• Current Optics and Photonics
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• 제8권1호
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• pp.16-29
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• 2024

This paper presents a comprehensive review of metasurface technology, focusing on its significant role in extraordinary flat optic functionalities. Traditional optical components, though optimized, are bulky and less congruent with modern integrated electromagnetic and photonic systems. Metasurfaces, recognized as the 2D counterparts of bulk metamaterials, offer solutions with their planar, ultra-thin, and lightweight structures. Their meta-atoms are adept at introducing abrupt shifts in optical properties, paving the way for high-precision light manipulation. By introducing the key design principles of these meta-atoms, such as the magnetic dipole and Pancharatnam-Berry phase, various applications in wavefront shaping and beam forming with simple amplitude/phase manipulation and advanced applications including retroreflectors, Janus metasurfaces, multiplexing of optical wavefronts, data encryption, and metasurfaces for quantum applications are reviewed.

• Current Optics and Photonics
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• 제8권5호
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• pp.508-514
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• 2024

This paper presents a deep learning-based weight sensor, using optical speckle patterns of multimode fiber, designed for real-time intrusion detection. The weight sensor has been trained to identify 11 distinct speckle patterns, ranging in weight from 0.0 kg to 2.0 kg, with an interval of 200 g between each pattern. The estimation for untrained weights is based on the generalization capability of deep learning. This results in an average weight error of 243.8 g. Although this margin of error precludes accurate weight measurement, the system's ability to detect abrupt weight changes makes it a suitable choice for intrusion detection applications. The weight sensor is integrated with the Google Teachable Machine, and real-time intrusion notifications are facilitated by the ThingSpeak^TM cloud platform, an open-source Internet of Things (IoT) application developed by MathWorks.

• 한국광학회지
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• 제20권1호
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• pp.34-40
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• 2009

$MgF_2$, $SiO_2$ 및 ZnS 박막을 물리 증기 증착하는 동안 펄스 레이저(Nd-YAG, 제2고조파 532 nm)로 Annealing 하여 표면 거칠기 특성을 개선하였다. 펄스 반복율이 10 Hz, 펄스폭 5 ns, 파장 532 nm인 펄스레이저로 Annealing한 유리 기판에 증착된 $MgF_2$와 $SiO_2$ 시료들은 레이저 에너지가 $140\;mJ/cm^2$ 경우에 산란 총량 값이 최소가 되었지만, ZnS 박막의 경우에는 Annealing 레이저광 에너지가 $62\;mJ/cm^2$일 때 산란 총량이 최소값을 나타냈다. AFM을 사용하여 박막시료의 표면 거칠기에 대한 펄스 레이저 Annealing 효과를 측정 하였다. 그 결과는 TIS 측정치와 유사 하여 표면 거칠기는 Annealing 하기위해 조사된 레이저 에너지에 의존 하여 감소하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.131-131
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• 2003

The advent of photonic technologies in the field of communications and data transmission has been heavily increasing the demand in integrated optical (IO) circuits capable of accomplishing not only simple tasks like signal, but also more sophisticated functions like all-optical signal routing or active multiplexing/demultiplexing. In the last decade, sol-gel technology has been widely used to prepare optical materials. Sol-gel processes show many promises for the development of low-loss, high-performance glass integrated optical circuits. However, crack formation is likely to occur during heat treatment in thick gel films. In order to overcome the critical thickness limitation, the organic-modified silicate has been widely used. In this case coating matrices have been prepared from the organo-silanes of T structures, acidic catalyst and the as-prepared gel films have been heat-treated below 200$^{\circ}C$ to avoid the crack formation and the degradation of organic components. However, the films prepared in the acidic condition and the low heat temperature make the films contain high OH groups which is the major optical loss function. In this work, C$\sub$6/H$\sub$5/SiO$\sub$1.5/ films were prepared on silicon substrate by sol-gel method using base catalyst in a PTMS/NH$_4$OH/H$_2$O/C$_2$H$\sub$5/OH system. The sol showed spinable viscosity at 50 wt% of solid content, and neglectable viscosity change with time. The films were crack-free and transparent after curing at 450 $^{\circ}C$, and highly condensed to minimize OH content in C$\sub$6/H$\sub$5/SiO$\sub$1.5/ networks. The effects of heat treatment of the films are characterized on the critical thickness, the chemical composition and the refractive indices by means of SEM, FT-IR, TGA, prism coupler, respectively.

• 한국광학회지
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• 제18권5호
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• pp.295-302
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• 2007

Rib 형태의 전송구조로 구성된 편광 무의존성 방향성 결합기(DC)와 다중모드 간섭결합기(MMI)의 설계특성을 종방향 모드 전송선로 해석법(L-MTLT)을 이용하여 정확하게 비교 분석하였다. 두 전송모드들의 결합특성에 의존하는 편향 무의존성 DC 소자를 이용하여 다중모드들의 결합과 간섭특성을 나타내는 MMI 결합기가 설계될 수 있음을 보였다. 또한, 편향 무의존성 DC와 MMI 소자들의 결합효율을 결합길이와 파장의 변화에 따라 자세하게 비교 분석하였다. 그 결과를 기반으로 광통신용 소자에서 필터로 널리 사용 가능한 Bragg 격자구조가 집적된 편향 무의존성 DC와 MMI를 설계하고 그 필터특성을 처음으로 비교 분석하였다. 분석결과, TE와 TM 모드들 사이의 결합길이가 같도록 설계한 DC는 MMI보다 편광 무의존성 필터링 특성에 있어서 더욱 좋은 성능을 나타냈다. 그러나, 편광무의존성 결합길이가 현저하게 작은 MMI가 DC보다 집적소자 소형화를 위하여 더욱 좋은 소자임을 보였다.

