• 한국광학회지
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• 제22권1호
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• pp.40-45
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• 2011

동일한 주회 길이의 통상적인 DCRR (Double-coupler Ring Resonator) 에 비하여 두 배의 FSR (Free Spectral Range) 성능을 나타낼 수 있는 TCRR (Triple-coupler Ring Resonator: 삼중 결합 링 공진기) 필터의 설계 및 제작에 대하여 논의하였다. 열-광학 특성이 우수하고, 코어-클래딩 굴절률 차가 큰 폴리머 물질을 이용하여 작은 반경의 곡선도파로가 가능한 매립형 도파구조의 컴팩트한 TCRR 필터를 설계 및 제작하였다. 파장가변 레이저와 광섬유 배열 블록을 이용하여 TCRR 필터의 Through 및 Drop 포트 출력 특성을 측정한 결과, DCRR 필터의 두 배인 4.4 nm의 FSR을 확인하였고, 이는 전달행렬 방법을 이용하여 해석한 결과와 거의 동일하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권10호
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• pp.51-56
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• 2004

광소자의 재료물질로서 특성이 우수하며 열광학계수가 큰 silicon을 기반으로 한 SOI (Silicon-on-insulator)를 사용하여 열광학 1×2 광스위치를 제안, 제작하였다. SOI wafer는 도파로가 형성될 상위 Si 층(n=3.5)과 클래딩 영역이 될 산화막 매립층(n=1.5) 그리고 기판인 Si인 3층으로 이루어진다. BPM(Beam propagation method) 전산모의를 통해 20dB 이상의 누화특성을 갖는 단일모드의 1×2 비대칭 y-분기 광도파로를 형성하고, 열확산 전산모의를 통해 금속열선을 설계 제작하였다. 제작된 광스위치는 약 3.5 watts의 구동 전력에서 20dB 이상의 채널간 누화가 측정되었다.

• Current Optics and Photonics
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• 제3권5호
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• pp.401-407
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• 2019

Polymeric optical waveguide devices with Bragg gratings have been investigated, for implementing tunable lasers and wavelength filters used in wavelength-division-multiplexed optical communication systems. Owing to the excellent thermo-optic effect of these polymers, wavelength tuning is possible over a wide range, which is difficult to achieve using other optical materials. In this study the phase-mask technology, which has advantages over the conventional interferometeric method, was introduced to facilitate the fabrication of Bragg gratings in polymeric optical waveguide devices. An optical setup capable of fabricating multiple Bragg gratings simultaneously on a 4-inch silicon wafer was constructed, using a 442-nm laser and phase mask. During fabrication, some of the diffracted light in the phase mask was totally reflected inside the mask, which affected the quality of the Bragg grating adversely, so experiments were conducted to solve this issue. To verify grating uniformity, two types of wavelength-filtering devices were fabricated using the phase-mask lithography, and their reflection and transmission spectra were measured. From the results, we confirmed that the phase-mask method provides good uniformity, and may be applied for mass production of polymer Bragg-grating waveguide devices.

• 한국광학회지
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• 제17권5호
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• pp.475-479
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• 2006

본 논문에서는 폴리머 링 광공진기를 이용하여 집적광학형 K-band용 마이크로웨이브 대역통과 필터를 제안하고 구현하였다. 특히, 열광학 효과를 이용하여 광공진기의 공진파장을 변화시킴으로써 대역통과 필터의 전달특성을 전기적으로 조절하였다. 측정된 필터의 중심주파수는 20 GHz, 소멸비는 약 15 dB, 3 dB 대역폭은 2 GHz, 그리고 Q값은 10이었다. 마이크로웨이브 필터에서 중심주파수의 출력특성을 27 dB범위 내에서 ${\sim}6.7dB/mW$로 조절할 수 있었다. 전기적으로 조절되는 전달특성을 갖는 이 필터는 마이크로웨이브스위치 등으로 응용할 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제33권8호
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• pp.1220-1225
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• 2009

본 논문에서는 사냑 루프 필터와 광섬유 격자 기반의 파장가변 궤환 레이저를 제안하고 있다. 다중파장을 제공하기 위하여 복굴절을 이용한 사냑 루프를 적용하였고 0.33nm의 인접 채널간격을 가지도록 제작하였다. 광섬유 격자의 열 광학 효과에 의한 파장가변을 유도하기 위하여 니크롬선을 격자위에 감았다. 파장가변과 분리에 대한 특성을 측정하기 위하여 길이가 다른 니크롬선으로 두 종류의 광섬유 격자 소자를 제작하였으며, 열 저항으로 파장가변이 되게 하였다. 광섬유격자의 반사파장이 사냑루프 다중파장의 특정 파장과 일치하면 모드 잠김현상에 의해서 공진하고 발진하게 된다. 공진파장의 이동도는 1.75pm/mW이다. 이 시스템은 전력 시스템의 전력 변동을 모니터링하는 분야에 적용할 수 있다.

• 한국광학회지
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• 제16권3호
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• pp.254-260
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• 2005

높은 재현성과 함께 효율적인 수동 정렬을 위하여 제안된 대형코어 단일모드 폴리머 광도파로를 이용하여 제작 가능한 폴리머 광도파로 소자인 가변 광감쇠기를 제안하고 삼차원 빔전파 방법을 이용하여 소자의 동작 특성을 파악하고 최적 구조를 설계하였다. 소자의 표면에 집적된 박막 전극 히터에서 발생하는 열로 인해 폴리머 광도파로에서 발생하는 굴절률 분포 변화를 수치해석적으로 구하였으며 이 결과를 이용하여 삼차원 빔전파 해석을 수행하였다. 대형코어 광도파로가 가지는 작은 굴절률 대비로 인해 효과적인 광감쇠 현상을 작은 온도 변화로부터 얻을 수 있음을 확인하였다. 일반 광도파로 VOA에서 섭씨 150도 이상의 온도 변화가 필요한 반면 대형 코아 광도파로 VOA는 섭씨 70도 정도의 온도 변화 만으로도 20 dB 이상의 감쇠를 얻을 수 있었다. 대형코아 광도파로가 가지는 장점인 높은 정렬오차 허용범위와 더불어 낮은 구동전압으로 동작하는 장점을 함께 가지는 가변 광감쇠기 설계를 완성하였다.

