• Current Optics and Photonics
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• 제6권2호
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• pp.129-136
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• 2022

We propose a photonic crystal fiber (PCF) with a slotted porous core and elliptical-hole cladding, for high birefringence in the terahertz regime. Asymmetry in the guided mode is obtained mainly by using arrays of elliptical air holes in the TOPAS^® polymer cladding. We investigate the tradeoff between several structural parameters and find optimized values that can have a high birefringence while satisfying the single-mode condition. The optical properties in the terahertz regime are thoroughly analyzed in numerical simulations, using a full-vector finite-element method with the perfectly-matched-layer condition. In an optimal design, the proposed photonic crystal fiber shows a high birefringence of 8.80 × 10^-2 and an effective material loss of 0.07 cm^-1 at a frequency of 1 THz, satisfying the single-mode-guidance condition at the same time. The proposed PCF would be useful for various polarization-management applications in the terahertz range.

• 한국전자파학회논문지
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• 제9권5호
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• pp.678-686
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• 1998

본 논문은 유한차분시간영역법의 mesh truncation을 위한 비둥방성 완전갱합충(APML)에 관하여 연구하였다. APML 방법은 크게 분리형과 비분리형으로 분류할 수 있으며, 분리형의 경우는 평면에 대하여 127M 또는 8 개의 방정식으로 구성되고 비분리형의 경우는 6개의 방정식으로만 구성된다. 따라서 후자의 방법이 전자의 방법 에 비하여 훨씬 간단하다. 본 논문에서 제시된 APML 방정식은 후자의 방법으로서 Chen에 의해 제시된 방법을 3차원적으로 확장하여 Maxwell의 시간도함수 방정식으로부터 직접 유도하였다. 특히 평면을 제외한 모서리와 모퉁이 부분에서 APML 방정식은 Gedney에 의해서 제시된 방법과 Chen의 방법올 조합하여 새롭게 효과적으 로 다루었다. 수치해석의 결과는 여러 파장을 갖는 선형안테나들에 대하여 복사때턴 및 전자장의 시간응답을 나타내며, 그 결과의 비교는 Mur의 1차 흡수경계조건을 사용한 결과 그리고 Kraus의 해석적 결과와 비교하였다. 결과적으로 Mur의 l차 흡수경계조건올 사용하는 경우는 주파수가 높아짐에 따라서 모서리와 모퉁이 부분에서 많은 오차가 있음을 확인하였다. 반면에 Kraus의 해석적 결과와의 비교는 좋은 일치를 보이므로 본 논문의 합당함을 입중할 수있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.95-102
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• 2014

이 논문에서는 경계반력법을 이용한 비선형 지반-구조물 상호작용 해석을 위해 LS-DYNA나 MIDAS/Civil 등의 유한요소해석 프로그램과 연계하는 방법을 제시하였다. 경계반력법 적용시 유한요소프로그램에서 구조물과 지반은 선형 또는 비선형 유한요소를 이용하여 모델링하였다. 유한요소의 해석모델 외부의 무한영역으로 전달되는 탄성파를 최대한 흡수하기위해 유한요소 모델의 외측에 LS-DYNA의 경우에는 PML(Perfectly Matched Layer) 요소를, MIDAS/Civil의 경우에는 점성감쇠-스프링 요소를 적용하였다. 비선형 유한요소는 구조물영역에만 적용되는 것으로 가정하였다. 이 연구에서는 입사지진파에 의한 경계반력은 KIESSI-3D 프로그램을 이용하여 계산하였다. 선형 지반-구조물 상호작용 문제에 대해 일반적인 KIESSI-3D의 해석결과와 BRM해석결과를 비교하여 제시된 방법의 효율성을 제시하였다. 또한 수치적 비교를 통해 비선형 구조에 대해 보수적인 응답을 보이는 선형 SSI문제에 대하여 얻은 경계반력이 비선형 지반-구조물 상호작용해석에 효과적으로 적용 가능함을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권6호
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• pp.521-527
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• 2016

본 논문은 효과적인 무반사 기법을 이용한 수중폭발에 따른 부유식 해상풍력발전기의 동응답 수치해석에 관한 내용이다. 수치해석을 위해 무한한 바다 영역을 유한한 영역으로 한정하고 그 경계에서 필연적인 충격파의 반사를 흡수하기 위해 PML(perfectly matched layer)이라 불리는 무반사 기법을 적용하였다. 수중폭발을 수반한 비점성 압축성 유동을 표현하는 일반화된 수송방정식은 방향별 흡수계수와 상태변수를 도입하여 3개의 PML 방정식으로 분리하였다. 풍력발전기와 해수 유동으로 구성된 유체-구조 연계문제는 오일러 기반의 유한체적법과 라그랑지 기반의 유한요소법을 연계하여 반복계산으로 해석하였다. 그리고 수중폭발에 따른 동수압은 JWL 상태방정식으로 계산하였다. 수치실험을 통해 수중폭발에 따른 동수압과 구조 동응답을 분석하였으며, PML 무반사 기법을 적용한 경우가 그렇지 않은 경우에 비해 보다 정확한 해석결과를 제공함을 확인하였다.

