The interaction of light with periodic patterns generates beautiful color patterns and interesting applications. The basic equation for understanding this phenomena is the grating equation. It tells us the angles, relative to a perpendicular to a grating with a specific period, into which light of a specific wavelength will be diffracted. But what it does not tell us is how much light will be directed into the various "orders" of the grating. It was found that by controlling the shape of the diamond point used to cut the periodic structure into the substrate, a traditional grating could be made to direct most of the light diffracted from it into a single order. This type of grating is referred to as a "blazed" grating. (omitted); grating. (omitted)

오늘날 현대사회의 산업화 과정에서 발생되는 여러 문제 중에서도 가장 시급하고 절실하게 해결하여야 할 문제중의 하나는 극심한 오염 문제이다. 그 중에서도 대기오염은 자동차의 급격한 증가와 겨울철 난방연료의 사용으로 머지않아 우리나라 환경정책의 가장 큰 숙제로 떠오를 전망이다. 즉, 수질오염은 개인차원에서 어느 정도 자구책을 마련할 여지가 있지만 대기오염은 개인의 의지로 개선이 불가하고 불특정다수에게 광범위하게 영향을 미치기 때문에 그 폐해가 더욱 심각하다. 각종 오염원으로부터 배출되는 불소화합물, 질소산화물, 황화물, 오존, 메탄가스, 이산화탄소 등 다양한 종류의 대기오염 물질들은 광화학 스모그, 지구온난화, 자연림감소, 오존홀, 산성비 등의 원인을 제공하며, 인체 및 자연 생태계에 예측하기 어려운 부작용들을 야기시키고 있다. (중략)

Microwave Photonics (MWP) 란 광신호와 GHz 이상의 고주파수 전기신호 간의 상호작용을 이해하고 이를 응용하는 연구 분야이다. 최근 무선통신과 광통신의 접속, antenna remoting, phased-array antenna 등의 응-용 분야에서 MWP 기술에 대한 관심이 날로 증가하고 있다. 본 논문에서는 MWP 기술을 4개의 세부분야로 분류하여 각 세부분야에 대한 간단한 소개를 하고자 한다. (중략)

최근 광통신 분야의 발전을 바탕으로 경제적이고 간편한 밀리미터파의 발생, 변조 및 검파를 위한 밀리미터파-Photonics 기술연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 밀리미터파-Photonics 시스템을 구현하기 위해서 필요한 중심 부품중에 하나가 고출력, 광대역 광 검출기이다. 이러한 요구조건을 만족시키는 광 검출기로서 VMDP(Velocity Matched Distributed Photodetector)는 기존의 광 검출기 구조에 비해 월등한 성능을 나타내고 있다. 기존에 AlGaAs/GaAs를 이용해서 0.86$mu extrm{m}$에서 작동하는 VMDP가 제시되었으나 이 형태는 현 광통신 시스템에 적용하기에는 부적당한 파장대역이다. 이에 본 연구에서는 InGaAsP/InP를 기반으로 1.55$\mu\textrm{m}$에서 작동하는 VMDP를 설계하고자 한다. (중략)

광통신을 이용한 근거리 전송과 장거리 전송에서 1.3 및 1.55 $mu extrm{m}$ 파장 영역의 빛이 사용되고 있다. 향후, 각 가정마다 광선로를 연결하는 Fiber-to-the-home (FTTH)의 개념과 광CATV가 발전함에 따라 1.3 및 1.55 $\mu\textrm{m}$ 빛을 검출하는 소자와 송신하는 소자가 필요하게 된다. 본 논문에서는 이러한 다중파장을 검출할 수 있는 집적소자를 제작 및 측정하였다. 본 논문에서 사용된 epitaxial layer의 구조는 N-InP 기판 위에 1 $\mu\textrm{m}$의 n-InP buffer층, 5층의InGaAs/InGaAsP 다중양자우물과 0.2 $\mu\textrm{m}$ InGaAsP separate confinement heterostructure (SCH) 층, 0.5$\mu\textrm{m}$ InP clad층과 0.1 $\mu\textrm{m}$ InGaAs cap 층으로 구성되어있다. 모든 epi 층은 InP 기판에 격자 정합이 되어있다. 다중양자우물구조는 84 $\AA$의 InGaAs 우물층과 100 $\AA$의 InGaAsP 장벽층으로 구성되며, 상온에서 0.787 eV (1.575 $\mu\textrm{m}$)의 bandgap energy를 갖도록 설계하였다. (중략)

