• 제목/요약/키워드: Optical simulation

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분할디스크형 글라스레이저 증폭기의 온도분포특성에 관한 연구 (Study on the properties of temperature distribution at the split-disk geometry glass laser amplifier)

  • 김병태
    • 한국광학회지
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    • 제3권4호
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    • pp.227-233
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    • 1992
  • 분할디스크형 글라스레이저 증폭기를 개발하기 위하여 이를 해석 설계할 수 있는 시뮬레이션 코드를 작성했다. 레이저매질에서의 열부하를 감소시키고, 플래시램프의 방사스펙트럼과 레이저글라스의 흡수 스펙트럼 간의 결합효율을 높이기 위해서는 전류밀도를 2000-4000A/$\textrm{cm}^{2}$로 유지하여 단파장에서의 방사에너지를 줄여야 한다. 디스크 증폭기에서 같은 부피를 갖는 매질을 3등분하여 냉각표면적을 3배로 늘렸을 때 온도상승치는 30% 정도로 떨어졌다. 단면펌핑 분할 디스크형 증폭기의 설계에서는 각 글라스 간의 $Nd^{3+}$ 도핑율에 차등을 주어야 하고 플래시램프 앞에 있는 매질의 흡수계수 $\alpha$ 와 두께 d의 곱인 $\alpha$d가 0.26 전후가 적절하다는 것을 알았다.

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핀홀어레이를 이용한 슈퍼 멀티-뷰 3D 디스플레이 (Super Multi-view Display Method using Pin-hole Array)

  • 변진아;권기철;뭉흐오츠럴에덴바트;박재형;김성규;김종재;김남
    • 한국광학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.21-28
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    • 2014
  • 본 논문에서는 핀홀어레이를 사용한 완전시차 3D 방식의 초다시점 디스플레이를 제안한다. 이는 시점 이미지를 화면에 나타내는 디스플레이 장치, 완전시차의 구현을 위한 핀홀어레이, 시점 영상들을 동공에 동시에 투영시키기 위한 이미징 렌즈로 구성된다. 제안된 방법은 관찰자에게 수평 및 수직 시차가 동시에 제공되는 초다시점 디스플레이 방법이다. 이에 대한 파라미터들의 분석과 시뮬레이션을 통해 수정체 렌즈의 초점 거리만을 조절함에 따라, 망막에 분포하는 빛들의 분포 및 조도 변화를 확인하였으며, 수정체 렌즈가 이미징 렌즈를 통해 생성된 3D 이미지의 깊이면에 초점을 맺을 때에 가장 선명한 영상이 획득됨을 확인하였다.

광선추적법 기반의 적분구 분석 시뮬레이터에서 OpenMP 지시어를 이용한 속도 향상 및 몬테카를로 방법의 무작위성 보장 (Improving the Calculation Speed of Ray-tracing Based Simulator for Analyzing an Integrating Sphere with OpenMP Directive and Guaranteeing the Randomness of Monte Carlo Method)

  • 김승용;김대찬;오범환;박세근;이일항;이승걸
    • 한국광학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.83-89
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    • 2011
  • 광선추적법을 기반으로 하는 적분구 분석 시뮬레이터의 계산속도를 향상하기 위하여 OpenMP 지시어를 이용한 병렬처리 방식의 시뮬레이터를 개발하였으며, 몬테카를로 방법의 무작위성을 보장하기 위해 병렬 난수 발생기인 RngStream 패키지를 활용하였다. $10^7$개 이상의 광선 수를 사용하여 0.5%의 오차 범위에서 적분구 이론식과 일치하는 결과를 얻을 수 있었으며, 스레드 수에 따른 계산속도 향상 효과를 확인하였다. 또한 적분구 문제에 관한 공간반응분포함수(spatial response distribution function)을 전산모사하여, 기존 문헌의 결과와 일치함을 확인하였다.

A Molecular Dynamics Study of the Stress Effect on Oxidation Behavior of Silicon Nanowires

  • 김병현;김규봉;박미나;마우루디;이광렬;정용재
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.499-499
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    • 2011
  • Silicon nanowires (Si NWs) have been extensively studied for nanoelectronics owing to their unique optical and electrical properties different from those of bulk silicon. For the development of Si NW devices, better understanding of oxidation behavior in Si NWs would be an important issue. For example, it is widely known that atomic scale roughness at the dielectric (SiOx)/channel (Si) interface can significantly affect the device performance in the nano-scale devices. However, the oxidation process at the atomic-scale is still unknown because of its complexity. In the present work, we investigated the oxidation behavior of Si NW in atomic scale by simulating the dry oxidation process using a reactive molecular dynamics simulation technique. We focused on the residual stress evolution during oxidation to understand the stress effect on oxidation behavior of Si NWs having two different diameters, 5 nm and 10 nm. We calculated the charge distribution according to the oxidation time for 5 and 10 nm Si NWs. Judging from this data, it was observed that the surface oxide layer started to form before it is fully oxidized, i.e., the active diffusion of oxygen in the surface oxide layer. However, it is well-known that the oxide layer formation on the Si NWs results in a compressive stress on the surface which may retard the oxygen diffusion. We focused on the stress evolution of Si NWs during the oxidation process. Since the surface oxidation results in the volume expansion of the outer shell, it shows a compressive stress along the oxide layer. Interestingly, the stress for the 10 nm Si NW exhibits larger compressive stress than that of 5 nm Si NW. The difference of stress level between 5 an 10 anm Si NWs is approximately 1 or 2 GPa. Consequently, the diameter of Si NWs could be a significant factor to determine the self-limiting oxidation behavior of Si NWs when the diameter was very small.

