• 한국광학회지
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• 제19권3호
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• pp.193-198
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• 2008

본 논문에서는 폴리머 광도파로 상부에 $TiO_2$(Titanium dioxide)박막이 증착된 굴절률 센서를 구현하였다. 제작된 센서를 이용하여 글리세롤의 굴절률 변화에 따른 출력광의 편광 간섭 변화를 측정하였다. 또한 박막 두께에 따른 편광 간섭의 민감도 변화를 확인하고, 수치해석 결과와 비교하였다. 특히 $TiO_2$가 20 nm 증착된 광도파로에서 $2{\pi}$의 위상차를 갖는 굴절률 변화는 $1.8{\times}10^{-3}$이다.

• 한국광학회지
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• 제31권2호
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• pp.105-110
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• 2020

다중 모드 도파로에서 두 모드 간섭(TMI)에 기반한 소형 빔 합파기가 제안되었으며, 그 가능성을 삼차원 BPM (beam propagation method) 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 다중 모드 도파로와 접할 때, 입력 도파로들은 약 1 ㎛ 정도 분리되어 있기 때문에 제작 공정 후의 도파 구조 패턴의 재현성이 우수하다. 적색, 녹색 및 청색 입력 포트에서 출력 포트로의 파워 전달은 각각 93.5%, 94% 및 93%로 계산되었다. 각 색상의 파장 편차가 10 nm인 경우, 투과율은 90%보다 크게 유지되었고, 도파로 폭의 편차가 40 nm 정도일 때, 85% 이상의 파워 전달을 유지함을 알 수 있다. 또한, 제안된 합파기는 편광의존성이 거의 없으며, 0.02 × 4 ㎟ 정도의 크기로 작게 구현될 수 있다.

• 한국광학회지
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• 제18권3호
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• pp.216-220
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• 2007

본 논문에서는 굴절률 차이가 큰 폴리머 광 도파로를 이용하여 광대역 파장가변이 가능한 이중 링 공진기 Add/Drop 필터를 제작하였다. Add/Drop 필터의 제작시 공정 오차에 둔감한 특성을 갖도록 광 결합기를 설계하였다. 코어와 클래딩의 굴절률은 1550 nm 파장 대역에서 각각 1.51, 1.378로 약 $100{\mu}m$ 정도의 곡률 반경을 가지는 곡선 도파로를 수용할 수 있다. 두 개의 링이 동시에 공진하는 파장 대역에서 Drop 특성은 이웃하는 피크 좌다 약 2.9 dB 이상 높은 특성을 보였다. 이 필터는 반사형 반도체 광증폭기 등과의 하이브리드 집적을 통하여 광대역 파장 가변 레이저 다이오드를 구현하는데 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국광학회지
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• 제28권5호
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• pp.241-249
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• 2017

본 논문에서는 $7.7{\mu}m$에서 $12.8{\mu}m$ 파장 대역에 적용 가능한 비냉각 열상장비 광학계를 설계 및 분석 하였다. 최적화 과정을 통하여 설계된 원적외선 광학계의 유효초점거리는 5.44 mm를 가지며, 4면의 비구면과 2면의 회절면을 포함하였다. 광학계의 F/수는 F/1.2로 설정하였고, 시야각은 $90^{\circ}{\times}67.5^{\circ}$가 되도록 하였다. 회절면이 적용된 hybrid 렌즈를 이용하여 보다 효율적으로 고차 수차가 보정되도록 하였고, 이때 발생되는 회절 특성은 scalar 회절 효율을 이용하여 평가하였다. 또한 hybrid 렌즈에서 발생되는 회절 현상에 의한 통합 회절효율을 예측하고 배경잡음에 의한 MTF 저하를 고려하였다. 원적외선 광학계의 온도 변화에 따른 보상은 광학식 비열화를 이용하여 광학계의 MTF 성능이 초점 심도 내에서 유지되도록 하였다. 결론적으로 비냉각 열상장비에 효율적으로 적용 가능한 광학설계 결과를 얻었다.