진행파형 광 검출기는 전기적으로 분포된(distributed) 구조이므로, 그 대역폭은 RC 시정수에 의해 제한되기보다는 광 흡수계수와 광과 마이크로파 사이의 진행속도 차에 의해 제한된다$^{(1)(2)}$ . 진행파형 광검출기에서 광과 마이크로파 사이의 속도 부정합이 대역폭에 미치는 영향은 속도 부정합 임펄스 반응(velocity-mismatch impulse response)의 제시를 통해 이미 분석되었다$^{(1)(2)}$ . 그러나, 대역폭에 제한에 큰 영향을 미칠 것이 예상되는 진성 흡수 영역에서의 전송자 표류 시간은 아직 구체적으로 고려되지 않았다. 본 논문에서는 진성 흡수영역에서의 전송자 표류 시간을 고려하였다. 그 전이 시간(transit time)을 고려하기 위해 속도 부정합 임펄스 반응을 수정하여 제시하였다. 새로히 제시된 임펄스 반응은 광 도파로 해석과 진성 영역 분할에 의해 모델화 되었으며, 이 임펄스 반응을 통해 전이 시간과 속도 부정합이 대역폭에 미치는 영향을 살펴보았다. (중략)

We study the microwave characteristics of traveling-wave photodetector using the finite-difference time-domain method. We present two parameters for design, the width of PIN region and the thickness of i-layer, and analyze TWPD's property in frequency domain.

무선광통신기술은 케이블의 신설 또는 재 설치가 어려운 구간이나 보안성이 요구되는 무선전송 구간에 많이 사용된다. 또한 기존의 무선주파수와 상호간섭이 적으며, 구현이 간편하여 실내의 짧은 광 전송구간과 빌딩간의 고속광전송에 그 이용이 점점 증가하고 있다$^{(1-5)}$ . LOS(Line of sight)방식의 광연결에서는 광원으로부터의 출력빔의 방향과 광검출기의 위치가 잘 정렬되어야 한다. 광원으로부터 광검출기 사이의 신호전송매체가 자유공간이므로 외부의 기계적 진동에 의하여 광원의 위치가 미소하게 변경되는 경우, 출력광의 진행방향이 광검출기의 위치에 일치하지 않아 수신부에서 검출되는 신호는 매우 약해질 수 있다. 본 논문에서는 이러한 경우에 효과적으로 사용할 수 있는 자동정렬형 광검출구조를 개발하였다. 자동정렬형 광검출기의 구조도는 그림[1]과 같다. (중략)

Recently, coherent control of exciton populations has been demonstrated through terahertz, reflection, and four-wave-mixing experiments. However, the most direct probe of exciton population control is the absorption, which has been lacking in previous studies. In this report, we probe the time evolution of exciton population directly through a transmission experiment. In particular, using upconversion technique with both narrow (spectrally broad) and long (spectrally narrow) pulses, we can obtain both the temporal and the spectral information. The main thrust of our report is that when phase controlled, the second pulse can be either greatly enhanced or completely destroyed by gaining energy from exciton (thus destroying the exciton population) or giving all of its energy to the system (thus greatly increasing the exciton population), respectively. (omitted)

