본 연구에서는 355 nm 파장의 나노초 레이저를 비정질 실리콘 박막에 조사하여 형성된 주기적 laser-induced periodic surface structure (LIPSS) 구조의 분광학적 특성을 연구하였다. 지름 196 ㎛의 가우시안 빔을 단위면적당 레이저 펄스 190-280회, 레이저 빔의 세기는 100-130 mJ/cm2 범위에서 'ㄹ' 자 형태로 2차원 스캔하였다. 그 결과 Si 박막 표면에 ~300 nm 주기의 LIPSS 구조가 레이저 편광에 수직 방향으로 정렬되었다. 시료의 투과율 스펙트럼을 측정하여 transverse-electric 편광과 transverse-magnetic 편광에 대해서 각각 700 nm, 500 nm 근방에서 dip이 관측되었다. 이 현상을 설명하기 위해 1차원 격자구조 모델을 이용하여 rigorous coupled-wave analysis를 이용한 시뮬레이션을 하여 편광에 따른 도파모드 공진에 의한 특성임을 규명하였다.
광학 활성의 측정은 고분자, 광통신, 천문학, 물리학 등과 관련된 분야에서 매우 중요한 주제가 되고 있다. 따라서 이와 같은 경향은 이 주제를 학부 실험에 반영되도록 할 필요가 있다. 이 실험에서는 파장이 543 nm인 헬륨-네온 레이저와 학부용으로 시판되는 파스코 사의 검출기, 회전 엔코더 및 자료 수집기를 사용해서 저비용으로 믿을만한 결과를 주는 편광계를 구성하고 관련 이론과 실험식을 제시하였다. 장치 성능을 검증하기 위해 반파장판을 표준 시료로 사용했으며, 그 후 농도가 30 %인 설탕 용액을 측정 시료로 사용해 비회전을 측정해 보았다. 설탕의 비회전 측정 결과는 +76 deg.cc/g.dm로써, 기존의 CRC 자료들의 내삽을 통해 추정된 값과 거의 동일했으므로, 대부분 학부 수준의 실험에서도 충분히 수용 가능하다고 판단되었다.
광 도파로를 따라 전파하는 빛의 특성을 측정하기 위해 근접장 주사 광학현미경(Near-field scanning optical microscope, NSOM)으로 광 도파로의 표면에 형성된 에바네슨트 파 evanescent wave)의 분포를 측정하였다. 사용된 NSOM은 photon scanning tunneling microscope방식으로 본 연구의 목적에 적합하도록 직접 제작한 것이다. 광원 파장 1550㎚에서 단일 모드 다중 모드 채널형 광 도파로에 대해 도파로 표면에 형성된 에바네슨트 파의 분포를 측정하였으며, 3차원 빔전파방법(Beam Propagation Method)으로 계산된 수치 해석 결과와 두 모드 간의 간섭 형상을 직접적으로 확인할 수 있었다.
기존의 .lambda.=1.31.mu.m에서 분산 최적화된 광통신시스템을 .lambda.=1.55.mu.m 광전송시스템으로 향상시키는데 필요한 분산보상 단일모드 광섬유(DCF)를 설계하였다. 총분산이 .lambda.=1.55.mu.m에서 큰 마이너스 분산치를 갖는 굴절율 분포를 얻기 위해 포물선 분포-이중클래드 광섬유의 분산특성을 해석하였다. 광섬유 스칼라 파동방정식으로부터 분산특성을 얻기 위해 1차원 유한요소법을 적용하였다. Reel에 감긴 DCF의 macro-bending에 의한 손실을 적절히 제한하기 위해, L $P_{01}$모드의 차단 파장이 .lambda.=1.80.mu.m이상이 되도록 설계하였다. 이 조건에 맞는 굴절율분포의 .lambda.=1.55.mu.m에서 분산의 하한치는 약 -120 ps/nm.km정도로 제한됨을 볼 수 있었다.다.
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제15권3호
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pp.309-319
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2014
This paper mainly focuses on the conceptual design and stealth performance of the three-surface military aircraft. A three-dimensional (3-D) digital mock-up of the three-surface strike fighter with stealth feature was designed and the schemes of carrying missiles were analyzed in CATIA. Based on physical optics principle and the Method of Equivalent Currents (MEC), a numerical simulation of the RCS feature of the aircraft was carried out with RCSPlus which is a software designed by Beihang University. The paper contributes to the RCS feature analysis of the whole plane and different parts on X-band, S-band and UHF-band and a comparison of RCS feature to Su-37 and T-50 military aircraft is drawn. On X-band, the pitch angle of the incident wave was $0^{\circ}$, and the result shows: (1) Compared with Su-37 aircraft, the forward scattering RCS of the three-surface strike aircraft was reduced to 14.9%, the side scattering RCS to 9.6% and the back scattering RCS to 40.2%. (2) Compared with T-50 aircraft, the forward scattering RCS was reduced to 38.61%, and the side scattering RCS to 67.26%. This paper should be useful for researchers in conceptual design and stealth technology of the military aircraft.