• Current Optics and Photonics
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• 제6권6호
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• pp.550-564
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• 2022

Optical microscopy is a useful tool for study in the biological sciences. With an optical microscope, we can observe the micro world of life such as tissues, cells, and proteins. A fluorescent dye or a fluorescent protein provides an opportunity to mark a specific target in the crowd of biological samples, so that an image of a specific target can be observed by an optical microscope. The optical microscope, however, is constrained in resolution due to diffraction limit. Super-resolution microscopy made a breakthrough with this diffraction limit. Using a super-resolution microscope, many biomolecules are observed beyond the diffraction limit in cells. In the case of volumetric imaging, the super-resolution techniques are only applied to a limited area due to long imaging time, multiple scattering of photons, and sample-induced aberration in deep tissue. In this article, we review recent advances in super-resolution microscopy for volumetric imaging. The super-resolution techniques have been integrated with various modalities, such as a line-scan confocal microscope, a spinning disk confocal microscope, a light sheet microscope, and point spread function engineering. Super-resolution microscopy combined with adaptive optics by compensating for wave distortions is a promising method for deep tissue imaging and biomedical applications.

• 한국광학회지
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• 제33권3호
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• pp.106-112
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• 2022

이중 링 add/drop 필터와 all-pass 지연 필터로 구성된 이차원 optical code division multiple access (OCDMA) 인코더/디코더를 제안하고, 설계 예시 및 수치해석을 통하여 실현 가능성을 확인하였다. 제안된 OCDMA 인코더/디코더의 칩 면적은 지연 도파로를 사용하는 기존 OCDMA 인코더/디코더에 비하여 1/3 정도로 줄어든다. 제안된 소자의 성능을 모델링하기 위하여 고속 푸리에 변환(fast Fourier transform, FFT) 및 전달 행렬 기법을 사용하였다. 정확한 코드로 디코딩된 펄스의 중심에서 자기상관 피크 값은 어긋난 파장 호핑 코드 및 스펙트럼 위상 코드로 디코딩된 경우의 최대 교차상관 레벨에 비하여 3배 이상으로 관측되었다. 이를 통하여 forward error correction (FEC) 한계에 해당하는 10^-3 이하의 비트 에러 오율을 얻을 수 있음을 알 수 있다.

• 한국광학회지
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• 제35권1호
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• pp.24-29
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• 2024

본 연구에서는 나노패턴된 금속(Ag)-유전체(PDMS) 다층 기반의 쌍곡선 메타구조를 제안하고 영상 소자용 적외선 차단 필터의 성능에 대해 보고한다. 사각형 모양의 Ag 나노 패턴의 크기와 Ag 나노 패턴을 둘러싼 PDMS의 두께를 최적화함으로써, 제안된 IR 차단 필터가 0.70-1.01 ㎛ 파장 대역의 빛을 99% 차단하면서도 가시광 영역에서 94% 이상의 높은 투과율을 나타냄을 보였다. 차단 파장 대역은 쌍곡선 메타구조의 epsilon-near-zero 파장보다 긴 파장 영역에서 시작하여 Ag 나노 패턴에 의한 플라즈모닉 흡수가 강한 지점에서 끝나게 된다. 근적외선 차단 대역보다 긴 파장 영역에서는 수평으로 인접한 Ag 나노패턴들 사이의 플라즈모닉 커플링 효과로 다시 투과도가 증가됨을 알 수 있다. 이러한 메타구조체는 적외선 차단 필터의 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 공정 단순화를 통해 초박형 제조가 가능하여, 다양한 평면 광학 및 집적광학 부품들에 적용될 수 있다.