헤르츠가 최초로 무선통신의 가능성을 보인 이후 인류는 수 킬로헤르츠 (kHz)의 주파수를 이용하기 시작하여 메가헤르츠 (MHz) 대역에서 라디오, 텔레비젼, 음성 통신 등의 엄청난 기술적 발전으로 문명에 기여해 왔다. 이 MHz 대역이 포화하기 시작하자 더 높은 주파수의 기술을 연구하여 개인 휴대통신, 위성통신 등에 기가헤르츠 (GHz) 대역을 활용하였다. 반면에 빛이라 불리는 매우 높은 주파수의 전자기파는 뢴트겐이 X-ray를 투시 촬영기에 이용한 이래 광통신 등이 발명되어 가시광선에서 적외선까지 더 낮은 주파수 쪽으로 발전·활용되어 왔다. 이러한 광파와 마이크로 전자기파 사이의 테라헤르츠 (THz)주파수 대역 (또는 원적외선 영역 혹은 T-ray라 불림)은 많은 잠재적인 응용분야에도 불구하고 용이한 신호원의 부재로 기초적인 연구도 미비한 상태이다 (그림1 참조). (중략)

강한 레이저 펄스에 의해 만들어진 플라즈마를 사용하여 연엑스선(soft X-ray, 10-300 $\AA$) 광원을 얻으려는 노력은 주로 고체나 기체 표적에 대한 것이었다. 최근에 이르러 기체의 단열 팽창에서 생기는 원자 송이(atomic cluster)를 표적으로 하는 연구 결과들이 발표되었다. $^{(1).(2)}$ 원자 송이는 국소적으로는 고체에 가까운 밀도를 가지고 있어서 효율적으로 레이저 에너지를 흡수하는 반면, 전체적으로는 기체 상태에 있기 때문에 파편이 적고, 기체의 압력과 온도를 변화시킴으로써 송이의 크기를 조절할 수 있다. (중략)

After the invention of the femtosecond pulse lasers, generating and detecting the coherent optical phonons in various materials became possible. In bulk GaAs, which is a polar material, the coherent LO phonons are known to be generated by the ultrafast screening of the surface space-charge fields. However, little is known about the generation mechanisms of coherent phonons in GaAs quantum structures. (omitted)

층 성장 방향으로 정전기장을 걸어준 GaAs/AlGaAs 초격자 반도체에서, 두 개의 100 fs 광학 펄스에 의해 생성된 four-wave-mixing(FWM) 신호의 dephasing 현상을 반도체 블록 방정식을 사용해서 분석하고자 한다. 이 FWM 신호의 이완은 전하-전하와 전하-포논 충돌과 같은 phase-breaking 충돌 과정들에 의해서 야기되는 비선형적인 광분극의 dephasing에 의해서 결정되어 진다.$^{(1)}$ 이 비선형적인 광분극은 펄스들에 의해서 동시에 여기되어 나타나는 자유전하 분극과 엑시톤 분극으로 구성되는데, 이 두 분극의 이완시간 특성은 서로 다른 거동을 보인다.$^{(2,3)}$ GaAs/AlGaAs 초격자 반도체에서 이 자유 전하 분극의 dephasing이 엑시톤 분극의 dephasing 보다 훨씬 빠르게 일어나고, 엑시톤이 자유 전하의 특성을 갖게 될수록, 즉 온도가 높을수록 또 엑시톤이 3차원의 특성을 가질수록 이 dephasing은 빠르게 일어난다.$^{(4)}$ (중략)

최근, 통신, PC등의 보급과 함께, 메모리기기의 발전이 급속히 이루어 지고있다. 이 중에서 광기억장치는 기록 및 재생용량을 증가시키는 기술이 활발히 연구되어 왔다. 본고에서는 대용량기기의 대표적인 DVD(Digital Versatile Disc)에 있어서, 핵심광학기술로 각광을 받고있는 CD호환을 위한 환형(annular type) lens의 특성을 고찰하였다. 그리고, 반도체 메모리, Hard disk등도 고밀도연구가 지속적으로 연구되고있으며, 이에 대응되는 광기억장치의 기술로서 근접장 광학이 최근 활발히 연구되고있다. 근접장에 의한 고개구수를 달성하기 위한 효율적인 대물렌즈로서 종래의 굴절렌즈만이 아닌 반사광학계도 사용한 굴절-반사광학계 (Cata-dioptric Optics)를 응용한 Solid Immersion Mirror (SIM)에 관한 특성을 살펴보았다. (중략)

