• ETRI Journal
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• 제38권4호
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• pp.665-674
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• 2016

We designed and fabricated a semiconductor optical amplifier-integrated dual-mode laser (SOA-DML) as a compact and widely tunable continuous-wave terahertz (CW THz) beat source, and a pin-photodiode (pin-PD) integrated with a log-periodic planar antenna as a CW THz emitter. The SOA-DML chip consists of two distributed feedback lasers, a phase section for a tunable beat source, an amplifier, and a tapered spot-size converter for high output power and fiber-coupling efficiency. The SOA-DML module exhibits an output power of more than 15 dBm and clear four-wave mixing throughout the entire tuning range. Using integrated micro-heaters, we were able to tune the optical beat frequency from 380 GHz to 1,120 GHz. In addition, the effect of benzocyclobutene polymer in the antenna design of a pin-PD was considered. Furthermore, a dual active photodiode (PD) for high output power was designed, resulting in a 1.7-fold increase in efficiency compared with a single active PD at 220 GHz. Finally, herein we successfully show the feasibility of the CW THz system by demonstrating THz frequency-domain spectroscopy of an ${\alpha}$-lactose pellet using the modularized SOA-DML and a PD emitter.

• 펄프종이기술
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• 제45권1호
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• pp.75-82
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• 2013

The traditional Hanji-making was confronted with lots of industrial disadvantages and economic problems, due to the original hand-made process. Recently, the studies on the automation of overall Hanji manufacturing process is carried out by applying the commercial chemical pulping method in order to expand industrial application or efficiency of non-wood fibrous materials. However, the application of commercial pulping methods to the bast tissues of paper mulberry leads to the chemical and mechanical deterioration of cellulosic fibers. In this study, the optimal cooking method using the bast parts of paper mulberry produced by an auto-scraping device was applied to minimize the damage of fiber strength for the paper yarn manufacture. The pre-steaming treatment and alkaline pulping systems were evaluated in removal efficiency of lignin and pectin materials within the bast tissue of paper mulberry. With the application of pre-steaming treatment and 2 stage pulping system using potassium carbonate and then sodium hydroxide, kappa values were decreased two times more in lignin removal than the single stage of pulping method. It was also identified from SEM images and ATR-FTIR spectra that the pectin components within cellular structure of bast tissue were easily removed and the debarked bast parts by a auto-scraping device were easily defiberized by 2-stage pulping sequence using potassium carbonate/sodium hydroxide pulping system.

• Current Optics and Photonics
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• 제8권4호
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• pp.406-415
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• 2024

The major error factors that degrade the efficiency of coherent beam combining (CBC) are numerically studied in a comprehensive manner, paying particular attention to phase, tip-tilt, polarization angle, and beam quality. The power in the bucket (PIB), normalized to the zero-error PIB, is used as a figure of merit to quantify the effect of each error factor. To maintain a normalized PIB greater than or equal to 95% in a 3-channel CBC configuration, the errors in phase, tip-tilt, and polarization angle should be less than 1.06 radians, 1.25 ㎛, and 1.06 radians respectively, when each of the three parameters is calculated independently with the other two set to zero. In a worst-case scenario of the composite errors within the parameter range for the independent-95%-normalized-PIB condition, the aggregate effect would reduce the normalized PIB to 83.8%. It is noteworthy that the PIB performances of a CBC system, depending on phase and polarization-angle errors, share the same characteristic feature. A statistical approach for each error factor is also introduced, to assess a CBC system with an extended number of channels. The impact of the laser's beam-quality factor M² on the combining efficiency is also analyzed, based on a super-Gaussian beam. When M² increases from 1 to 1.3, the normalized PIB is reduced by 2.6%, 11.8%, 12.8%, and 13.2% for a single-channel configuration and 3-, 7-, and 19-channel CBC configurations respectively. This comprehensive numerical study is expected to pave the way for advances in the evaluation and design of multichannel CBC systems and other related applications.

• 대한환경공학회지
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• 제33권1호
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• pp.47-53
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• 2011