• 한국광학회지
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• 제19권2호
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• pp.122-126
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• 2008

본 논문에서는 단일 광원에 광분할 반사경을 집적하여 휴대폰의 디스플레이부와 키패드부에 동시 적용 가능한 통합형 듀얼 백라이트 유닛을 제안하고 구현하였다. 이 광분할 반사경은 상부 커버와 홈 모양의 하부 기판을 서로 정렬함으로써 구현되며, 반사경 좌우에는 도광판, 확산 쉬트, 프리즘 쉬트로 이루어진 도광 모듈이 연결되어 있다. 하부 기판의 중앙에 위치한 광원에서 방사된 광은 반사경 내부에서 다중 반사를 하면서 진행하고, 도광 모듈에 입사된 후 면광원으로 변환된다. 제작된 듀얼 백라이트 유닛의 측정 결과를 살펴보면, 키패드부에서의 평균 휘도 및 휘도 균일도는 각각 $420\;cd/m^2$와 69%, 디스플레이부에서는 $640\;cd/m^2$와 79%였다.

• 한국광학회지
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• 제7권1호
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• pp.51-59
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• 1996

평면 광도파로 렌즈는 집적광학회로에 널리 사용된다. 본 논문에서는 새로운 형태의 평면 광도파로 렌즈를 제안하고 제작하여 기존의 볼록-평면렌즈와 그 특성을 비교하였다. 제안한 볼록-오목형 렌즈는 원형의 경계를 가지며 선형경계를 가지는 볼록-평면 렌즈에서 발생하는 구면 수차를 제거할 수 있다. Y-cut LiNbO$_{3}$ 기판 위에 Ti-내부확산 양자교환방식을 이용하여 제안한 볼록-오목 렌즈와 기존의 볼록-평면 렌즈에 비해 초점에서의 spot의 크기를 약 59% 정도 줄일 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제20권4호
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• pp.217-222
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• 2009

본 논문에서는 고굴절률차 폴리머 도파로를 이용하여 이중 링 공진기 가감필터(Add/Drop Filter) 반사기를 설계하고 제작하였다. 이 가감필터 반사기를 반사형 반도체 광 증폭기와 하이브리드 집적함으로써 저가형 파장가변 레이저를 제작하고 그 측정결과를 분석하였다. 이중 링 공진기 반사기는 서로 다른 반경을 가진 두 개의 링 공진기로 인하여 선택적인 반사 특성을 가지게 되며, 버니어 효과로 인하여 넓은 파장가변 특성을 가질 수 있다. 반사형 반도체 광 증폭기와 능동 정렬을 통하여 제작된 하이브리드 집적 파장가변 레이저는 26 dB의 부 모드 억제율과 0.03 nm의 선폭을 가지며 단일 모드로 발진하였다. 또한 25 mA의 전류를 이중 링 공진기 가감필터 반사기 상부에 형성된 전극에 인가하여 총 17 nm의 파장가변을 측정하였으며, 파장가변 과정에서 부 모드 억제율은 일정하게 유지됨을 확인하였다.

• Current Optics and Photonics
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• 제1권2호
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• pp.132-137
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• 2017

To investigate the usefulness of optical coherence tomography (OCT) for imaging lymphedema, we directly compared it to other histological methods in a mouse model of lymphedema. We performed detailed imaging of the lymphedema lesion on a mouse tail. We imaged the mouse tail in vivo with OCT and created histopathological samples. We constructed a spectrometer-based OCT system using a fiber-optic Michelson interferometer. The light was directed to 50:50 couplers that split the light into reference and sample arms. Backscattered light from a reference mirror and the sample produced an interference fringe. An OCT image of the lymphedema model revealed an inflammatory reaction of the skin that was accompanied by edema, leading to an increase in the light attenuation in the dermal and subcutaneous layers. Similar to OCT image findings, histological biopsy showed an inflammatory response that involved edema, increased neutrophils in epidermis and subdermis, and lymphatic microvascular dilatation. Furthermore, the lymphedema model showed an increase in thickness of the dermis in both diagnostic studies. In the mouse tail model of lymphedema, OCT imaging showed very similar results to other histological examinations. OCT provides a quick and useful diagnostic imaging technique for lymphedema and is a valuable addition or complement to other noninvasive imaging tools.

• 한국광학회지
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• 제22권2호
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• pp.102-107
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• 2011

본 논문에서는 폴리머 도파로를 이용하여 소형 이중 링 공진 반사기를 설계하고 제작하여 그 측정 결과를 분석하였다. 소형 이중 링 공진 반사기는 반경이 서로 다른 두 개의 링 공진기 구조에 의한 버니어 효과로 인해 넓은 범위의 파장가변 특성을 확인 할 수 있었다. 소형 이중 링 반사기의 삽입 손실을 줄이기 위해 도파로의 길이를 기존에 보고된 소자에 비하여 크게 줄임으로써 부 모드 억제율이 크게 향상됨을 확인 하였다. 측정결과 소형 이중 링 공진 반사기 기반 하이브리드 집적 레이저는 45 dB의 부모드 억제율을 유지하면서 단일 모드로 발진함을 확인하였다. 또한 소형 이중 링 공진 반사기 상부에 형성된 전극에 최대 30 mA의 튜닝전류를 인가하여 약 40 nm 까지의 파장가변을 확인하였다.