• Current Optics and Photonics
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• 제2권2호
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• pp.125-133
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• 2018

We report an in-depth analysis of the design and fabrication of multilayer dielectric (MLD) diffraction gratings for spectral beam combining at a wavelength of 1055 nm. The design involves a near-Littrow grating and a modal analysis for high diffraction efficiency. A range of wavelengths, grating periods, and angles of incidence were examined for the near-Littrow grating, for the $0^{th}$ and $-1^{st}$ diffraction orders only. A modal method was then used to investigate the effect of the duty cycle on the effective indices of the grating modes, and the depth of the grating was determined for only the $-1^{st}$-order diffraction. The design parameters of the grating and the matching layer thickness between grating and MLD reflector were refined for high diffraction efficiency, using the finite-difference time-domain (FDTD) method. A high reflector was deposited by electron-beam evaporation, and a grating structure was fabricated by photolithography and reactive-ion etching. The diffraction efficiency and laser-induced damage threshold of the fabricated MLD diffraction gratings were measured, and the diffraction efficiency was compared with the design's value.

• 한국광학회지
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• 제13권2호
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• pp.105-112
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• 2002

전자총을 사용하여 증착한 보통(conventional) Nb$_2$O$_{5}$ 박막과 Ar 이온빔 보조 증착(ion beam assisted deposition, IBAD)한 Nb$_2$O$_{5}$ 박막의 광학적, 물리적 특성을 조사하여 IBAD의 효과에 대해 연구하였다. IBAD Nb$_2$O$_{5}$ 박막과 보통 Nb$_2$O$_{5}$ 박막의 진공-공기간 반사 스펙트럼과 박막 단면의 SEM 측정 결고, IBAD Nb$_2$O$_{5}$ 박막은 보통 박막에 비해 조밀한 박막으로 증착되었으며, 분광 광도계를 이용하여 포락선 방법으로 구한 IBAD Nb$_2$O$_{5}$ 박막의 평균 굴절률은 보통 Nb$_2$O$_{5}$ 박막 보다 증가하고, 소멸계수는 감소하였다. 이는 IBAD에 의한 이온빔 충격으로 Nb$_2$O$_{5}$ 박막의 미세구조가 변화하여 조밀도가 증가하였기 때문으로 판단된다. 주입 산소 양이 증가함에 따라 IBAD Nb$_2$O$_{5}$ 박막과 보통 Nb$_2$O$_{5}$ 박막의 평균 굴절률과 소멸계수는 모두 감소하는 경향을 보였으며, IBAD Nb$_2$O$_{5}$ 박막은 이온빔 전류 밀도가 증가함에 따라 평균 굴절률이 증가하였다. 보통 Nb$_2$O$_{5}$ 박막과 IBAD Nb$_2$O$_{5}$ 박막은 모두 불균일 굴절률을 나타냈으며, IBAD Nb$_2$O$_{5}$ 박막은 이온빔 전류 밀도가 증가할수록 굴절률의 불균일도는 증가하였다. 증착된 Nb$_2$O$_{5}$ 박막은 XRD 측정 결과 모두 비정질이었으며, IBAD에 의해 박막의 결정 구조는 변하지 않았다.

• 한국광학회지
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• 제35권3호
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• pp.115-120
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• 2024

자기광학(magneto-optical, MO) 효과가 우수한 광학소재는 자기장센서, 광전류센서, 광 고립기(optical isolator), 그리고 광서큘레이터와 같은 다양한 응용 분야에서 활용될 수 있어 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 일반적인 유리용융법을 사용하여 Dy³⁺ 이온이 고농도로 함유된 알루미노보로실리케이트(alumino-borosilicate, ABS) 광학유리를 제조하고, Dy³⁺ 이온 농도에 따른 ABS-Dy 유리의 열 특성, 광 특성 및 자기광학 특성을 분석하였으며 1550 nm 파장 대역에서 유리의 MO 특성을 패러데이 회전각 측정을 통하여 분석하였다. 패러데이 회전각은 유리의 Dy³⁺ 이온 농도가 증가함에 따라 선형적으로 증가하는 것으로 나타났으며, 특히 Dy₂O₃ 함량이 30 mol%인 유리는 -6.86 rad/(T·m) 가량의 높은 베르데 상수를 갖는 것으로 확인되었다. 또한 제조된 ABS-Dy 유리는 128 ℃ 이상의 우수한 열안정성(∆T= T_x-T_g)과 파장 대역이 각각 490-710, 1390-1560, 1800-2400 nm일 때 70% 이상의 높은 광투과특성을 보여주었다. 이상의 높은 베르데 상수와 우수한 열안정성은 본 연구에서 제안한 ABS-Dy 유리가 1550 nm MO 소자용 광학소재로 사용 가능함을 시사한다.

