• 한국안광학회지
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• 제17권2호
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• pp.135-141
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• 2012

목적: 전자빔(electron beam)을 이용한 HEMA(2-hydroxyethyl methacrylate)의 중합과정에 대한 최적의 전자빔조사(irradiation) 조건을 살펴보고, 전자빔과 일반적인 열중합 방법에 의해 제조된 콘택트렌즈의 물리적 특성을 각각 비교함으로써 콘택트렌즈 제조에 전자빔조사 방법의 활용가능성을 알아보고자 한다. 방법: 중합에 사용된 모노머(monomer)나 첨가제의 구성비 그리고 전자빔흡수선량(0~120 kGy)에 따라 HEMA의 중합정도를 관찰하여 전자빔조사(irradiation)에 의한 중합여부와 최적의 중합조건을 제시하였다. 동일한 반응물 구성비에 대해 전자빔과 열중합의 두 가지 다른 중합방법을 이용하여 고분자를 합성하였다. 각각의 고분자로부터 제조된 소프트콘택트렌즈에 대해 함수율, 산소전달률(Dk/t), 광투과율 등의 물리화학적 특성을 FT-IR 결과를 이용하여 비교 분석하였다. 결과: 전자빔조사선량(0~120 kGy)에 따라 살펴본 HEMA의 중합률은 100 kGy 이상에서 99% 이상으로 나타났으며, 사용된 모노머의 구성비나 광개시제와 가교제 등의 첨가에 무관하게 높은 중합률을 보였다. 전자빔 조사에 의해 제조된 렌즈의 함수율은 열중합 방법에 의해 제작된 렌즈에 비해 10% 이상 높게 나타났다. 산소전달률(Dk/t)도 함수율과 마찬가지로 전자빔조사방법에 의해 제조된 렌즈에서 더 높게 나타났으며, 순수한 HEMA의 경우는 약 2배 정도 높은 값을 보였다. FT-IR 분석결과, 전자빔 조사방법에 의해 제조한 렌즈에서 친수성 증가와 관계되는 OH group의 농도가 증가하였고 이에 따른 분자간 수소결합의 농도가 증가함을 확인하였다. 두 가지 다른 중합방법에 의해 제조된 렌즈의 가시광선(380~800 nm) 영역에서 광 투과율은 제조방법과는 상관없이 유사하였으며, 90% 이상의 높은 값을 나타내었다. 결론: HEMA를 기본으로 구성된 다양한 반응혼합물과 개시제나 가교제의 첨가가 없는 순수한 HEMA에 100kGy 이상의 전자빔을 조사할 경우 중합이 성공적으로 이루어졌다. 또한 순수한 HEMA에 100kGy의 전자빔을 조사하여 중합된 고분자로부터 제조된 콘택트렌즈에서 가장 높은 함수율과 산소전달률을 나타내어 전자빔조사조건에 따라 물리적특성이 다른 콘택트렌즈의 제조가 가능함을 확인하였다.

• 한국안광학회지
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• 제13권1호
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• pp.53-58
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• 2008

목적: 안경렌즈용 소형 suptter coating system을 설계하고 제작하고자 한다. 방법: sputter system의 target 설계에 있어서 Essential Macleod thinfilm design software를 이용해 AR 코팅과 mirror 코팅이 동시에 설계 가능한 Si target 을 결정하였으며. 그 후 sputtering 장비를 제작하였다. 결과: $SiO_2$와 $Si_3N_4$의 5층 박막으로 구성되는 AR 코팅의 최적조건은 [air|$SiO_2$(81.3)|$Si_3N_4$(102)|$SiO_2$(19.21)|$Si_3N_4$(15.95)| $SiO_2$(102)|glass] 이였다. Mirror 코팅의 경우, blue color 코팅의 최적조건은 [air|$SiO_2$(56.61)|$Si_3N_4$(135.86)|$SiO_2$(67.64)| $Si_3N_4$(55.4)|$SiO_2$ (53.53)|$Si_3N_4$(51.28)|glass] 이고, green color 코팅의 최적조건은 [air|$SiO_2$(66.2)|$Si_3N_4$(22.76)|$SiO_2$(56.58)| $Si_3N_4$(140.35) |$SiO_2$(152.35)|$Si_3N_4$(70.16)|$SiO_2$(121.87)|glass] 이였으며, gold color 코팅의 최적조건은 [air|$SiO_2$(83.59)|$Si_3N_4$(144.86) |$SiO_2$(11.82)|$Si_3N_4$(129.93)|$SiO_2$(90.01)|$Si_3N_4$(88.37)|glass] 이였다. 결론: 코팅 시간을 줄여 안경단가를 줄이기 위하여 안경렌즈 코팅 시 렌즈의 전 후면을 동시에 코팅을 해야 하기 때문에 sputtering장비 설계를 할 때 안경렌즈 전면과 후면에 동일하게 Si target을 갖춘 cathode를 사용하였고, 렌즈의 곡률을 고려하여 각 층이 동일하게 코팅이 되어야 하기 때문에 target-substrate 간의 간격은 12.5 cm에서 20 cm로 가변할 수 있도록 설계하고 제작하였다. 고품질의 안경렌즈 코팅을 위하여 고진공 펌프로 turbo pump를 이용하였으며, 코팅박막의 균일함을 얻기 위해서 치구를 회전할 수 있도록 설계하고 제작하였다.