400DPI LED array was fabricated by using reactive ion etching(RIE) method. Material of fabricated LED array was used the GaP for green light emitting and had a homojunction structure. Each cells of emitting area in the LED array were defined with RIE etching for electrical isolation between cells. Electrodes were formed on each cells to emit independently. Ohmic contact resistivity was approximate 1.2$\times$10$^{5}$ $\Omega$/$\textrm{cm}^2$ and 1.26$\times$10$^{5}$ $\Omega$/$\textrm{cm}^2$ using isothermal annealing at 38$0^{\circ}C$ and 43$0^{\circ}C$. Emitting intensity of each etmitting cell was 1.65 cd/$m^2$.

최근 디지털 정보 처리 기술의 획기적인 발전과 함께 저가의 반도체 레이저의 개발로 말미암아 광기록 장치(optical pickup device) 및 고속 광통신(optical fiber communication)분야에 응용을 위한 레이저 광학 시스템에 대한 연구가 활발하다. 광신호의 커플링(coupling) 및 스위칭(switching)을 기반으로 하는 이러한 광학 시스템은 일반적으로 광신호의 변조를 위한 광학 요소와 광학 요소의 공간적 제어를 위한 정밀 구동기로 구성되는데, 기존의 상용 시스템의 경우에는 독립적으로 기 제작된 광학 요소와 정밀 구동기를 사후에 조립하는 방법으로 소기의 목적을 달성하였다. 이와 같은 경우 제작에 많은 노력과 비용이 요구되며, 성능의 획기적인 향상을 기대하기 어려우므로 최근에는 Optical MEMS 혹은 MOEMS(Micro-Opto-Electro-Mechanical System)로 대변되는 마이크로머시닝기술(micromachining technology)을 이용한 초정밀 광학계의 제작 기술을 통하여 기존 시스템의 한계를 극복하고자 하는 노력이 다각도로 모색되고 있다. (중략)

In optical pick-up systems, it's important of the efficiency of lens. We had simulated and estimated the efficiency of micro fresnel lenses which designed according to various focal lengths and wave lengths. Also we had simulated and estimated the micro fresnel lenses with a step-shape which number of steps are 2, 4 and 7. Through studies on between step_shape and design factor, we have obtained a proper number of step-shape fresnel lens for manufacturing that.

최근 Micro-Opto-Electro-Mechanical(MOEMS)기술의 발달과 더불어 적응 광학(Adaptive optics)분야나 패턴 인식 분야에 적용 가능한 공간 빛 변조기의 개발이 이루어지고 있다. 적응 광학용 공간 빛 변조기는 대기의 turbulence에 의하여 왜곡된 빛의 위상을 파면 센서(wave sensor)와 실시간 제어기를 통해 보정하는 역할을 한다. 적응 광학 분야에서 상업적으로 사용되던 기존의 공간 빛 변조기는 전왜소자 배열(piezoelectric actuator array)에 의하여 지지되는 평면 거울을 사용하여 크기가 크고 전력 소비도 심하며 무엇보다도 가격이 비싸다는 단점이 있었다$^{(1)}$ . 그러나 MOEMS 기술의 적용으로 인해 공간 빛 변조기의 크기 및 무게 그리고 소비 전력이 줄어들었으며 반도체 공정을 통한 대량 생산으로 저가로 생산할 수 있게 되었다. (중략)

마치 살아있는 것처럼 움직이는 영상을 보고자 하는 인류의 욕구가 19세기에 다양한 광학 기구들을 낳게 했는데, 이 중의 하나가 영화이다. 이러한 필름을 기초로 한 투사기술은 그러한 인간의 욕구를 작게나마 해소시켰지만, 수평선 저 너머에서 일어나는 일을 동시에 눈으로 보고 싶어하는 꿈을 실현시켜 주진 못했다. 하지만 이러한 생방송을 할 수 없는 필름기술의 한계는 CRT라고 하는 전자 투사 디스플레이(electronic projection display)의 도움으로 극복되었다. (중략)