$SF_6$는 IPCC가 평가한 온난화 지수가 가장 큰 물질이다. 이런 $SF_6$ 가스의 처리를 위하여 현재는 고에너지의 분해 기술이 사용되고 있지만 최근 분리막을 이용한 분리 및 회수 기술이 주목을 받고 있다. $SF_6$가 중간권으로 방출될 경우 광분해 또는 이온 반응을 일으켜 높은 독성과 부식성을 지닌 부산물을 발생시키는 문제점을 가지고 있다. 현재 분리막을 이용한 $SF_6$ 가스의 회수 분리에 관한 연구 동향을 살펴보면 다양한 분리막 재질에 대한 투과특성연구가 부족하다. 또한, 실제 폐 $SF_6$ 가스 농도에 대한 연구와 에너지 효율이 높은 운전조건의 분리 회수 연구는 초기단계이다. 그러므로, 본 연구에서는 상용화된 PSF (polysulfone), PC (tetra-bromo polycarbonate)와 PI (polyimide) 중공사 분리막을 사용한 $SF_6$, $N_2$ 단일기체의 투과도 연구 및 폐 $SF_6$ 가스 농도의 $SF_6/N_2$ 혼합기체를 사용하여 상용화된 PSF, PC와 PI 중공사 분리막과 운전조건 변화에 따른 $SF_6$ 가스의 분리 회수 연구를 수행하였다. 고분자 중공사 분리막에 대한 $SF_6$와 $N_2$의 투과 특성 실험 결과, $N_2/SF_6$ 투과선택도는 PI 중공사분리막이 가장 높고, PC 중공사 분리막이 가장 낮은 결과를 보였다. $SF_6/N_2$ 혼합기체의 분리 특성연구에서 회수된 $SF_6$의 농도를 비교할 경우, PC 중공사 분리막이 0.5 MPa일 때 95.6 vol %로 가장 높았다. $SF_6$의 회수율에서는 PSF 중공사 분리막이 운전압력 0.3 MPa, 배출유량 150 cc/min일 때 최대 97.8%로 가장 높았다. 이상의 결과로부터 분리막을 이용한 폐 $SF_6$ 가수의 분리 및 회수 기술은 향후 $SF_6$ 가스의 대표적 친환경 기술로 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권6호
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• pp.415-421
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• 2013

활성탄소섬유(Activated carbon fiber, ACF)의 비표면적을 향상시키는 대표적인 방법은 알칼리금속을 이용한 화학적 활성화(Chemical activation, CA)와 산화제를 이용한 표면처리(Surface treatment, ST)방법이 있다. 알칼리금속을 이용한 CA 공정은 열처리 과정에서 알칼리금속의 화학반응에 의하여 미세기공이 발달되며, ST 공정은 산화제의 산화력에 의하여 표면의 미세기공을 발달시킨다. 본 연구에서는 대표적인 표면개질 방법인 CA 공정의 효과를 증대하기 위하여 전처리로 ST 공정을 수행하였으며, ST 공정 유무에 따라 CA된 ACF의 특성변화를 관찰하였다. ST 및 CA 유무에 따른 ACF 특성을 조사하기 위하여 무게변화, FT-IR, TGA, 원소분석을 수행하였으며, 대표적인 VOC물질인 톨루엔을 이용하여 흡착특성을 평가하였다. 실험결과 초기 raw ACF의 비표면적과 톨루엔 흡착량은 각각 1,483 $m^2/g$, 0.22 $g_{-Tol.}/g_{-ACF}$였으며, CA 처리시 1,998 $m^2/g$, 0.27 $g_{-Tol.}/g_{-ACF}$로 증가하였고, ST된 ACF를 CA 처리한 경우 2,743 $m^2/g$, 0.37 $g_{-Tol.}/g_{-ACF}$로 증가하였다. 본 연구를 통하여 ST 및 CA 결합공정을 통한 ACF의 표면특성을 증가를 확인하였다.

• 멤브레인
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• 제22권6호
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• pp.404-414
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• 2012

본 연구에서는 혼합기체 중의 $SO_2$ 제거를 위하여 폴리이서이미드 복합 중공사막을 이용하였으며, 지지체로 사용한 중공사막은 건-습식 상전이 법으로 제조하였다. PEBAX1657$^{(R)}$과 PEG를 혼합하여 제조한 용액을 지지체 표면에 코팅하여 복합막을 제조하였다. 중공사 복합막의 기체투과 특성을 확인하기 위하여 모듈을 제작하였고, 온도와 압력변화에 따른 $SO_2$, $CO_2$, $N_2$ 단일 기체투과를 실시하였다. 그 결과, 운전조건에 따라서 $SO_2$ 투과도는 220~1220 GPU를 나타내었으며, $SO_2/N_2$ 선택도는 100~506을 나타내었다. 그리고 혼합기체 분리거동을 관찰하기 위하여 $SO_2$, $CO_2$, $N_2$로 구성된 혼합가스를 이용하여 온도, 압력, 잔류부 유량을 변화시키면서 투과기체의 유량과 각 성분의 농도변화를 측정하였다. 그 결과, 압력과 온도가 증가할수록 $SO_2$ 제거효율이 높아지는 경향을 나타내었다.