• 한국생산제조학회지
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• 제24권5호
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• pp.481-488
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• 2015

It is difficult to see a therapeutic effect from cardiovascular disease treatment methods in the case of a hardened chronic total occlusion (CTO), owing to the calcification of the deposition materials. However, lesion cells, such as CTOs, can be selectively necrotized without affecting the normal tissue using high-intensity ultrasound focused on one point. In this study, a phantom CTO was necrotized by a high-intensity focused ultrasound (HIFU) energy system, and the acoustic characteristics in the focal region were analyzed. An experimental HIFU device was constructed to discover the appropriate conditions for the necrosis of a phantom CTO. The transfer characteristics of the ultrasound changed in the focal region by the density difference of the phantom CTO. These changes were acoustically analyzed to choose the available frequency band for each density. On-off temperature control in the focal region was applied to prevent rapid temperature rises, which would otherwise affect normal tissue.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권4호
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• pp.29-40
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• 2004

본 논문에서는 유한 차분 시간 영역(FDTD, Finite Differential Time Domain)법과 완전 정합층(PML, Perfectly Matched Layer) 방법을 이용하여 반도체 다층 배선이 평행하게 인접하거나, 교차하면서 인접하는 구조뿐 아니라. 평행하게 인접하면서 다른 평면상에 두 배선이 존재하는 3차원 다층 배선 구조에 대한 컴퓨터 수치 분석 방법을 보고한다. 평행한 인접 배선 구조에서는 수평 거리를 변화시키면서 출력 결과를 비교하였으며, 교차한 인접 배선 구조에서는 수직 거리를 변수로 하여 시간 영역과 주파수 영역에서의 출력 결과를 정량적으로 비교하였다. 또한, 평행하게 인접하면서 다른 평면상에 두 배선이 존재하는 3차원 다층 배선 구조에 대해서는 수평 거리와 수직 거리를 각각 변화시켜 가면서 출력되는 누화 특성을 측정하고 비교하였다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제17권3호
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• pp.262-268
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• 2013

We study the focusing properties of a two-dimensional square-lattice photonic crystal (PC) comprising silica and germanium partitioned cylinders in air background. The finite difference time domain (FDTD) method with periodic boundary condition is utilized to calculate the dispersion band diagram and the FDTD method incorporating the perfectly matched layer boundary condition is employed to simulate the image formation. In contrast to the common square PCs in which the negative refraction effect occurs in the first photonic band without negative phase propagation, in our suggested model system, the frequency with negative refraction exists in the second band and in near-infrared region. In this case, the wave propagates with a negative phase velocity and the evanescent waves can be supported. We also discuss the dependency of the image resolution and its location on surface termination, source location, and slab thickness. According to the simulation results, spatial resolution of the proposed PC lens is below the radiation wavelength.

• 한국통신학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.846-856
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• 1998

본 논문에서는, 유한차분 시간영역 방법을 이용하여 마이크로스트립 회로를 해석할 때, Berenger의 완전 접합충 흡수 경계 조건을 전파의 진행방향, 에베네센트(evanescent) 및 방사 전자계가 존재하는 측면과 윗면에 3차원으로 적용하였다. 동일한 계산영역을 사용할 경우 기존의 다른 흡수 경계 조건과 비교했을 때, 전파 진행 방향에 대해서는 $10^{-4}$의 반사계수가 얻어지는 우수한 흡수능을 보였지만, 에베네센트 전자계에 대해서는 홉수능이 비효과적인 것으로 나타났다. 분산 특성을 Kobayashi의 empirical 수식과 비교했을 때, 매우 슷한 결과를 얻을 수 있었으나, dc 근처에서 약 0.8%의 오차를 보였다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제19권5호
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• pp.449-455
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• 2015

In this study we propose a new photonic crystal fiber (PCF) design that simultaneously offers broadband single-mode operation, high birefringence, and large normal dispersion in the optical-communication wavelength regime. The waveguide is based on a hybrid square-lattice PCF (HS-PCF) that has circular air holes of two different diameters alternating in the cladding, plus a pure silica defect at the center. The optical properties of the guided modes are analyzed numerically by the finite-element method (FEM) with a perfectly matched layer as the boundary condition. The optimized HS-PCF has a dispersion coefficient of $-601.67\;ps\;nm^{-1}\;km^{-1}$ and a high birefringence of $1.025{\times}10^{-2}$ at $1.55{\mu}m$. In addition, over the S+C+L+U wavelength bands the proposed HS-PCF with ultraflat birefringence with a slope on the order of $10^{-5}$.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제20권5호
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• pp.567-574
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• 2016

We propose a highly birefringent and dispersion compensating photonic crystal fiber based on a double line defect core. Using a finite element method (FEM) with a perfectly matched layer (PML), it is demonstrated that it is possible to obtain broadband large negative dispersion of about -400 to -427 ps/(nm.km) covering all optical communication bands (from O to U band) and to achieve the dispersion coefficient of -425 ps/(nm.km) at 1.55μm. In addition, the highest birefringence of the proposed PCF at 1.55 μm is 1.92 × 10^-2 and the value of birefringence from the wavelength of 1.26 to 1.8 μm (covering O to U bands) is about 1.8 × 10^-2 to 1.92 × 10^-2. It is confirmed that from the simulation results, the confinement loss of the proposed PCF is always less than 10^-3 dB/km at 1.55 μm with seven fiber rings of air holes in the cladding.