• Journal of Magnetics
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• 제18권2호
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• pp.173-177
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• 2013

Cantilever-detected high-frequency electron spin resonance (ESR) is a powerful method of sub-terahertz and terahertz ESR spectroscopy for a tiny magnetic sample at low temperature. In this technique, a small magnetization change associated with ESR transition is detected as deflection of a sample-mounted cantilever. So far, we have succeeded in ESR detection at 370 GHz using a commercial piezoresistive microcantilever. The spin sensitivity was estimated to ${\sim}10^{12}$ spins/gauss. In order to further increase the sensitivity, we adopt a fiber-optic-based detection system using a Fabry-Perot interferometer in place of piezoresistive system. Fabry-Perot cavity is formed between an optical-fiber end and microcantilever surface, and a change in the interference signal, corresponding to the cantilever deflection, is sensitively detected. This system is suitable for low-temperature and high-magnetic-field experiments because of its compact setup and less heat dissipation. In this study, performance of Fabry-Perot interferometer is evaluated, and its application to cantilever-detected ESR measurement is described.

• Current Optics and Photonics
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• 제3권4호
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• pp.342-349
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• 2019

We present a theoretical research concerning terahertz (THz) wave generation with $KTiOPO_4$ (KTP) by collinear phase matching (CPM) stimulated polariton scattering (SPS). Both CPM and corresponding nonzero nonlinear coefficients can be simultaneously realized with $s{\rightarrow}f+f$ in yz plane, $s{\rightarrow}f+s$ with ${\theta}$ < ${\Omega}$ in xz plane and $s{\rightarrow}f+f$ with ${\theta}$ < ${\Omega}$ in xz plane. The effective nonlinear coefficients including electronic nonlinearities and ionic nonlinearities are calculated. Based on the parameter values of refractive indices, absorption coefficients and effective nonlinear coefficients, we simulate THz wave intensities generated with CPM SPS by solving coupled wave equations and give the relationship among the maximum THz wave intensity, optimal crystal length and the angle ${\theta}$. The calculation results demonstrate that CPM SPS with KTP can generate THz waves with high intensities and quantum conversion efficiencies.

• 한국전자파학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.974-982
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• 2009

주파수 안정성 이 우수한 밀리미터파 및 테라헤르츠파 대역 연속파(Continuous Wave: CW) 신호를 발생시키기 위하여 상관관계가 큰 서로 다른 두 파장의 광 신호를 비팅(beating) 시켜 광 혼합(photomixing) 방법에 관한 많은 연구가 진행되고 있다. 광 반송파가 억압된 양측 대역(Double Sideband-Suppressed Carrier: DSB-SC) 방식은 단일 파장 광 신호를 국부 발진기와 광 변조기를 이용하여 CW 변조함으로써 상관관계가 큰 서로 다른 두 파장의 광 신호를 생성하는 방법이다. 본 논문에서는 DSB-SC를 이용한 광 혼합 밀리미터파 및 테라헤르츠파 대역 CW신호 발생 방법에서 광 반송파 억압 레벨에 따른 밀리미터파 및 테라헤르츠파 대역 CW 신호의 파워 및 위상 잡음 특성을 수치적으로 분석하고 실험적으로 증명하였다. 측정 결과, 광 반송파의 억압 레벨에 따라서 밀리미터파 및 테라헤르츠파 대역 CW 신호의 파워와 위상 잡음이 각각 23.9 dB와 21 dBc/Hz(@ 1 MHz offset frequency) 개선됨을 확인하였다. DSB-SC 방법을 다룬 기존 문헌에서는 직관적으로 광 반송파 억제 레벨을 중요성을 언급하였으나, 본 논문에서는 수식 및 측정 데이터에 기반한 밀리미터파 및 테라헤르츠파 대역 CW신호의 특성 향상을 위한 광 반송파 억제 레벨의 중요성을 확인하였다. 따라서 본 논문의 결과는 광 혼합 방법을 이용한 밀리미터파 및 테라헤르츠파 대역 CW 신호 발생 연구를 위한 기본적인 데이터로서 활용 가치가 높다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2000년도 제11회 정기총회 및 00년 동계학술발표회 논문집
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• pp.18-19
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• 2000

Recently, coherent control of exciton populations has been demonstrated through terahertz, reflection, and four-wave-mixing experiments. However, the most direct probe of exciton population control is the absorption, which has been lacking in previous studies. In this report, we probe the time evolution of exciton population directly through a transmission experiment. In particular, using upconversion technique with both narrow (spectrally broad) and long (spectrally narrow) pulses, we can obtain both the temporal and the spectral information. The main thrust of our report is that when phase controlled, the second pulse can be either greatly enhanced or completely destroyed by gaining energy from exciton (thus destroying the exciton population) or giving all of its energy to the system (thus greatly increasing the exciton population), respectively. (omitted)

• Current Optics and Photonics
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• 제5권1호
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• pp.66-71
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• 2021