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몬테카를로 분석 방법을 이용한 AWG의 위상 오차 측정 (Measurement of the Phase Errors of AWG by Using the Monte-Carlo Analysis)

  • 고춘수;오용호;임성우
    • 한국광학회지
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    • 제22권5호
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    • pp.207-213
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    • 2011
  • 몬테카를로 방법을 기반으로 한 수치해석을 이용하여 AWG(arrayed waveguide grating)의 위상 오차를 측정하는 방법을 제안한다. 진동수 영역 측정법에서 실험치와 가장 근접한 이론치를 구하기 위해 몬테카를로 방법을 사용하며 최적화된 이론치로부터 AWG 각 도파로의 진폭과 위상값들을 결정한다. 이 방법의 타당성을 검증하기 위해 모의실험을 수행하였다. AWG의 각 도파로에 임의로 위상 오차를 설정하여 가상의 실험치를 만들고 우리의 방법을 통해 거꾸로 위상 오차를 알아냈다. 모의실험 결과 간섭계 광원의 진동수 변조 범위가 AWG FSR(free spectral range)의 1.7 배보다 클 때, 그리고 위상 오차가 ${\pm}50^{\circ}$ 이내일 때 매우 정확하게 위상 및 진폭을 측정할 수 있음을 확인하였다.

Design of LED Bicycle Headlamp with a Horizontally Wide Viewing Angle

  • Park, Hyun Jung;Lee, Dong Kyu;Lee, Jae Min;Park, Kwang-Woo;Joo, Jae Young;Kwak, Joon Seop
    • Current Optics and Photonics
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    • 제1권4호
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    • pp.351-357
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    • 2017
  • This paper proposes a LED bicycle headlamp with a wide viewing angle to help bicyclists see the front effectively and because of its high visibility to reduce the risks of accidents around intersections or blind spots. The wide viewing angle was determined to be $28^{\circ}$ because it can illuminate a 5 m wide area 10 m away. Therefore, the road conditions of the intersection can be observed with the bicycle handlebar tilted slightly to the left or right. The headlamp has a compact reflector with a width of 30 mm, height of 27 mm, and length of 17 mm. Owing to its size, a change in the position of a light source leads to severe changes in light distribution. Therefore, the tolerance of the source position was analyzed by a simulation. The tolerance was ${\pm}0.5mm$ at the X, Y and Z axes within a less centered aiming range of ${\pm}1^{\circ}$. Finally, the prototype of the bicycle headlamp was made and the light distribution was measured by an automotive headlamp light measurement system. The experimental results indicate that the headlamp illuminates a 5 m wide area with an edge light of 3.2 lx as well as meeting the K-mark regulation.

메쉬 기반의 생존성 WDM망의 설계 기법에 관한 연구 (A Study on Design Scheme of Mesh-Based Survivable WDM Networks)

  • 현기호;정영철
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제40권7호
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    • pp.507-517
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    • 2003
  • 메쉬 기반의 파장분할다중화(WDM)망에서는 단 하나의 광섬유 케이블의 장애로도 심각한 데이터의 손실을 야기할 수 있다. 따라서, 이러한 장애에 대한 효율적인 복구 알고리즘이 필요하다 본 논문에서는 메쉬기반의 WDM 망에서의 복구 기법에 대한 새로운 알고리즘을 제안하였고 기존의 복구 기법과 비교하였다. 복구 방법으로는 경로 복구, 링크 복구의 대표적인 두 가지 기법이 있다. 이러한 기법들의 한 가지 공통점은 단일 링크장애에 대해서 논하고 있다는 것이다. 본 논문에서 제안한 복구 기법에서는 각각의 링크 장애에 대한 복구 경로를 확보하지 않는다. 메쉬 기반의 WDM망을 여러 개의 작은 폐루프로 분리하고 폐루프내에서 단일 링크 장애가 발생하면 그 폐루프를 우회하여 복구 경로가 결정되는 복구 기법과 복구 경로가 폐루프 내에서만 결정되는 복구 기법을 제안하였다. 경로 복구 기법과 링크 복구 기법과 더불어 제안된 기법의 성능을 비교하였다. 시뮬레이션 결과 제안된 두 기법은 비록 총 사용되는 파장 마일리지가 기존의 복구 기법보다 10%에서 50% 정도 증가하게 되지만 경로 설정에 소요되는 실행시간(CPU Time)은 경로 복구 기법과 링크 복구 기법에 비해 상당히 감소되는 결과를 얻게 되었다.