• 한국안광학회지
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• 제18권3호
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• pp.231-239
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• 2013

목적: 안경테의 형판제작을 위한 자동취형기 개발을 위해 설계하고 제작하고자 한다. 방법: 자동취형기의 주요 설계도를 캐드로 그려서 제작에 필요한 정보를 얻었다. 이 데이터를 기본으로 자동취형기 개발을 위해 시제품을 제작하였다. 결과: 자동취형기는 형판가공부, 조작판넬, 안경테장착부, 탐침자부로 구성되었다. 형판가공부는 절삭부, 플라스틱 형판 고정부, 형판 이탈핀 그리고 형판 절삭시 소음을 최소화시키기 위한 방음덮개로 구성하였다. 조작판넬은 메인 P.C.B.와 서로 연결 및 작동되게 설계하였다. 탐침자가 $1.8^{\circ}$ 각도로 안경테 삽입부를 스캐닝해서 얻은 좌표값에 대한 엔코딩한 값을 통해 삽입부의 정보를 얻게 되었다. 스캐닝이 시작된 후에는 오른쪽 방향과 왼쪽방향으로 작동된다. 통신연결부는 RS232C 전송방식으로 자동취형기에서 외부 장치로 안경테 렌즈삽입부의 정보를 전송하여 형판 없이도 안경렌즈를 가공할 수 있었다. 형판의 절삭치수의 오차율을 평가하기 위해 일원배치분산분석한 결과 F값과 P값은 0.510과 0.601로 나와서, 자동 취형기에서 가공된 형판의 ${\Phi}22mm$, ${\Phi}55mm$ 그리고 ${\Phi}62mm$ 절삭 치수의 오차율은 크기에 따라 차이가 없는 것으로 나타났다. 또한, 개발된 자동취형기의 평균 절삭 오차값은 0.0274 mm으로 나타났다. 결론: 자동취형기를 설계 및 제작하여 시제품 제작에 성공하였다. 자동취형기의 역할은 안경테를 측정하여 안경테에 맞는 정확한 렌즈삽입부의 크기를 얻는 것이다. 자동취형기로부터 얻어진 정보값은 외부장치로 보내져 형판 없이 안경렌즈를 연삭가공 한다. 또한, 시제품은 안경테에 맞는 형판을 만들 수 있다. 연구개발 된 시제품을 통해 안경사들이 편리하게 형판제작이 가능하고, 과거 보다 안경 조제가공이 보다 효율적이게 작업이 이루어질 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국안광학회지
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• 제14권2호
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• pp.15-26
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• 2009

