• 한국광학회지
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• 제24권5호
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• pp.213-216
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• 2013

본 논문에서는 25배 태양광 집광장치에 적용될 선형 프레넬 렌즈의 최적화에 대해 서술한다. 이 선형 프레넬 렌즈는 각기 다른 패턴을 가진 $10{\times}10$ mm 크기의 선형 프레넬 렌즈가 $5{\times}5$의 형태로 결합된 렌즈이다. 각 프레넬 렌즈는 같은 크기의 태양전지로 태양광이 입사할 수 있도록 최적화되어 있다. 최적화된 프레넬 렌즈의 설계치는 패턴높이 35 ${\mu}m$, 구배각 $4^{\circ}$, 모서리 라운드 1 ${\mu}m$로 각각의 선형 프레넬 렌즈에 모두 같은 값이 부여되었지만 사면경사각은 $14.1^{\circ}{\sim}31.2^{\circ}$로 각기 다르다. 이렇게 설계된 선형 프레넬 렌즈의 태양광 집광효율은 80%이상이며 기존의 25배 집광용 단일 프레넬 렌즈보다 오정렬 및 제작공차 측면에서 강력한 성능을 가진다. 설계된 선형 프레넬 렌즈의 민감도 분석을 통해 모서리 라운드가 1 ${\mu}m$씩 증가할수록 집광효율이 ~5%씩 저하되는 것을 파악하였고 이에 모서리 라운드가 최소한의 수치로 유지되어야 함을 확인하였다.

• 신재생에너지
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• 제5권3호
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• pp.26-31
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• 2009

Using MBE growth method, GaAs/AlGaAs solar cell structure was grown. Deposited electrodes are Au/Ni/Ge for n-type and Au/Pt/Ti for p-type electrodes were deposited by E-beam evaporator. Indoor light concentrators were devised and fabricated in order to concentrate artificial solar rays. Also mirror and prism and Fresnel lens concentration system with solar simulator were devised and fabricated. Results of solar cell characteristics were measured with shutting system which can control the amount of light. Maximum power density was 2.13 W/$cm^2$ and maximum concentration was 124 sun, when mirror with Fresnel lens was used at $7854\;mm^2$ of shutter hole.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제16권2호
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• pp.127-132
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• 2012

This study discusses photoresist forming using a composite grayscale to fabricate a Fresnel lens. Grayscale lithography is a common production method used to facilitate the forming of lenses with different curvatures and depths. However, this approach is time consuming and expensive. This study proposes a method for overcoming these obstacles by integrating a digital micromirror device and microscope to supplant the traditional physical grayscale mask. This approach provides a simple and practical maskless optical lithography system. According to the results, the two adjacent grayscales displayed substantial differences between the high grayscale and influence the low grayscale that ultimately affected photoresist formation. Furthermore, we show that change of up to 150% in the slope can be achieved by changing the grayscale gradient in the central zone and the ring profile. The results of the optical experiment show a focus change with different gray gradients.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 춘계학술대회
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• pp.43-44
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• 2014

프레넬 렌즈의 기하학적 특성을 활용하면 위성 안테나 및 측지 시스템 등에 활용 가능하다. 본 연구에서는 Soret 타입의 프레넬 렌즈가 반사판 구조와 결합된 렌즈 안테나를 설계하고 이에 대한 이득 특성을 FDTD법을 이용하여 해석하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제28권8호
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• pp.24-31
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• 2014

This paper dealt with the LED optical illumination system design for the Masthead navigation light to replace halogen lamps. We made Fresnel lens satisfy luminous intensity distribution of "Convention on the International Regulation for Preventing Collisions at Sea(COLREG)". The optical system is designed by classifying three parts: light source, lens, and cut off plate. The source of light has been made to have the uniform horizontal and vertical light distribution by placing 6 LEDs at intervals of $54^{\circ}$, and as the cylindrical Fresnel lens, the lens has been designed to achieve the uniform horizontal and vertical light distribution in the range of plain light. Finally, the cover has been designed to block the light from the outside of plain light and ultimately met the standards for light distribution of navigation lights. In addition, the validity of design has been verified with manufacturing a trial product.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제20권5호
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• pp.614-622
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• 2016

In this paper, we propose a novel differential equation method for designing a total internal reflection (TIR) LED lens with double freeform surfaces. A complete set of simultaneous differential equations for the method is derived from the condition for minimizing the Fresnel loss, illumination models, Snell’s Law of ray propagation, and a new constraint on the incident angle of a ray on the light-exiting surface of the lens. The last constraint is essential to complete the set of simultaneous differential equations. By adopting the TIR structure and applying the condition for minimizing the Fresnel loss, it is expected that the proposed TIR LED lens can have a high luminous flux efficiency, even though its beam-spread angle is narrow. To validate the proposed method, three TIR LED lenses with beam-spread angles of less than 22.6° have been designed, and their performances evaluated by ray tracing. Their luminous flux efficiencies could be obviously increased by at least 35% and 5%, compared to conventional LED lenses with a single freeform surface and with double freeform surfaces, respectively.

