• ETRI Journal
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• 제33권2호
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• pp.275-278
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• 2011

This letter presents a polymer $1{\times}2$ thermo-optic totalinternal-reflection digital optical switch (TIR-DOS) with an index contrast of 1.5%-${\delta}$ operating at low power consumption. The structure of our $1{\times}2$ TIR-DOS was created by adding a reflection port to that of a conventional multimode filtering variable optical attenuator. To improve the total-internalr-eflection efficiency, a heater offset was applied to the crossing region of multimode waveguides of the TIR-DOS. The fabricated $1{\times}2$ TIR-DOS shows a low electrical power consumption of 18 mW for an on-off ratio of 35 dB.

• 한국광학회지
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• 제20권6호
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• pp.334-338
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• 2009

최근 디스플레이 기기의 수요가 증대되면서 대면적 노광에 대한 요구가 증대되고 있는데, 내부전반사(total internal reflection: TIR)홀로그래픽 리소그라피는 대면적 노광을 위한 효과적인 방법으로 연구가 진행되고 있다. TIR 홀로그래피에서는 일반적으로 레이저를 이용하여 영상을 기록하고 재생한다. 그러나 자외선 램프와 같은 비가간섭광을 이용하여 재생한다면, 가간섭성에 의해 나타나는 영상잡음을 줄일 수 있고, 대면적 노광에도 보다 용이할 것이다. TIR 홀로그램의 재생을 위하여 자외선 램프를 이용할 때, 램프의 유한한 선폭과 확산각이 재생 영상에 미치는 영향을 분석하고, 재생패턴에 나타나는 선폭 확대 결과를 실험을 통하여 검증하였다. ${\mu}m$ 규모의 선폭을 갖는 대면적 패턴을 TIR 홀로그램으로부터 얻기 위한 재생 광원으로, 가간섭성 광원인 레이저 대신 저잡음성과 경제성을 갖춘 일반적인 자외선 램프의 사용이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국광학회지
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• 제28권5호
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• pp.229-235
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• 2017

U형 구조의 SGDBR (Sampled Grating Distributed Bragg Reflector) 레이저 다이오드를 설계하고, 시간 영역 시뮬레이션 방법으로 해석하였다. U형 구조의 SGDBR 레이저 다이오드는 SGDBR, 능동, 수동, TIR (Total Internal Reflection) 거울 영역들로 이루어져 있어서, 각 영역들 간의 결합 손실의 영향을 면밀히 고려하여야 한다. 설계된 U형 SGDBR 레이저 다이오드의 파장 가변범위는 1525 nm에서부터 1570 nm로서 시뮬레이션을 통하여 확인하였다. 설계 튜닝 범위에서 완전한 레이저 다이오드 특성을 얻기 위해서는, 미러 영역에서의 손실은 약 2 dB 이하이고, 능동 및 수동 영역 간 butt 결합에서의 매질 간 굴절률 차이는 0.1 이하를 유지하도록 도파 구조가 설계되어야 한다.

• 접착 및 계면
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• 제14권2호
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• pp.57-67
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• 2013

FTIR (Frustrated Total Internal Reflection) 터치스크린에서 아크릴 내의 전반사(TIR) 현상이 깨지는 원인을 조사하였다. 먼저 3층 박막(매질1 ($n_1$)-매질2 ($n_2$)-매질3 ($n_3$), $n_1=n_3{\neq}n_2$에서 굴절율의 상대적인 크기에 따라 매질1에서 FTIR 또는 매질1로부터 매질3으로 일반투과(Ordinary Transmission : OT) 현상이 나타남을 확인하고, 이들(FTIR과 OT)의 투과율 이론값은 인접한 두 반사광(또는 투과광)들의 위상차의 실수화 또는 허수화 과정을 통해 서로 전환됨을 이론적으로 유도하였다. 이와 병행하여 터치스크린에 손가락과 같은 외부 접촉에 의해 아크릴판(acrylate) 내에 형성된 전반사 조건이 깨지는 현상을 분석하였다. 이러한 분석과 실험을 토대로, 접촉 인식을 좋게 하기 위한 투명하고 굴절율이 아크릴과 유사한 젖음성 매체(wettable medium)를 적용한 FTIR 터치스크린 구조를 제안하였다.