목적: 재질과 제조공법이 다른 일반 미용 칼라 콘택트렌즈와 2주 교체용 미용 칼라 콘택트렌즈 착용에 따른 눈에서의 변화를 비교 분석하였다. 방법: 20대 남녀 대학생 35명을 대상으로 우안에는 2주 교체용 미용 칼라 콘택트렌즈, 좌안에는 일반 미용 칼라 콘택트렌즈를 2달 동안 매일착용 방식으로 착용시킨 후, 각각 렌즈 착용 1일 후와 2달 후에 하루 렌즈 착용시간 중 5시간 이내와 5시간 이후의 자각적 증상, 타각적 증상, 각막두께를 조사하였다. 또한 착용 전과, 착용 후의 타각적 증상의 변화와 각막두께를 측정하여 비교하였다. 결과: 렌즈 착용 1일후, 2달 후의 자각적 증상 중에서 주된 불편함은 양안 모두 건조감, 충혈, 이물감, 가려움이었다. 그리고 대부분의 항목에서 우안보다 좌안에서 자각적 증상이 심한 것으로 나타났다. 하루 착용시간 중 5시간 이내와 이후의 자각적 증상은 착용 1일 후와 2달 후 우안과 좌안 모두 충혈에서 유의한 차이를 나타냈다(p=0.000). 타각적 증상은 렌즈 착용 전에는 양 안에서 유의한 차이가 없었으나, 착용 2달 후 일반 미용 칼라 콘택트렌즈를 착용한 좌안에서 윤부충혈(p=0.000), 구결막충혈(p=0.012)에서 유의한 차이가 나타났다. 또한 렌즈 착용에 따른 타각적 증상의 변화를 비교해본 결과 우안에서는 검결막충혈, 각막염색, 결막염색에서만 유의한 차이가 있었지만 좌안에서는 모든 항목에서 유의한 차이가 나타나므로 일반 미용 칼라 콘택트렌즈가 눈에 보다 더 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있다. 각막두께는 렌즈 착용 후 우안은 약 $5{\mu}m$(p=0.001), 좌안은 약 $7{\mu}m$(p=0.004) 증가하여 양안 모두 착용 전에 비해 유의한 차이가 있었다. 결론: 샌드위치 공법으로 제조된 Dk/t가 높은 교체용 미용 칼라 콘택트렌즈는 착용에 따른 눈에서의 변화가 상대적으로 적으므로 보다 건강하고 안전하게 시생활을 할 수 있을 것이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권2호
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• pp.149-154
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• 2007

나노임프린트 공정기술은 나노구조물이 패턴된 스템프(혹은 몰드)를 이용하여 적절한 기판 위에 나노구조물을 복제하여 패턴을 전사하는 기술이다. 효과적인 나노임프린트 공정을 위해서는 몰드의 이형처리뿐 아니라 반대쪽의 기질과 레지스트 사이에 접착력 증가(adhesion promoter) 처리가 매우 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 자기조립 실란커플링제의 기상증착을 이용하여 나노임프린트 공정에서 사용되는 접착 증가막 및 표면처리 방법을 비교 분석 하였다. 이를 위해서 평탄화층(DUV-30J), 산소 플라즈마 처리, 실란커플링제 자기조립막이 비교되었다. 실란커플링제 자기조립막이 형성된 실리콘 표면은 전체적으로 나노 두께의 균일한 막이 형성되며 임프린트시 구조물들을 정밀하게 전사하였으며 3-acryloxypropyl methyl dichlorosilane(APMDS)을 이용한 자기조립막(SAMs) 처리가 평탄화층과 산소 플라즈마 처리보다 강한 접착력을 가지고 있어 나노임프린트 공정에 적합함을 알 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제24권1호
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• pp.1-8
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• 2013

본 논문에서는 3차원 영상을 위한 LADAR(LAser Detection And Ranging)용 광검출기 모듈을 설계-제작하고 그 특성을 측정한 결과를 보고한다. 광검출기 모듈은 광파이버 어레이와 접속될 수 있도록 200 um 직경을 갖는 InGaAs APD(Avalanche Photodiode)로 설계-제작하였으며, 선형모드 동작 특성을 만족하도록 TIA(Trans-impedance Amplifier)를 설계-제작하였다. 광검출기 모듈을 구성하는 핵심부품들은 12개의 lead pin을 갖는 TO8 상에 집적되었으며, 집적에 필요한 APD 서브마운트 및 TIA 회로 등을 자체적으로 설계-제작하여 사용하였다. 제작한 광검출기 모듈은 450 ps의 rising time과 780 MHz의 대역폭 특성을 보였으며, 0.8 mV 이하의 잡음 특성과, 150 nW의 MDS(Minimum Detectable Signal) 신호 크기에 대해 15 이상의 신호대 잡음비(SNR)를 보임으로써 설계한 모든 특성을 만족하였는데, 이는 저자들이 아는 한 200 um 직경의 대면적 InGaAs APD를 이용한 광수신기에서 가장 우수한 특성을 나타낸 것이다.