광 매개 발진기(Optical Parametric Oscillators)는 그림 1 에서 보는 것처럼 다른 어떤 파장 가변 레이저보다도 넓은 범위(0.3-3$mu extrm{m}$)에서 연속적으로 파장 변환이 가능하고 높은 변환 효율과 양질의 광선 특성을 얻을 수 있기 때문에 가간섭성을 지닌 고체 광원으로 널리 쓰이고 있고, 현재 연구가 활발히 진행되고 있다. (중략)

레이저 시스템에서의 혼돈에 관한 연구는 Q-스위칭 레이저$^{(1)}$ , 모드록킹 레이저$^{(2)}$ 그리고 Nd:YAG 레이저의 제2차 고조파에서$^{(3)}$ 실험적으로 수행되었다. 또한 이러한 실험적인 결과들을 레이저 비율 방정식을 사용하여 이론적으로 분석하고자 하는 방법들이 보고되었다.$^{(4-6)}$ 그러나 이러한 노력에도 불구하고 여전히 비율 방정식만으로는 만족스럽게 설명하지 못하는 레이저 혼돈 현상들이 많이 존재한다. 레이저시스템에서 알려지지 않은 현상들 중 하나가 발진 문턱 근처에서의 행동이다. 레이저 시스템은 양자 잡음, 펌핑 잡음 등에 의한 잡음 현상들을 나타내는데, 이것들은 때때로 특히 발진 문턱에서의 레이저 동작에 중요한 역할을 한다. 그러한 경우 잡음에 관한 정확한 정보를 가지고 있지 않는 한 비율 방정식만으로 혼돈 현상들을 설명하기란 매우 어려운 일이다. 발진 문턱 근처에서의 레이저 출력에 관한 혼돈 현상은 최근에 수행된 연속 발진 Nd:YAG 레이저와$^{(7)}$ Q-스위칭 Nd:YAG 레이저를$^{(8)}$ 제외하면 보고된 것이 거의 없다. 본 논문에서는 작은 주기적인 변조가 가해진 다이오드 레이저로 들띄운 Nd:YAG 레이저의 내부 발생형 제2차 고조파의 출력이 나타내는 혼돈 현상이 바로 on-off 간헐성임을 보여주는 실험결과를 보고하고자 한다. (중략)

GHz 급의 아주 높은 반복율을 가지면서, 피코초 단위의 펄스 열을 발진시키는 레이저를 만들기 위해 능동형 모드록킹 방법을 이용하였다. 이 방법은 공진기안에 광 변조기를 삽입하고, RF 신호를 가하여 시간적으로 공진기내에서의 손실을 변화시키는 방법이다.$^{(1)}$ 공진기 길이를 충분히 길게 하면서도 고 반복율을 가지는 레이저를 만들기 위해 조화 모드록킹 방법을 사용했는데, 이는 레이저 펄스의 반복율을 공진기 길이에 의한 기본 반복율의 정수배가 되도록 하는 방법이다.$^{(2),(3)}$ 3차 조화 모드록킹 방법을 이용한 Nd:YLF 레이저 시스템을 그림 1에서 나타내었다. (중략)

고출력, 고효율, 그리고 고품질의 빔특성을 갖는 DPSSL을 개발하기 위해서는 출력빔을 저하시키는 원인인 비균일한 여기빔 분포에 의한 레이저 결정내의 열렌즈, stress 복굴절 등의 효과를 최소화하여야 한다. 지금까지 열효과를 줄여, 고출력이나 TE $M_{00}$ 모드의 레이저 빔을 얻기위한 방법으로 zigzag 슬랩 디자인$^{1)}$ , VPS 여기 시스템$^{2)}$ , Cusp 형 반사체$^{(3)}$ , 광섬유 결합$^{(4)}$ 등의 방법이 연구되어 왔다. 본 연구에서는 고출력, 고효율, 그리고 고품질의 레이저 빔특성을 동시에 만족하는 레이저를 개발할 목적으로 산란된 여기빔을 이용하는 여기구조를 고안하고 열효과가 감소된 Nd:YAG 레이저 시스템을 최적설계하였다. (중략)략)