• 한국광학회지
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• 제11권4호
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• pp.271-278
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• 2000

광가입자용 광원으로서 유망한 모드변환기가 집적된 1.3$\mu\textrm{m}$ SSC-FP-LD를 저압 MOVPE결정성장법을 사용해 제작하고 이의 특성을 분석하였다. SSC-LD의 활성영역과 SSC영역은 BJB방법으로 접합하였으며 taper형 도파로 구조를 선택성장법으로 성장하였다. 제작한 SSC-LD의 특성을 측정한 결과 SSC 단면으로 부터의 미분효율 0.23~0.32 mW/mA, FFP의 FWHM값은 9.5$^{\circ}$~12.3$^{\circ}$, 단일모드 광섬유와의 광결합 시 추가광결합손실 -1dB 범위내에서 수평방향으로 $\pm$2.5$\mu\textrm{m}$ 및 수직방향으로 $\pm$2.3$\mu\textrm{m}$의 정렬오차 허용도 등과 같은 양호한 특성을 얻었다. SSC-LD의 문제점들을 이해하고 SSC-LD의 성능향상에 대한 지침을 얻고자 방사모드를 고려한 SSC-LD특성 해석을 행하였다. 해석결과 SSC-LD에서의 비대칭 광출력특성, FFP과 SSC영역단면 근처의 도파로 구조와 비상관성, 온도특성열화 등은 BJB 및 SSC영역내의 불균일한 도파로 구조에 의해 발생되는 방사모드와 두 영역 사이의 좋지 못한 광결합 효율에 의해 발생되는 SHB현상에 기인함을 처음으로 지적하였다.

• 한국광학회지
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• 제17권1호
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• pp.47-53
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• 2006

미국 등 세계 여러 나라에서 사용되는 기존의 총기 인식 시스템(Integrated Ballistic Identification System)은 탄흔을 2차원 현미경을 통해 측정, 해석하기 때문에 여러 가지 한계를 가지고 있다. 대표적으로 측정 표면의 거칠기나 기울기 성분, 빛의 조명 각도, 조명 광량의 균일 정도, 표면의 다중 반사나 광학적 특성에 의해 측정 결과가 크게 영향을 받는다. 이로 인해 부정확한 해석을 할 수밖에 없고, 결국 총기 인식 결과의 신뢰성이 떨어진다. 본 연구에서는 이와 같은 단점을 극복하기 위해 조명이나 표면 조건에 영향을 적게 받는 삼차원 형상 측정을 도입했다. 대표적으로 백색광 주사간섭계와 동초점현미경이 사용되었으며, 이런 측정기들은 미국 표준연구소 (National Institute of Standards and Technology, NIST)의 교정 단계를 밟아 보정했다. 그 결과 반복성과 재현성이 뛰어난 측정 결과를 얻을 수 있었다. 또한 본 논문에서 제안하는 3차원 형상 비교 알고리즘을 통해 보다 높은 신뢰도를 갖는 총기 인식이 가능해졌다.

• 한국광학회지
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• 제10권6호
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• pp.500-506
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• 1999

레이저 다이오드와 수신광검출기가 집적된 소자를 V-홈을 가진 실리콘 광학벤치에 flip-chip 본딩하고, 경사면을 가진 하나의 단일모드 광섬유와 수동정렬하는 방법을 사용하여 가입자망을 위한 저가의 양방향 송수신 모듈을 설계, 제작하였다. 광섬유의 단면 경사각에 따른 송신광결합 효율과 수신광결합 효율사이의 병목점을 찾기 위해 Gaussian빔 모델을 사용하여 수평정렬거리, 광섬유 단면 경사각, 수직정렬오차등의 변수에 따른 광결합계수를 계산함으로써, 최적의 광정렬조건을 예측하였다. 또한 실리콘 광학벤치에서 광결합효율을 측정하여 광섬유의 수직정렬오차에 따른 광결합계수의 감소가 광섬유의 경사각에 의해 보상될 수 있다는 계산결과의 타당함을 확인하였다. 실제의 sub-module 제작 및 광결합 실험에서 송신빔이 광섬유 단면에 반사되어 PD로 입사되는 것을 최소화하기 위하여 광섬유 단면을 경사절두원추형으로 제작함으로써 PD의 수신 잡음을 $30mu$m 이상의 정렬거리에서 -35dB이하로 유지할 수 있었다. 같은 조건에서 단면 경사각이 $12^{\circ}$인 광섬유에 의해 -12.1dB의 송신출력과 0.2A/W의 responsivity를 얻을 수 있었다.