• 한국안광학회지
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• 제17권2호
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• pp.159-164
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• 2012

목적: 듀안 화이트(Duane White)에 따른 양성 융합버전스가 부족한 환자에게서 나타나는 기본형 외사위 환자 또는 폭주부족 환자의 일반적인 처치 방법인 양성융합버전스를 직접적으로 늘려 줄 수 있는 BO Prism 훈련 방법으로 프레넬 프리즘렌즈를 이용한 훈련효과에 대해서 알아보고자 하였다. 방법: 안질환이 없는 대전 시내 모 대학의 학생 15명(평균 연령 $22.73{\pm}1.68$세)을 선정하여 굴절검사 및 양안시기능 검사를 진행하여 시기능훈련 전 데이터를 기록하고 완전교정을 한 후에 프레넬 프리즘렌즈를 접착하여 1일 30분, 2주간 시기능훈련을 실시하였다. 이 후 양안 시기능 검사를 재실시하여 양성융합버전스의 변화와 그에 동일하게 모건의 B그룹에 해당하는 조절변화값을 관찰하여 프레넬 프리즘 렌즈의 시기능 훈련 효과를 연구하였다. 결과: 근거리 양성 융합버젼스 평균값이 훈련 후 $22.27{\pm}2.26$ $\Delta$로 7.80 $\Delta$ 만큼의 융합여력이 증가하였고, 근거리 양안조절반응 검사 값의 평균은 훈련 후 $0.55{\pm}0.09$ D로 0.40 D 만큼 증가하여 정상치를 나타내었다. 근거리 음성상대조절값의 평균은 훈련 후 $2.22{\pm}0.08$ D를 나타내 0.42 D 만큼 증가하였으며 폭주근점의 평균은 훈련 후 $6.13{\pm}0.53$ cm로 2.80 cm 만큼 짧아졌다. 폭주부족 환자 및 기본형 외사위 환자의 BO 양성 융합버전스를 늘려 줄 수 있는 프레넬 프리즘을 이용한 근거리 시기능 값을 조사하였고 사위량은 제외한 값이 증가하거나 향상되는 결과를 나타내었다. 결론: 프레넬 프리즘렌즈의 효과는 렌즈 자체의 특성으로 인하여 미용적인 효과와 비용절감, 큰 광학적인 교정 효과를 나타내며 양성융합버전스 값이 증가하는 효과를 나타내는 것을 알 수 있었다. 프레넬 프리즘렌즈를 이용한 양안시 이상의 환자들에게 처치는 보다 대중적이고 많은 추천이 될 수 있음을 판단 할 수 있다.

• 한국광학회지
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• 제33권1호
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• pp.28-34
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• 2022

그래핀 전극 아래에 놓인 다층 그래핀 존 플레이트로 구성된 적외선 프레넬 렌즈의 초점 성능을 전산모사를 통해 조사한다. 여기서 패턴된 다층 그래핀의 페르미 에너지 준위(E_F)는 그 위에 놓인 그래핀 전극에 의해 조절된다. 4 ㎛에서 30 ㎛까지의 광대역 파장에서 유리 기판 위에 놓인 8층 그래핀 존 플레이트와 그래핀 전극의 반사도 대비비에 따른 프레넬 렌즈 효과를 분석하였다. 반사도와 반사도 대비비를 고려한 최적 파장인 8 ㎛ 입사파가 초점거리 240 ㎛인 프레넬 렌즈에 입사 시, 다층 그래핀의 E_F가 0.4 eV에서 1.6 eV로 증가함에 따라 초점 세기가 4.3배, 그래핀 층수가 2층에서 8층으로 증가함에 따라 5.8배 강화되었다. 이를 통해 인가된 E_F에 따라서 다중 초점(240 ㎛ 및 360 ㎛) 성능을 보이는 그래핀만으로 구성된 IR 프레넬 렌즈 구조를 초박형 렌즈 플랫폼으로 제안한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1998년도 하계학술대회 논문집 G
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• pp.2515-2517
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• 1998

The micro fresnel lens(MFL) was modeled and fabricated on a XY-stage electrostatically driven by comb actuator. The modeled MFL was approximated as a step shape with 4-phase and 4-zone plate. The focal length and diameter of the MFL is 20mm and 912${\mu}m$, respectively. The XY-stage suspending the MFL is designed to generate a large static displacement up to about 20${\mu}m$. On SOI substrates, we first fabricated MFL using the RIE(reactive Ion etching) technology and then patterned and etched bulk silicon to make XY-stage. After the fabrication of all structures on top side of the SOI substrates. $Si_3N_4$ was deposited for passivation of all structures using PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition). All the MFL systems width comb drive actuator were released by KOH etching from the bottom side of the SOI wafer using double-sided alignment technique. In fabrication of MFL, a dry etching conditions is established in order to improve surface roughness and to control the etched depth.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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• pp.939-940
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• 2012