• 한국광학회지
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• 제8권2호
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• pp.149-153
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• 1997

InGaAsP/InP 격자도움형 방향성 결합기(GACC)필터를 제작하고, 필터의 도파로 구조에 대해서 중심파장, 파장대역폭, TE/TM 편광의존성 그리고 파장가변특성 등을 측정하였다. 필터가 좁은 파장대역폭을 갖도록 도파로의 구조를 설계하였다. 균일한 두께와 폭을 갖는 도파로를 제작하기 위해 reactive ion etching 방법을 이용하였다. 제작된 InGaAsP/InP GACC 필터의 출력 스펙트럼은 TM편광에서 1494.0 nm의 중심파장과 1.3 mn의 파장대역폭을 가졌고, TE편광에서는 1530.6 nm의 중심파장과 1.5 nm의 파장대역폭을 보였다. 이 파장대역폭은 지금까지 보고된 1.5mu.m파장대역 부근에서 GACC필터가 갖는 대역폭 중 가장 좁은 것이다. 또한 100 mA의 전류인가에 대한 8 nm정도의 중심파장 이동을 관찰하였다. 그리고 제작된 여러 가지 도파로 구조에 대해 측정한 GACC필터의 동작특성과 계산한 결과가 잘 일치함을 보였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제31권8호
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• pp.2293-2298
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• 2010

Focused electrospray (FES) deposition method is presented for matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI) mass spectrometry. FES ion optics consists of two cylindrical focusing electrodes capped with a truncated conical electrode through which an electrospray emitter passes along the cylindrical axis. A spray of charged droplets is focused onto a sample well on a MALDI target plate under atmospheric pressure. The shape and size distributions of matrix crystals are visualized by scanning electron microscope and the mass spectra are obtained by time-of-flight mass spectrometry. Angiotensin II, bradykinin, and substance P are used as test samples, while $\alpha$-cyano-4-hydroxycinnamic acid and dihydroxybenzoic acid are employed as matrices. FES of a sample/matrix mixture produces fine crystal grains on a 1-3 mm spot and reproducibly yields the mass spectra with little shot-to-shot and spot-to-spot variations. Although FES greatly stabilizes the signals, the space charge due to matrix ions limits the detection sensitivity of peptides. To avoid the space charge problem, we adopted a dual FES/FES mode, which separately deposits matrix and sample by FES in sequence. The dual FES/FES mode reaches the detection sensitivity of 0.88 amol, enabling ultrasensitive of peptides by homogeneously depositing matrix and sample under atmospheric pressure.

• 한국광학회지
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• 제17권1호
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• pp.54-59
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• 2006

본 논문에서는 집적 광학 광도파로 소자 기술을 적용하여 생화학 물질의 성분을 정밀하게 측정 가능한 광소자로서 폴리머 광도파로와 브래그 격자를 이용하는 구조를 최초로 제안하였다. 유효굴절률법과 전송행렬법을 이용하여 최적의 감도를 가지는 브래그 격자 광도파로를 설계하였으며 코아와 하부 클래딩의 굴절률이 각각 1.540, 1.430인 폴리머를 이용하여 코아 두께가 $3{\mu}m$ 인 구조의 반전립 광도파로를 제작하였다. 코아 층까지 완성된 도파로 위에 레이저 빔 간섭계와 플라즈마 에칭을 이용하여 격자를 형성한 뒤 격자표면에 20 nm 두께의 Au층을 증착하고 칼릭사린(calixarene) 단분자층을 만들어 바이오센서를 제작하였다. 제작된 광센서를 이용하여 PBS(phosphate bufferedsaline) 용액에 함유된 $K^+$의 농도에 따라 브래그 반사픽이 단파장으로 이동하는 것을 관찰할 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제8권5호
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• pp.382-386
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• 1997