• 한국광학회지
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• 제8권6호
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• pp.510-515
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• 1997

광모듈에서는 반도체소자와 광섬유간의 복잡한 정렬에 필요한 패키지비용이 제조단가의 많은 비중을 차지하고 있어 수동정렬방식으로 광정렬절차를 제거하여 패키지비용을 절감하는데 대한 많은 연구가 행해지고 있다. 본 연구에서는 단일 모드 광섬유와 레이저 및 광검출기를 수동적으로 광결합시킬 수 있는 실리콘 광학벤치를 제작하고 이를 사용하여 광송수신기용의 광부모듈을 제작하였다. 기판의 구조에 있어서 V-홈에 정렬된 광섬유와 플립칩 본딩되는 LD간의 위치 정밀도를 개선하기 위하여 V-홈 식각패턴과 자기정렬된 정렬마크와 솔더댐을 사용하고 레이저의 높이조절 및 열방출을 위하여 도금된 금 받침대를 도입하였다. 실리콘 광학벤치를 이용하여 수동정렬방식으로 조립된 송신기용 광부모듈은 평균 -11.75.+-.1,75 dB의 광결합효율을 나타내었고 수신기용 광부모듈은 평균 -35.0.+-.1.5 dBm의 수신감도를 나타내었다.

• 한국광학회지
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• 제32권1호
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• pp.1-8
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• 2021

단일 레이저의 출력 한계를 뛰어넘기 위한 빔결합 방법으로서, 보강간섭 원리를 이용한 타일형 결맞음 빔결합 시스템에 대해 연구하였다. 와트급 출력의 3 채널 결맞음 광섬유 레이저 및 삼각형 배치의 팁-틸트(tip-tilt) 기능을 갖춘 3 채널 출력단을 자체제작 하였다. 모니터링 시스템, 위상제어기, 3 채널 위상변조기 간의 궤환 제어 시스템(closed-loop system)을 구성하고 SPGD 알고리즘을 적용하여, 위상잠금 속도 5~67 kHz, 이상적인 계산값 대비 중심부 광세기 효율 53.3%의 성공적인 3 채널 위상잠금을 구현하였다. 빔결합 소자가 필요 없고, 가장 고출력 가능성을 가진 타일형 결맞음 빔결합을 위한 요소기술 개발이 완료되어, 향후 다채널, 고출력, 고속 제어 연구로 이어질 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국광학회지
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• 제20권1호
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• pp.1-5
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• 2009

최근 광 격자구조나(photonic crystal) 표면 플라즈몬파(surface plasmon) 혹은 실리콘을 이용한 나노(nano) 스케일의 광 회로 시스템에 대한 연구가 활발한데, 이는 이미 한계에 다다른 전자회로속도의 한계를 극복하고 지금보다도 훨씬 작은 회로를 구성할 수 있는 이점이 있기 때문이다. 현재까지 보고된 바 있는 광 결합 시스템들은 그 크기가 나노 스케일의 광 회로 시스템에 비해 커서 광 결합 시스템으로서의 의미가 퇴색되고 있는데 본 논문에서는 매우 짧은 초점 거리를 가지며 매우 얇은 구조를 가지는 프레넬 렌즈를 이용한 광 결합 시스템을 제안하여 광 결합 시스템을 나노 스케일 광 회로 시스템과 비교할 수 있을 정도로 소형화 하는 방법을 모색하였다. 본 논문에서는 금 슬릿을 채용한 프레넬 렌즈를 제안하여 설계하고 그 구조를 이용해 2차원 전산모사를 수행하였다. 그 결과, 일반 프레넬 렌즈의 광 결합 효율이 약 43%인데 반해, 금 슬릿을 채용한 프레넬 렌즈의 광 결합 효율은 가장 효율적인 구조로 설계하였을 경우에 최대 약 65%의 광 결합 효율을 보인다. 일반 프레넬 렌즈에 비해 50% 이상의 광 결합 효율의 향상을 달성하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제27권2호
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• pp.130-136
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• 2010

For stability analysis of the lumbar spine, the hypothesis presented is that the disc has stress sensors driving feedback mechanism, which could react to the imposed loads by adjusting the contraction of the muscles. Fusion in the motion segment of the lumbar spinal column is believed to alter the stability of the spinal column. To identify this effect finite element (FE) models combined with optimization technique was applied and quantify the role of each muscle and reaction forces in the spinal column with respect to the fusion level. The musculoskeletal FE model was consisted with detailed whole lumbar spine, pelvis, sacrum, coccyx and simplified trunk model. Vertebral body and pelvis were modeled as a rigid body and the rib cage was constructed with rigid truss element for the computational efficiency. Spinal fusion model was applied to L3-L4, L4-L5, L5-S1 (single level) and L3-L5 (two levels) segments. Muscle architecture with 46 local muscles was used as acting directions. Minimization of the nucleus pressure deviation and annulus fiber average axial stress deviation was selected for cost function. As a result, spinal fusion produced reaction changes at each motion segment as well as contribution of each muscle. Longissimus thoracis and psoas major muscle showed dramatic changes for the cases of L5-S1 and L3-L5 level fusion. Muscle force change at each muscle also generated relatively high nucleus pressure not only at the adjacent level but at another level, which can explain disc degeneration pattern observed in clinical study.