한국원자력연구소에서는 가속기의 직경이 70 cm이고, 마그네트론 고주파 발생장치를 사용하는 소형 마이크로트론을 이용한 원적외선 자유전자레이저를 개발하였다$^{(1)}$ . 발진 파장은 100 - 200 $mu extrm{m}$ 영역이며, 첨두 출력은 약 1 - 10 kW이다. 본 연구에서는 개발된 원적외선 자유전자레이저의 시스템 개요와 출력 특성에 관하여 살펴보았다. 최근, 반도체와 물성의 분광학연구, 생명공학연구, 광화학 반응연구, 환경감시 기술개발, 인체영상, 군사용 감시기술 개발 등의 분야에서 새로운 연구와 첨단기술개발에 필요한 원적외선 광원의 요구가 점차 높아지고 있다. 이러한 요구에 부응하기 위하여 원적외선 영역의 다양한 광원 개발이 이루어지고 있으며, 특히, 테라헤르쯔 반도체 소자를 개발하기 위한 노력이 국내외에서 활발히 이루어지고 있다. 그러나, 아직까지는 이러한 광원의 출력이 mW 이하이고, 분광특성이 나빠서 실제응용에 많은 제한이 있다. (중략)

가속된 전자빔을 금속회절격자의 위로 통과시킬 때 결맞은 복사광(coherent radiation)이 발생하는데 이를 Smith- Purcell 효과라고 한다. 이때 발생하는 전자기파의 파장은 회절격자의 주기, 전자빔의 속도 및 복사광의 방출각도에 관계된다$^{(1)}$ . 그리고 방출된 복사광의 출력세기는 전자빔의 군집을 고려하지 않는 경우, 회절이론(diffraction theory)에 의해 얻을 수 있는데, 그 세기는 입사시킨 전자빔의 전류세기에 선형적으로 비례한다$^{(2)}$ . (중략)

광굴절 단결정을 이용한 홀로그램 저장은 일반적으로 Fe 흑은 Ce 과 같이 한 가지 종류의 이온이 첨가된 재료를 사용해왔다. 그러나 저장된 홀로그램 정보를 재생할때 지워지지 않도록 정착화를 위해 사용된 열이나 전기장 대신 자외선을 이용한 방법이 최근에 시도되고 있다$^{(1)}$ . 이 방법은 모든 것을 광으로 처리할 수 있는 장점이 있으나 2광자 기록방법$^{(2)}$ 과는 달리 두 가지 종류의 이온 첨가물이 필요하므로 전하의 이동이나 트랩과정이 더욱 복잡할 수밖에 없다. 특히 LiNbO$_3$ 재료는 photovoltaic 특성이 매우 강하여 다른 광굴절 재료와 구별된다. congruent Mn,Fe:LiNbO$_3$에 대한 실험 결과[1]와 stoichiometric LiNbO$_3$에서의 작은 polaron과 쌍 polaron에 의한 기록과 재생실험결과$^{(3)}$ 의 발표는 있으나 2중 첨가물의 LiNbO$_3$에 대한 이론적 접근은 아직 알려진 바 없다. 본 연구에서는 Mn,Ce:LiNbO$_3$와 Fe,W:LiNbO$_3$에서의 홀로그램 기록특성을 연구하였고 photovoltaic 효과를 고려한 홀로그램의 형성과 소멸과정에 대한 수치해석을 이용하여 결과의 설명을 시도하였다. (중략)

매질의 성능이 이상적이라 가정하고, 여러 가지 시스템 파라미터로 2진 홀로그램을 저장하는 경우에 있어서, 얻을 수 있는 면적 저장밀도와 다중화 횟수를 산출하고 비교하였다. 이 논문의 결과들은 새로운 디스크형 3차원 홀로그래픽 메모리[1-3]를 연구하거나 매질을 개발함에 있어서 비교 지표로 사용될 수 있다.(중략)

In this paper, DFE with feedforward section(FDFE) is used to mitigate ISI and improve BER generated in the course of storage and retrieval of high-density 2-dimensional data in digital holographic memory system. From the result of experiment, BER performance of DFE with feedforward section is improved about 37% than binary-decision course by direct thresholding.

