• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.439-447
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• 2020

망원경의 성능 유지를 위해서 중요한 것 중 하나가 미러의 재코팅이다. 미러에 코팅된 금속은 빛을 반사시키는 역할을 하며 반사율이 떨어지게 되면 망원경의 성능이 저하되므로 주기적으로 재코팅을 해야 한다. 군 무기체계로 개발되는 망원경은 성능 뿐만 아니라 임무 수행을 위한 무기체계 가용도와 장기간 사용을 위한 운용유지비 관점에서도 미러의 재코팅 주기를 예측하고 정비계획을 수립하는 것이 필요하다. 그러나 대부분 천문 연구용으로 사용되는 유사 망원경들은 예측이 아닌 경험치와 운용 환경에 따라 재코팅 주기를 결정한다. 따라서 본 연구에서는 시뮬레이션을 활용하여 무기체계로 개발되는 망원경 미러의 세척 주기와 재코팅 주기를 예측하였다. 첫째, 국내외 천문연구원들의 유사 사례를 분석 및 코팅의 필요성과 코팅 주기 예측의 필요성을 확인하였다. 둘째, 데이터 분석과 모델링을 통해 미러 세척 빈도와 코팅 주기를 예측하는 시뮬레이션을 설계하였다. 마지막으로 성능을 만족하기 위한 반사율 감소 조건을 5%, 10%, 15%, 20%로 설정하고, 세척 조건 3개월, 6개월, 1년, 2년 단위로 다양화 하여 해당 조건 별 세척 주기 및 재코팅 주기를 예측하였다. 이를 통해 본 연구는 군 무기체계로서 망원경을 개발하며 정비계획을 수립하는 데 참고할 수 있는 기준을 제시하였다.

• 한국안광학회지
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• 제8권2호
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• pp.111-117
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• 2003

국내외 썬글라스 반미러 코팅렌즈의 광학적 특성을 파악하기 위해, 분광광도계를 이용하여 반미러 코팅렌즈의 반사율을 측정하였으며, Macleod 프로그램을 이용해 계산한 결과와 비교 분석하였다. 또한 황금 색깔이 나는 TiN을 이용한 반미러 코팅렌즈를 설계하였고, 광학특성을 조사하였다. 반미러 코팅렌즈의 분석결과, 은색 투톤(two tone) 반미러 코팅은 금속 크롬(Cr)을 사용하였으며 경도를 증가시키기 위하여 크롬위에 $SiO_2$(또는 $Al_2O_3$)를 증착하여 사용하였다. 크롬 위에 증착되는 $SiO_2$의 두께는 10nm 정도가 적정한 것으로 판단된다. 칼라 반미러 코팅의 경우 디자인 결과는 각각 다음과 같다 ; blue 계열은 [air|$SiO_2$(66.3)|$TiO_2$(129.0)|$SiO_2$(62.9)|$SiO_2$(26.0)|$TiO_2$(120.3)|$SiO_2$(9.1)|glass]이며, gold 계열은 [air|$SiO_2$(60.6)|$TiO_2$(86.2)|$SiO_2$(13.5)|$TiO_2$(86.8)|$SiO_2$(214.38)|glass]이며, green 계열은 [air|$SiO_2$(74.3)|$TiO_2$(75.8)|$SiO_2$(44.3)|$TiO_2$(11.6)|$SiO_2$(160.8)|$TiO_2$(12.9)|$SiO_2$(183.3)|$TiO_2$(143.8)|glass]이며, silver 계열은 [air|$SiO_2$(21.2)|$TiO_2$(49.7)|$SiO_2$(149.3)|glass]이다. white 반미러 코팅인 경우는 [air|$SiO_2$(17nm)|$TiO_2$(43nm)(또는 $ZrO_2$)|$SiO_2$(87nm) polysiloxane($4.46{\mu}m$)|glass or CR-39]이며, 가시광선 영역(400~700 nm)에서 평균 19%의 반사율을 가지며 흡수가 적기 때문에 약 80%의 투과율을 보이는 white 타입의 반미러가 되게 된다. 황금빛 색깔을 띠는 반미러 코팅렌즈의 설계에 있어서 [air|$SiO_2$(170nm)|TiN(15nm)|glass]가 되면 CIE 좌표값은 거의 [air|Au(150nm)|glass]의 좌표값과 유사해지는 것을 볼 수 있었다.

• 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.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2015년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.111-111
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• 2015

알루미늄 박막은 광학부품의 코팅과 Mirror 제조는 물론 철강이나 항공기 부품의 내식성 코팅이나 반도체 및 디스플레이 소자의 전극 등에 이용되어 산업적 응용이 가장 넓은 박막의 하나이다. 알루미늄 박막은 주로 진공증착 방법으로 제조하는데 제조 공정에 따라 그 특성이 현저히 달라지는 특성이 있다. 본 논문에서는 알루미늄 박막의 제조 공정에 대해 고찰하고 공정에 따른 특성과 응용분야에 대해 고찰하고자 하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제7권3호
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• pp.463-468
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• 2021

본 연구에서는 1.55um의 파장을 갖는 DFB 레이저에서 굴절률 격자와 이득 격자가 동시에 존재할 때, 오른쪽 거울 면에 반사가 일어나지 않도록 유전막 코팅을 하여 𝜌_r=0 이 되도록 하였다. 𝛿L>0인 경우일 때, 발진 모드에 대하여, 발진 주파수와 발진 이득의 특성을 해석했다. 좌측 거울면의 격자 위상이 𝜋에서부터 𝜋/2 계속 감소할 때, 각 모드의 그래프 선들이 좌측으로 조금씩 이동한다. 발진 모드의 문턱 이득이 가장 낮은 경우는 𝜅L=10인 경우이고, 이때 모드 선별성은 상대적으로 낮다. 모드 선별성이 우수한 경우는 𝜅L=0.5에서부터 𝜅L=6 정도까지이고, 이 경우 주파수 안정성이 우수하다. 두 개의 벽개면을 갖는 경우와 비교하면, 한 개의 무반사면을 갖는 경우, 발진 모드의 문턱 이득이 증가하지만 모드 선별성은 2배 정도 더 우수해 진다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 추계학술대회 논문집 광주전남지부
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• pp.103-106
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• 2006