• 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.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제17권1호
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• pp.81-85
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• 2013

A miniaturized fluorescence detection system based on total internal reflection (TIR) configuration, which is applicable to detecting the presence of biological materials labeled with fluorescence dye in micro total analysis systems (${\mu}TAS$), is proposed. In conventional fluorescence testing and analysis devices, interference between the excitation light beam and the emitted light from dyes is unavoidable. This paper presents a fluorescence detection system based on TIR configuration that allows the excitation light beam and the emitted light to be spatially perpendicular to each other so as to minimize the interference where fluorescence emission is detected at the orthogonal angle to the excitation beam. We achieved the limit of detection of about 5 nmol/L with a high linearity of 0.994 over a wide range of 6-FAM mol concentration, being comparable to that in earlier studies.

• 한국광학회지
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• 제31권6호
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• pp.321-327
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• 2020

기판 위에 코팅된 박막의 빛 반사 특성에 대해 연구하였다. 입사 매질로 굴절률이 큰 프리즘을 사용하여 박막/기판 계의 내부 전반사 현상과 공기/박막/기판 계가 이루는 도파로로 빛이 결합되어 들어가는 현상을 종합적으로 비교, 연구하였다. 박막의 굴절률이 기판의 굴절률보다 큰 경우에는 빛의 입사각을 증가시켜 나가면 먼저 기판에 의한 전반사가 일어나고, 그 이후 도파로 모드를 맞추는 좁은 각 영역에서 반사율이 떨어지는 현상을 볼 수 있으며, 이것을 이용하여 박막의 굴절률과 두께를 정확히 측정할 수 있다. 반면에 박막의 굴절률이 기판의 굴절률보다 작은 경우에는 도파로 모드가 존재하지 않는다. 이 경우 덩어리 매질에서처럼 뚜렷하지는 않지만 박막에 의한 전반사가 간섭무늬를 동반하여 나타난다. 본 연구에서는 프리즘/박막/기판 구조에서 일어나는 반사 현상을 전반적으로 관측하고 분석하여, 두 경우 모두 박막의 굴절률을 측정할 수 있는 가능성을 조사하였다.

• 접착 및 계면
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• 제13권2호
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• pp.73-84
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• 2012

공기-유리 사이의 계면에서 광학적 정보가 전달되는 메카니즘을 알아보기 위하여, 유리컵을 잡은 손가락 지문(골과 능선)의 선명도에 미치는 불완전 전반사(Frustrated Total Internal Reflection: FTIR)와 수분 효과를 이론과 실험을 통해 조사하였다. 물이 든 컵을 잡은 손가락의 경우, 지문이 아주 선명하였는데 이는 컵 바닥으로부터 출발한 빛이 유리벽에서 전반사(Total Internal Reflection: TIR)된 빛과 지문 능선에서 반사된 빛의 세기가 서로 달라서 나타남을 기하광학, Fresnel 이론, TIR 및 FTIR 현상을 이용하여 밝혀내었다. 또한 공기-유리 경계면에서 지문의 선명도에 미치는 FTIR과 수분 효과를 실험적으로 관측한 결과, 지문이 선명하게 보이는 현상은 FTIR 현상보다는 수분의 효과가 훨씬 더 지배적이라는 사실을 처음으로 규명하였다.

• KIEAE Journal
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• 제2권2호
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• pp.33-38
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• 2002

There are a number of practical uses for devices which are capable of piping large amounts of light: illumination of areas where there would be maintenance, safety, or security problems with electronic light sources; piping sunlight into indoor areas for illumination; and the conversion of high luminous efficacy, good color quality, high intensity discharge lamps into more acceptable linear of area sources of light. Prism light guides are hollow structures which pipe light by means of total internal reflectin(TIR). These devices are unique in their ability to combine the efficiency of TIR with the relatively low cost of hollow structure. An important application stems from their ability to transform a point source of light such as an incandescent or discharge lamp into a linear or area source of light or illumination. We report the development of an economical, flexible prismatic film for fabricating the light guide wall. This guide geometries and films are currently under development.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제29권11호
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• pp.1-5
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• 2015

In this paper, we propose the optical system design for a medium sized LED marine lanterns which simplifies the multi-layer structure into a single structure. In order to satisfy the target fixed intensity(35,000cd) and vertical divergence($-2.5^{\circ}{\sim}-4.0^{\circ}$, $+2.5^{\circ}{\sim}+4.0^{\circ}$), we use the total internal reflection collimator lens. And a Monte Carlo simulation has been utilized to optimize a condition of a LED package, TIR lens and outside lens. The computer simulation results indicated that this LED marine lanterns can produce of a fixed intensity(35,382cd) and vertical divergence($-3.1^{\circ}{\sim}+2.5^{\circ}$). Using the this optical system, we achieve the target value of LED lanterns.