• 한국광학회지
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• 제23권1호
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• pp.12-16
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• 2012

본 논문에서는 연성 광 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB) 개발을 위한 핵심 부품인 연성 광도파로를 자외선 임프린트(ultra violet imprint, UV-imprint) 공정에 의해 제작하고 도파손실, 굴곡손실, 반사손실 및 반복굴곡에 대한 내구성을 측정하였다. 먼저, 초정밀 기계가공에 의해 광도파로 패턴과 $45^{\circ}$ 미러 구조를 포함하는 니켈 마스터를 제작 후 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)를 이용하여 탄성체 몰드를 역상 복제 하였다. 역상 복제된 PDMS 몰드를 이용해 UV-imprint 공정에 의한 광도파로의 코어패턴과 $45^{\circ}$ 미러면을 동시 형성하여, $45^{\circ}$ 미러가 내장된 광도파로를 제작하였다. 또한, 광도파로의 끝단을 통상적 방법인 V-sawing 공정으로 $45^{\circ}$ 미러 구조를 가공하여 미러 내장형 광도파로와 미러 특성을 비교하였다. 제작된 연성 광도파로는 단위 길이당 0.035 dB/cm의 도파손실을 나타내었으며, 반경 1 mm의 $180^{\circ}$ 굴곡 조건에서 0.77 dB의 굴곡손실을 나타내었다. 또한, 굴곡각도 $135^{\circ}$, 굴곡반경 2.5 mm의 반복굴곡 실험에서 10 만회 이상의 반복굴곡에 대한 우수한 내구성을 확인하였다. 내장된 $45^{\circ}$ 미러의 반사효율을 향상시키기 위해 미러면에 Ni-Au 이중 박막을 증착하여 2.18 dB의 반사손실을 가진 미러내장형 연성 광도파로를 제작하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제22권1호
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• pp.13-20
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• 2005

지상 및 우주 천체 망원경용 비구면 반사경면 초기 제작공정에는 고정입자 휠을 사용하는 연삭이 있다. 본 연구에서는 매 연삭 가공 이전에 설정한 목표 표면조도를 달성할 수 있도록 입력 연삭변수들을 결정하고, 표면 가공오차를 추적하며 , 가공 경과시간을 최소화하는 새로운 연삭공정을 개발하였다. 특별히 이 공정 기법은 이전 연삭 가공 작업시 까지 수집된 입력 변수 및 가공 결과 표면조도 자료를 다 변수 회귀분석 방법에 대입하여 목표 표면조도에 따른 최적 연삭가공 입력변수를 매 가공 작업 시 진화적으로 제시하는 지능형 공정 조절 능력을 갖추고 있다. 개발된 공정기법과 초정밀 컴퓨터 수치제어 연삭기를 사용하여 $96.1\~65.0nm(Ra)$ 범위 의 목표 표면조도를 갖는 제로듀어 소재에 대하여 10회 가공 실험을 수행 한 결과 $=-0.906{\pm}3.38(\sigma)nm(Ra)$의 가공 정밀도를 달성하여, 지능형 연삭공정의 효율을 입증하였다. 이러한 연구결과는 천체망원경용 반사경면 연삭 가공 시 정성적 경험에 의존하여 가공하는 기존 기술을 극복하고 정량적 수치 모형에 의하여 가공소요시간 최소화 및 나노미터 급 표면조도를 달성하는 진화형 공정 최적화 기술의 확립이라는 의의를 가지고 있다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제27권2호
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• pp.153-160
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• 2010

We modified the optical system of 500 mm wide-field telescope of which point spread function showed an irregularity. The telescope has been operated for Near Earth Space Survey (NESS) located at Siding Spring Observatory (SSO) in Australia, and the optical system was brought back to Korea in January 2008. After performing a numerical simulation with the tested value of surface figure error of the primary mirror using optical design program, we found that the surface figure error of the mirror should be fabricated less than root mean square (RMS) $\lambda$/10 in order to obtain a stellar full width at half maximum (FWHM) below $28\;{\mu}m$. However, we started to figure the mirror for the target value of RMS $\lambda$/20, because system surface figure error would be increased by the error induced by the optical axis adjustment, mirror cell installation, and others. The radius of curvature of the primary mirror was 1,946 mm after the correction. Its measured surface figure error was less than RMS $\lambda$/20 on the table of polishing machine, and RMS $\lambda$/15 after installation in the primary mirror cell. A test observation performed at Daeduk Observatory at Korea Astronomy and Space Science Institute by utilizing the exiting mount, and resulted in $39.8\;{\mu}m$ of stellar FWHM. It was larger than the value from numerical simulation, and showed wing-shaped stellar image. It turned out that the measured-curvature of the secondary mirror, 1,820 mm, was not the same as the designed one, 1,795.977 mm. We fabricated the secondary mirror to the designed value, and finally obtained a stellar FWHM of $27\;{\mu}m$ after re-installation of the optical system into SSO NESS Observatory in Australia.

• 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.