• 한국광학회지
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• 제16권6호
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• pp.494-499
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• 2005

코어가 확산된 단일모드 광섬유와 외부 물질 사이의 분산 특성의 차이를 이용하여 차단 특성이 우수한 단파장 통과 필터(short-pass filter)를 구현하였다. 두 물질의 결합 방법으로 측면 연마 기법을 도입하였다. 실험 결과 소자의 대역경계 파장(band edge wavelength)은 코어의 확산 정도로 조절이 가능하였다. 일반 통신용 단일 모드 대신에 열확산 코어 확산 광섬유를 도입함으로써 더 예리한 파장응답을 얻을 수 있었다. 열광학 효과를 이용하여 경계 파장을 400nm 이상 가변 할 수 있음을 관측하였다.

• 한국광학회지
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• 제18권1호
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• pp.79-83
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• 2007

본 논문에서는 서로 다른 FSR (free spectral range)을 갖는 두 개의 가변 (tunable) 폴리머 링 공진기 기반의 $1{\times}2$ 스위치를 이용하여 광학적 방식의 채널 선택이 가능한 재구성형 (reconfigurable) 마이크로웨이브 (microwave: MW) 필터를 제안하고 구현하였다. 각 링 공진기는 두 개의 링이 연결되어 있으며 한 개의 링 위에 전극이 형성되어 있으며, 이 전극에 전압을 인가함으로써 열광학효과를 통해 On/Off 스위치로서 동작된다. 입력 MW 신호에 의해서 변조된 광신호를 이 스위치를 통해 특정 포트로 라우팅(routing)하고 광검출기를 통해 복원함으로써 두 개의 채널이 선택되는 MW 대역통과 필터 특성을 얻었다. 중심주파수가 10 GHz인 채널 I 이 선택된 경우, 소멸비는 ${\sim}30dB$, 대역폭은 1 GHz, Q값은 10, 최대 소비전력은 4.1 mW였다. 그리고 중심주파수가 20 GHz인 채널II가 선택된 경우에는 소멸비는 ${\sim}30dB$, 대역폭은 2 GHz, Q값은 10, 최대 소비전력은 8 mW였으며, 각 채널 간의 격리도는 24 dB 이상이었다.

• Current Optics and Photonics
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• 제8권2호
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• pp.162-169
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• 2024

This study investigates the temperature sensitivities of fiber Bragg grating (FBG) across a broad temperature spectrum ranging from -196 ℃ to 900 ℃. We developed the FBG temperature measurement system using a high-temperature tubular furnace and liquid nitrogen to supply consistent high and low temperatures, respectively. Our research showed that the FBG temperature sensitivity changed from 1.55 to 10.61 pm/℃ in the range from -196 ℃ to 25 ℃ when the FBG was packaged with a quartz capillary. In the 25-900 ℃ range, the sensitivity varied from 11.26 to 16.62 pm/℃. Contrary to traditional knowledge, the FBG temperature sensitivity was not constant. This inconsistency primarily stems from the nonlinear shifts in the thermo-optic coefficient and thermal expansion coefficient across this temperature spectrum. The theoretically predicted and experimentally determined temperature sensitivities of FBGs encased in quartz capillary were remarkably consistent. The greatest discrepancy, observed at 25 ℃, was approximately 1.3 pm/℃. Furthermore, it was observed that at 900 ℃, the FBG was rapidly thermally erased, exhibiting variable reflected intensity over time. This study focuses on the advancement of precise temperature measurement techniques in environments that experience wide temperature fluctuations, and has considerable potential application value.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제41권2호
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• pp.108-115
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• 2016

Purpose: Radio frequency (RF) heating is a promising thawing method, but it frequently causes undesirable problems such as non-uniform heating. This can occur because of the food shape, component distribution, and initial temperature differences between food parts. In this study, RF heating was applied to the thawing of cylindrically shaped pork sirloin by changing the shape of electrodes and the surrounding temperature. Methods: Curved electrodes were utilized to increase the thawing uniformity of cylindrically shaped frozen meat. Pork sirloin in the shape of a half-circle column was frozen in a deep freezer at $-70^{\circ}C$ and then thawed by RF heating with flat and curved electrodes. In order to prevent fast defrosting of the food surface by heat transfer from air to the food, the temperature of the thawing chamber was varied by -5, -10, and $-20^{\circ}C$. The temperature values of the frozen pork sirloin during RF thawing were measured using fiber-optic thermo sensors. Results: After multiple applications of curved electrodes resembling the food shape, and a cooled chamber at $-20^{\circ}C$ the half-cylindrically shaped meat was thawed without surface burning, and the temperature values of each point were similarly increased. However, with the parallel electrode, the frozen meat was partially burned by RF heating and the temperature values of center were overheated. The uniform heating rate and heat transfer prevention from air to the food were crucial factors for RF thawing. In this study, these crucial factors were accomplished by using a curved electrode and lowering the chamber temperature. Conclusions: The curved shape of the electrode and the equipotential surface calculated from the modeling of the parallel capacitor showed the effect of uniform heating of cylindrically shaped frozen food. Moreover, the low chamber temperature was effective on the prevention of the surface burning during RF thawing.