MgF$_{2}$와 TiO$_{2}$를 각각 다른 두 증발원으로부터 동시에 증착시켜 혼합 박막을 제작하였다. 박막의 특성을 개선시키기 위해 이온 보조 증착(IAD)을 하였다. 제작된 MgF$_{2}$-TiO$_{2}$ 혼합 박막의 원소 조성비, 광학적 특성과 결정 구조를 분석하였다. 상대적 증착률을 달리하여 제작된 MgF$_{2}$-TiO$_{2}$ 혼합 박막의 Mg:Ti의 조성비는 비선형적으로 변화하였으며, MgF$_{2}$의 조성비를 상대적으로 증가시킴에 따라 혼합 박막의 굴절률은 감소하였고 Drude 모델을 잘 만족함을 알 수 있었다. 그리고 MgF$_{2}$의 조성비가 증가할수록 비정질인 TiO$_{2}$ 구조 사이에 다결정질인 MgF$_{2}$의 양이 증가하여 결정성을 갖는 박막으로 성장함을 확인하였다.

• 한국광학회지
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• 제5권1호
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• pp.9-17
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• 1994

Ar 이온빔 보조 증착법(IBAD)으로 제작한 $TiO_2$ 박막의 광학적 특성을 연구하였다. 포락선 방법으로 측정한 단층 IBAD TiO2 박막의 굴절률은 이온빔을 사용하지 않은 보통 $TiO_2$ 박막보다 증가하여 bulk의 값에 보다 가까웠으며, 진공과 공기 중에서 투과 파장 영역의 이동을 측정하여 조사한 단층 IBAD 박막의 조밀도는 보통 박막보다 현격히 증가하였다. 이온빔 보조 증착법으로 $(TiO_2/SiO_2)$ 다층 박막 간섭필터를 제작하였고, 진공과 공기 중에서 각각 간섭 필터의 최고 투과 파장의 이동을 측정하였다. IBAD 간섭 필터의 파장 이동량은 보통 간섭필터에 비해 무시할 수 있을 정도로 작아 IBAD 박막의 조밀도가 증가하고 광학적으로 안정된 것을 알 수 있었다. 또한 IBAD $TiO_2$ 박막과 보통 $TiO_2$ 박막 모두 원소 조성비는 정상이었으며 결정 구조는 비정질이었다.

• 한국광학회지
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• 제11권5호
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• pp.335-339
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• 2000

본 논문에서는 2" BK7 유리 기판에 $Ag^+-Na^+$ 이온교환법을 이용한 $1.31/1.55\mu\textrm{m}$ 두파장 방향성 광 결합기를 제작하였다. 제작 및 모델링 조건으로는 이온교환 온도 $340^{\circ}C$, 이온교환 시간 12h, 확산이온농도 0.67[MF]-NaNO3+0.33[MF]-KNO3+1$\times$-3[MF]-AgNO3, 이었으며 굴절율의 분포는 폭 방향으로는 가우시안 함수로, 깊이 방향으로는 에러 함수 분포로 근사화 하였다. 광 결합기를 구성하는 채널 도파로의 폭은 단일 모드 조건으로부터 $4\mu\textrm{m}$이었고 간격은 $8\mu\textrm{m}$이었다. 제작된 소자의 전체 길이는 16mm이었으며 광 결합길이는 12.6mm이었고 $1.31/1.55\mu\textrm{m}$ 두파장에서 각각 18dB이상의 소멸비를 나타내었다.

• 동력기계공학회지
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• 제4권3호
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• pp.25-33
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• 2000

This study represents three-dimensional turbulent flow characteristics around an axial fan measured at the operating point ${\varphi}=0.32$, which is equivalent to the maximum flowrate region, by using three-dimensional fiber-optic type LDA system. This LDA system is composed of a 5 W Argon-ion laser, two optics in back-scatter mode, three BSA's, a PC, and a three-dimensional automatic traversing system. A kind of paraffin fog is used for laser particles in this study. Mean velocity profiles around an axial fan along the downstream radial distance show that the streamwise and the tangential components exist as a predominant velocity and have the maximum value at the radial distance ratio 0.8, while the radial component has a small scale distribution and its flow direction is inward except a part of blade tip. The turbulent intensity profiles show that the radial component exists the most greatly. And also the turbulent kinetic energy shows about 60% as a maximum value at the radial distance ratio 0.9. Moreover, the Reynolds shear stresses do not exist at upstream flow, but the streamwise and the radial components of them show about 20% as a maximum value at the radial distance ratio 0.9 at downstream flow.