

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광 지연선로를 이용한 스퀸팅이 없는 위상배열 안테나의 근접장 서브파장 포커싱 (Squint-less Phased Array Antenna Near-field Subwavelength Focusing with True-time Optical Delay Line)

  • 정영진
    • 한국광학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.94-100
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    • 2019
  • 본 연구에서는 광 지연선로를 이용한 스퀸팅(squinting)이 없는 위상배열 안테나의 근접장 미세파장 포커싱(subwavelength focusing)을 디자인하고 전산모사를 통해 검증하였다. 마이크로파 파장에서 위상배열 안테나의 수치적 계산을 위해 호이겐스-프레넬(Huygens-Fresnel) 원리를 적용하였다. 제안하는 시스템은 첩 광섬유 격자(chirped fiber grating)에 기반한 광 지연선로를 이용하여 빔 스퀸팅이 생기지 않는다는 것을 전산모사를 통해 확인하였다. 그리고 개별 안테나의 배열은 광학렌즈시스템에서 회절 소자로 간주할 수 있음에 착안해 높은 개구율(numerical aperture)을 구현하고 미세파장 포커싱을 얻었다. 또한, 위상배열 안테나의 안테나 사이 거리를 반파장 이하로 줄여 사이드 로브를 억제할 수 있음을 보였다.

직물의 세부 구조 및 굴곡이 웨어러블 광섬유의 발광 효과에 미치는 영향 (Influence of Detailed Structure and Curvature of Woven Fabric on the Luminescence Effect of Wearable Optical Fiber Fabric)

  • 양진희;조현승;곽휘권;오윤중;이주현
    • 감성과학
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    • 제21권4호
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    • pp.55-62
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    • 2018
  • 웨어러블 광섬유 직물의 주요 요건은 의류에 적용하기 위해 높은 유연성을 전제로 해야 한다는 점과 인체의 평평한 부위뿐만 아니라 굴곡이 있는 구간에서도 발광 효과, 즉 휘도를 유지해야 한다는 점이다. 따라서 본 연구에서는 위 조건을 충족하는 웨어러블 광섬유 직물의 세부 구조를 직조(weaving) 타입과 자수(computer embroidery) 타입의 2가지로 제작하였고, 이를 토대로 다음의 두 가지 조건에서 실험을 실시하였다. 첫째, 굴곡이 없는 평평한 상태에서의 웨어러블 광섬유 직물을 1cm간격으로 총 10개의 측정점을 좌표화하여 그 휘도를 측정하였다. 둘째, 인체 부위 중 입체적 굴곡이 발생하는 팔뚝 부위에 가로 방향으로 웨어러블 광섬유 직물을 배치하고 1cm 간격으로 총 10개의 측정점을 좌표화하여 그 휘도값을 측정하였다. 그 결과 직조(weaving) 타입의 경우, 평평한 상태에서의 휘도값은 최대 $5.23cd/m^2$, 최소 $2.74cd/m^2$, 평균 $3.56cd/m^2$, 표준편차 $1.11cd/m^2$로 나타났고, 팔뚝 부위에서의 휘도값은 최대 $7.92cd/m^2$, 최소 $2.37cd/m^2$, 평균 $4.42cd/m^2$, 표준편차 $2.16cd/m^2$로 나타났다. 또한 자수(computer embroidery) 타입의 경우, 평평한 상태에서의 휘도값은 최대 $7.56cd/m^2$, 최소 $3.84cd/m^2$, 평균 $5.13cd/m^2$, 표준편차 $1.04cd/m^2$로 나타났고, 팔뚝 부위에서의 휘도값은 최대 $9.62cd/m^2$, 최소 $3.63cd/m^2$, 평균 $6.13cd/m^2$ 표준편차 $2.26cd/m^2$ 나타났다. 즉, 자수(computer embroidery) 타입의 경우가 직조(weaving) 타입의 경우에 비해 더 높은 발광 효과를 보였는데 이는 자수(computer embroidery) 타입의 세부 구조가 배면 소재로 인해 빛의 손실을 줄일 수 있었기 때문으로 사료된다. 또한 두 타입 모두에서 팔뚝부위의 휘도가 평평한 상태에 비해 각각 124%, 119%로 나타나, 인체의 굴곡에도 본 웨어러블 광섬유 직물의 발광효과가 우수하게 나타남을 알 수 있었다. 이는 빛의 파동설을 정의한 호이겐스의 원리(Huygens' principle), 빛 파면의 진행 방향과 이루는 각도(${\theta}$)의 크기에 커지면 이와 비례하여 빛의 세기도 커진다는 호이겐스-프레넬-키르히호프 원리(Huygens-Fresnel-Kirchhoff principle)와 일치하는 결과이다.

Polarization Properties of Quasi-Homogeneous Beams Propagating in Oceanic Turbulence

  • Chen, Feinan;Zhao, Qi;Chen, Yanru;Chen, Jingjing
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제17권2호
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    • pp.130-135
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    • 2013
  • Based on the extended Huygens-Fresnel principle and generalized Stokes theory, the evolution of polarization properties of beams generated by quasi-homogenous (QH) sources propagating in clear oceanic water was studied by the use of the oceanic turbulence spatial spectrum function. The results show that the beams have similar polarization self-reconstructed behavior under different turbulence conditions in the far field, but if the propagation distance is not long enough, the degree of polarization (DOP) fluctuates with much more complexity than state of polarization (SOP) of QH beams. The self-reconstructed ability of DOP at the special distance in turbulence would get to the best value if the values of coherence of width were chosen suitably, but for SOP, it has no best value.

Radiation from a Millimeter-Wave Rectangular Waveguide Slot Array Antenna Enclosed by a Von Karman Radome

  • Kim, Jihyung;Song, Sung Chan;Shin, Hokeun;Park, Yong Bae
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제18권3호
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    • pp.154-159
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    • 2018
  • In this paper, electromagnetic radiation from a slot array antenna enclosed by a Von Karman radome is analyzed by using the ray tracing method and Huygens's principle. We consider the rectangular slot array antenna and the Von Karman radome. The radiation patterns are calculated by using the surface currents of the radome to illustrate the electromagnetic behaviors of the radome-enclosed waveguide slot array antenna.