The resonance characteristics of H-shaped metamaterials, whose widths were varied while keeping the height constant, were investigated in the terahertz (THz) frequency range. The H-shaped metamaterials were numerically analyzed in two modes in which the polarization of the incident THz electric field was either parallel or perpendicular to the width of the H-shaped structure. The resonant frequency of the metamaterial changed stably in each mode, even if only the width of the H shape was changed. The resonant frequency of the metamaterial operating in the two modes increases without significant difference regardless of the polarization of the incident electromagnetic wave as the width of the H-shaped metamaterial increases. The electric field distribution and the surface current density induced in the metamaterial in the two modes were numerically analyzed by varying the structure ratio of the metamaterial. The numerical analysis clearly revealed the cause of the change in the resonance characteristics as the width of the H-shaped metamaterial changed. The efficacy of the numerical analysis was verified experimentally using the THz-TDS (time-domain spectroscopy) system. The experimental results are consistent with the simulations, clearly demonstrating the meaningfulness of the numerical analysis of the metamaterial. The analyzed resonance properties of the H-shaped metamaterial in the THz frequency range can be applied for designing THz-tunable metamaterials and improving the sensitivity of THz sensors.

• 한국광학회지
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• 제28권2호
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• pp.59-67
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• 2017

본 논문에서는 높은 품질 인자를 가지는 비대칭 분리고리공진기(ASLR: Asymmetric Split-Loop Resonator) 외곽에 사각 고리를 추가하여 ASLR의 높은 품질 인자 특성은 유지하면서 ASLR의 테라헤르츠파 투과 특성을 능동 제어 가능한 외곽 사각 고리 추가형 ASLR (ASLR-OSL: ASLR with Outer Square Loop)을 제시하였다. 추가된 외곽 사각 고리는 ASLR과 조합되어 메타물질 공진기 역할과 직접적인 전압 인가를 통하여 온도를 조절할 수 있는 마이크로 히터 역할을 동시에 수행하면서, ASLR-OSR이 ASLR의 품질 인자 특성과 유사한 품질 인자 특성을 유지할 수 있도록 설계하였다. ASLR-OSL의 테라헤르츠파 투과 특성을 능동 제어하기 위하여 온도 변화에 따라 절연체-금속 상전이 특성을 가지는 이산화바나듐 ($VO_2$) 박막을 사용하였고, 설계한 ASLR-OSL의 외곽 사각 고리에 직접적인 전압 인가를 통하여 $VO_2$의 특성을 조절하여 테라헤르츠파 투과 특성의 능동 제어가 가능하도록 하였다. 본 논문에서 제안한 높은 품질 인자를 가지는 메타물질에 간단한 외곽 사각 고리를 추가하여 구성한 능동형 고품질 메타물질 구조는 메타물질의 높은 품질 인자는 유지하면서 테라헤르츠파 투과 특성의 전기적 능동 제어를 가능하게 하여 다양한 형태의 테라헤르츠 능동형 메타물질 소자로 응용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국광학회지
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• 제17권2호
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• pp.191-197
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• 2006

두 개의 DFB 영역과 위상조정 영역으로 구성된 다중 영역 복소 결합 DFB 레이저에서 방출되는 두 모드의 비팅에 의해서 발생하는 Self-Pulsation(SP) 동작 특성을 전산 모의 하였다. SP 주파수는 두 DFB 영역에서 발진하는 모드의 파장 차이에 의해 결정되며, 각각의 DFB 영역의 발진 모드의 파장은 회절격자 주기의 변화에 의해 달라진다. 두 DFB 영역의 회절격자의 주기 차이를 변화시킴으로써 다중 영역 DFB 레이저에서 밭생하는 SP 주파수를 매우 낮은 주파수에서 THz 영역까지 변화시킬 수 있었다. 또한 발진 모드가 다른 DFB 영역의 금지대역에 놓이지 않는 경우 발진되는 모드는 다른 DFB 영역으로 큰 반사 없이 진행하여 두 모드들 사이의 상호작용이 크게 발생하여 index-coupled 회절격자를 가지는 다중 영역 DFB 레이저와는 달리 변조 지수가 매우 큰 출력을 얻을 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제18권1호
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• pp.56-65
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• 2007

이득 분산이 두 개의 복소 결합 DFB 영역과 위상조정 영역으로 구성되는 다중 영역 복소 결합 DFB 레이저에서 발진하는 두 모드의 비팅에 의한 self-pulsation (SP) 주파수와 출력 파워의 변조지수에 미치는 영향에 대하여 살펴보았다. 능동 영역의 이득이 최대가 되는 파장을 두 DFB 영역의 발진 모드의 파장 중심 또는 브래그 파장 중심에 위치시킨 경우가 특정 DFB 영역의 발진 모드의 파장 또는 브래그 파장에 위치시킨 경우에 비하여 두 DFB 영역의 브래그 파장 차이, ${\Dalta}{\lambda}_{B}$, 증가에 따른 두 발진 모드가 받는 이득 차이가 적게 발생하여 최대 SP 주파수가 크고, 변조지수 특성도 좋음을 볼 수 있었다. 또한 능동 영역의 이득이 최대가 되는 파장을 두 DFB 영역의 브래그 파장 중심에 위치시키는 경우가 발진 모드의 파장 중심에 위치시키는 경우에 비하여 더 큰 최대 SP 주파수를 얻을 수 있었고 변조지수 특성도 더 우수함을 볼 수 있었다.