Mechanical design of mounts for IGRINS focal plane array

  • Oh, Jae Sok;Park, Chan;Cha, Sang-Mok;Yuk, In-Soo;Park, Kwijong;Kim, Kang-Min;Chun, Moo-Young;Ko, Kyeongyeon;Oh, Heeyoung;Jeong, Ueejeong;Nah, Jakyuong;Lee, Hanshin;Pavel, Michael;Jaffe, Daniel T.
    • 천문학회보
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    • 제39권1호
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    • pp.53.2-53.2
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    • 2014
  • IGRINS, the Immersion GRating INfrared Spectrometer, is a near-infrared wide-band high-resolution spectrograph jointly developed by the Korea Astronomy and Space Science Institute and the University of Texas at Austin. IGRINS employs three HAWAII-2RG focal plane array (FPA) detectors. The mechanical mounts for these detectors serves a critical function in the overall instrument design: Optically, they permit the only positional compensation in the otherwise "build to print" design. Thermally, they permit setting and control of the detector operating temperature independently of the cryostat bench. We present the design and fabrication of the mechanical mount as a single module. The detector mount includes the array housing, a housing for the SIDECAR ASIC, a field flattener lens holder, and a support base. The detector and ASIC housing will be kept at 65 K and the support base at 130 K. G10 supports thermally isolate the detector and ASIC housing from the support base. The field flattening lens holder attaches directly to the FPA array housing and holds the lens with a six-point kinematic mount. Fine adjustment features permit changes in axial position and in yaw and pitch angles. We optimized the structural stability and thermal characteristics of the mount design using computer-aided 3D modeling and finite element analysis. Based on the computer simulation, the designed detector mount meets the optical and thermal requirements very well.

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신호 성상도 상의 신뢰구간을 활용한 하이브리드 오차 발생 알고리즘 (A Hybrid Error Generation Algorithm Using Confidence Intervals on Signal Constellation)

  • 오길남
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권11호
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    • pp.19-25
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    • 2014
  • 효과적인 블라인드 등화기 갱신을 위해, 등화 초기에 요구되는 빠른 수렴 속도와 정상상태에서 요구되는 낮은 오차 레벨을 만족하면서, 또한 등화 초기와 정상상태 간의 완만하면서도 가역적인 전환 특성을 가지는 적응 알고리즘을 제안한다. 제안 방법에서는 신호의 등화 상태를 구분하는 세 기준을 제시하고, 이 기준에 따라 세 오차 중 하나를 발생시키는 하이브리드 오차발생 알고리즘을 사용하여 등화기를 차등적으로 갱신한다. 이때 신호의 등화 상태를 판단하는 기준으로 신호 성상도 상의 신뢰구간을 이용하였으며, 등화기 출력이 놓이는 신뢰구간에 따라 오차를 다르게 발생시켜 등화기를 갱신함으로써 빠르게 그리고 낮은 오차 레벨에 수렴할 수 있음을 보였다. 제안 아이디어의 유용성을 검증하기 위해 모의실험을 통해 기존 방법의 성능과 비교하였다.

고출력 LED 패키지의 열 전달 개선을 위한 금속-실리콘 병렬 접합 구조의 특성 분석 (Heat Conduction Analysis of Metal Hybrid Die Adhesive Structure for High Power LED Package)

  • 임해동;최봉만;이동진;이승걸;박세근;오범환
    • 한국광학회지
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    • 제24권6호
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    • pp.342-346
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    • 2013
  • 고출력 LED 패키지의 방열 특성 향상을 위하여, 다이 접합부에 실리콘 접착제와 금속 패턴의 병렬 접합 구조를 적용하여 열 유동 해석을 수행하였다. 그 결과, LED 칩에서 발생한 열은 주로 금속 패턴 구조물을 통해 기판으로 효과적으로 전달되고 있으나, 패턴 구조물의 크기에 따라 효율의 차이가 있음을 확인하였고, 그 효과를 정량화하기 위해 정규화 길이를 도입하여 칩과 금속 패턴 구조물의 면적에 따른 열 저항을 비교하였다. 정규화 길이가 길어지면 금속 패턴 구조물에 의한 열 우회 경로가 칩에 고르게 분포하여 열 저항이 감소하였으며, 그 값은 단순 병렬 열 저항 이론 값보다 다소 큰 수치로 수렴하지만, 충분한 열 저항 개선 효과를 얻을 수 있었다.