We report experimental results on 940-nm 350-mW AlGaAs/InGaAs transverse single-mode laser diodes (LDs) adopting graded-index separate confinement heterostructures (GRIN-SCH) and p,n-clad asymmetric structures, with improved temperature and small-divergence beam characteristics under high-output-power operation, for a three-dimensional (3D) motion-recognition sensor. The GRIN-SCH design provides good carrier confinement and prevents current leakage by adding a grading layer between cladding and waveguide layers. The asymmetric design, which differs in refractive-index distribution of p-n cladding layers, reduces the divergence angle at high-power operation and widens the transverse mode distribution to decrease the power density around emission facets. At an optical power of 350 mW under continuous-wave (CW) operation, Gaussian narrow far-field patterns (FFP) are measured with the full width at half maximum vertical divergence angle to be 18 degrees. A threshold current (Ith) of 65 mA, slope efficiency (SE) of 0.98 mW/mA, and operating current (Iop) of 400 mA are obtained at room temperature. Also, we could achieve catastrophic optical damage (COD) of 850 mW and long-term reliability of 60℃ with a TO-56 package.
Rayleigh의 분해능 한계 $\epsilon_R$보다 작은 선폭 $\epsilon_0$을 분해할 수 있는 광결상계사 이론적으로 취급되었고, 이어서 초분해능을 지니는 광학계가 제시되었다. 먼저 초분해능을 역변환 문제로 취급하여 초분해능 회절상의 진폭 임펄스 함수를 주는 적분방정식을 도입하고 매개변수 $\beta$(양정수)에 따라서 진폭 임펄스 함수의 반치폭이 조사되었다. 이 초분해능 광학계의 구경함수의 진폭 분포가 변조되었고 또 구경에서 나가는 Huygens 파동의 위상도 Holography로 변조되었다. 이들의 변조를 위하여 이용된 광변조 소자가 제시되었다. 초미세 광리소그라피에 유용한 결론을 얻었다.
광 커넥터 접합면의 스크래치가 삽입손실에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 광파의 투과계수가 스크래치의 깊이에 따라 선형적으로 변화한다고 가정하고 스크래치의 기하학적 파라미터들의 함수로 표현된 광 커넥터의 삽입손실을 계산하는 모델을 제시하였다. 3D Optical interferometry surface profiler를 이용하여 임의로 발생된 스크래치의 위치, 폭과 깊이와 같은 기하학적 파라미터들을 측정하였다. 측정된 삽입손실과 제안된 모델을 이용하여 계산한 삽입손실을 비교하여 스크래치의 깊이에 따라 선형적으로 변화하는 투과계수 식을 구하였다. 깊이에 따른 투과계수 식과 제시된 모델을 이용하여 스크래치로 인한 삽입손실을 스크래치의 위치, 폭과 깊이의 함수로 계산하였다. 스크래치가 코어 중심에서 코어 반경의 2배 정도를 벗어난 위치에 존재하면 삽입손실에 영향을 거의 주지 않음을 확인하였다.
본 연구는 과학교사를 대상으로 물질의 굴절률에 대한 인식을 조사하여, 굴절률에 대한 올바른 정보 전달과 수업 지도의 시사점을 주는데 그 목적이 있다. 구체적으로 설문지를 제작하여, 현장에서 구하기 용이한 액체들의 굴절률에 영향을 주는 요인들에 대한 교사들의 인식을 조사하였다. 연구 결과 분자의 구조, 단위 부피당 분자 수 및 분자의 질량, 빛의 파장 등 다양한 요인들 중, 과학 교사들의 80.0%는 밀도가 굴절률에 가장 크게 영향을 미칠 것이라고 인식하는 것으로 나타났다. 이는 기존의 교과서에서 빛과 역학적 파동의 유사성에 기초하여 굴절을 설명하는 것에 의해 발생한 오개념으로, 과학교사들의 이러한 인식은 학생들에게 오개념을 심어줄 가능성이 크다.
전파흡수구조(RAS)의 설계는 이산최적화 문제로 확률론적 최적화기법이 적용되며, 효율성을 향상시키기 위해서는 오랜 시간이 소모되는 RCS의 계산량을 감소시켜야 한다. 본 논문에서는 임피던스정합을 이용해 RCS 최소화 단층형 RAS를 설계하기 위한 효과적인 방법을 연구하였다. 연구방법에서는 물리광학법(PO)과 최적화기법의 연동을 통해 전파입사조건에 대해 대상의 RCS가 이상적으로 최소화되는 입력임피던스를 계산하였다. 다음으로 RAS의 복소유전율 및 두께는 이산최적화를 통해 계산된 입력임피던스를 최대한 만족하도록 설계되었다. 연구결과 이러한 방법은 다수의 함수계산이 필요한 확률론적 최적화기법으로 RCS를 직접 최소화한 경우와 동일한 RAS 설계치를 도출하였으며, RCS 해석의 수를 효과적으로 줄임으로써 RAS 설계를 위한 최적화에 소모되는 시간을 크게 감소시켰다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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