Semiconductor laser diode has a reflective facet in a both-ends side fundamentally. Laser performance for improving, Anti-Reflection and High-reflection coating on the facet of semiconductor laser diode. To prevent internal feedback from both facets for realizing superluminescent diode and reducing the reflection-induced intensity noise of laser diode, it's key techniques are AR/HR coatings. In the study AR coating film were manufactured by Ion-Assisted Deposition(IAD) system. Then manufactured coating film measurement electrical properties(L-I-V, Se, Resistor) and Optical properties (wavelength FFP)

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권4호
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• pp.18-27
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• 2023

본 논문에서는 열해석의 하중조건으로 레이저 열원을 설정하여 반사경의 구조-열-광학 성능 분석을 수행하였다. 레이저 열원 모델은 가우시안 빔을 바탕으로 반투명한 소재를 고려한 Beer-Lambert 법칙을 적용하여 하중조건으로 선정하였으며, 반사경만의 성능 분석을 위하여 기구부는 고려하지 않았다. 열변형해석을 수행하여 반사경 표면의 온도 변화로 인한 열응력과 열변형 데이터를 얻었다. 열변형에 의한 반사경 표면의 변위 데이터를 Zernike 다항식에 피팅하여 파면오차를 계산하였으며, 이를 통해 고에너지 레이저가 반사경으로 입사될 때 반사경의 광학 성능을 예측할 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제29권4호
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• pp.166-172
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• 2018

본 논문에서는 우주의 진공환경에서 반사경 코팅이 흡수한 습기를 방출하면서 나타나는 경면 형상의 변화를 예측하기 위한 새로운 방법론을 제안한다. 직경 50 mm, 두께 1.03 mm의 원형 시편과 간섭계를 통해 진공환경에서 나타나는 시편 형상 변화량을 측정하고 제르니케 프린지 다항식(Zernike fringe polynomial) 곡률항으로 나타내었다. 그 결과 습기 방출에 따른 코팅 스트레스는 152.7 Mpa로 계산되었다. 계산된 스트레스는 1.25 mm 두께 시편의 수치모사 모델에 적용하여 변화된 형상의 곡률항을 측정결과의 표준편차 이내($78.9{\pm}5.9nm$)로 예측할 수 있음을 검증하였다. 이 방법론을 2019년에 발사 예정인 차세대중형위성의 직경 600 mm 쌍곡면경에 적용, 습기 방출에 의한 경면 형상 변화를 계산하여 반사경의 초점거리가 약 $2.005{\mu}m$ 만큼 ?아짐을 예측하였다. 초점거리 변화는 광학 탑재체의 MTF를 한계공간주파수(Nyquist frequency)에서 2.3% 가량 낮추지만, 요구 사양을 만족하여 우주에서도 문제없이 운용 가능함을 확인하였다.

• 한국소프트웨어감정평가학회 논문지
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• 제16권1호
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• pp.55-63
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• 2020

광대역 광통신 시스템에 사용되는 레이저는 우수한 주파수 선택성과 모드 안정성을 가져야한다. DFB(Distributed Feedback) 레이저는 고주파로 전류 변조를 하더라도 발진 주파수의 변화가 적다. 본 연구에서는 1.55um의 파장을 갖는 DFB 레이저에서 굴절률 격자와 이득 격자가 동시에 존재할 때, 오른쪽 거울 면에 반사가 일어나지 않도록 유전막 코팅을 하여 ρ_r=0 이 되도록 하였다. 문턱에서 최소 이득을 필요로 하는 제 1모드에 대하여, 종 방향으로의 발진 모드의 빔 분포와 방사전력비 P_l/P_r를 ρ_l의 위상=π인 경우와 ρ_l의 위상=π/2인 경우에 대하여 비교 검증했다. ρ_l의 위상=π인 경우, 낮은 문턱 전류와 높은 주파수 안정성을 얻기 위해서는, κL이 8보다 커야 한다. ρ_l의 위상=π/2인 경우, 낮은 문턱 전류를 위해서는 κL=1.0이 되도록 해야 하고, 이때 발진 주파수는 격자 주파수와 일치한다. 반사 방지 코팅을 하지 않은, 두 개의 거울 면을 가진 1.55um의 파장을 갖는 DFB 레이저보다, 한쪽 거울 면에 무반사 코팅을 한 경우에 모드 선별성이 훨씬 크다.

• 한국광학회지
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• 제13권4호
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• pp.336-339
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• 2002

링레이저 자이로의 주파수 잠김을 개선하기 위하여, 링레이저 공진기에 저산란 반사경을 적용하는 연구가 수행되었다. 초정밀 연마기술을 통해 표면 거칠기 1Å rms 이하의 반사경 기판을 가공하였으며, 가공된 기판에 이온빔 스퍼터링 코팅방식을 이용하여 산란율 300ppm 이하의 반사경을 제작하였다. 제작된 저산란 반사경을 링레이저 자이로에 적용한 결과, 자이로의 잠김 주파수를 약 0.1 deg/sec 이하로 개선할 수 있었다.