현재 고속 판독률(fast-readout-rate)과 고밀도(high-capacity) 디지털 데이터 정보저장을 위해 불륨 홀로그래피(volume holography) 기술에 많은 관심이 집중되고 있다. 이러한 특징들은 다중 데이터 페이지(mulitple data page)들을 중첩(superposition)시킴으로서 이루어지며, 각각의 페이지들은 100만 픽셀이상의 정보를 가지고 page/msec의 속도로 병렬 엑세스가 가능하다. 최근 연구논문에서는 10,000 페이지의 충첩 홀로그램,$^{[1]}$ 데이터 추출을 위한 디지털 처리기술의 사용,$^{[2]}$ 광학적인 데이터 접근$^{[3]}$ , 박막 매질을 이용한 높은 면적 밀도(10bits/$mu extrm{m}$$^2$)$^{[4]}$ 등이 구현되었다. 그러나 이들 실험들은 대량의 병렬 데이터 페이지들의 실질적인 광-전 변환(optical-electrical conversion)을 구현하지 못해 고밀도와 빠른 접근 속도를 동시에 만족시키지 못하고 있다. 이러한 원인중에 하나로 출력의 CCD 픽셀 격자위에 입력의 SLM픽셀 격자를 정확하게 결상시키는데 어려움이 있기 때문이다. (중략)

홀로그래픽 데이터 저장 장치(holographic data storage)는 1960년대에 이미 아이디어가 출현하였고, 1990년대에 들어서 SLM(spatial light modulator)과 CCD(charge coupled device) 등 관련 기술의 발달과 함께 향후 늘어날 대용량 저장 장치 시장에 대한 전망 등에 힘입어 주목받기 시작하였다. 홀로그래픽 데이터 저장 장치의 중요한 장점은 대용량의 정보를 고속으로 처리할 수 있고, 특히 페이지 단위로는 병렬 접근이 가능하다는 것인데, 이를 위해서 반드시 해결되어야 할 것이 픽셀 매치(pixel-match)이다. (중략)

광정보 처리 시스템의 기록매질로 많이 연구되고 있는 포토폴리머는 빛의 세기에 따른 굴절률 변화로 정보를 기록하며, 회절효율이 높은 특성을 가지고 있다. 화학처리 없이 건조처리(dry processing)만으로 쉽게 홀로그램을 제작할 수 있으며, 노출이 곧 자체현상(self-developing)이므로 처리가 간편한 장점을 갖고 있다. 최근에는 높은 저장 밀도와 빠른 액세스 시간을 동시에 제공할 수 있는 홀로그래픽 메모리 시스템의 기록매질로 적용하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다. (중략)

Although it is difficult to predict the future engineers, including optical engineers, must do it on a regular basis. After all, what is the generation of a new optical design, but an attempt to predict what will be needed next year\ulcorner But optical engineers do not consult oracles or look into crystal balls, instead they look at past history, new research, and the trends in technology. This talk will use this approach to look at where optics will take us in this new century. (omitted)

The Optical Society of Japan was founded in 1952 as a division of the Japan Society of Applied Physics (JSAP). It has now nearly 2,000 members and is the biggest of 10 divisions of JSAP. The main mission of the society is to excite interactions between optical scientists and engineers and to encourage members to develop new ideas and technologies through meetings and journals. It is also motivated for promoting international collaboration. (omitted)

In this paper a very brief review of historical development of optical science and technology in China is presented. More attention has been pain on Modem Optics, which developed since 1950s. The recent development of optical science and technology in following fields are introduced. 1. Optical engineering and instrumentation (tracking theodolites, high speed cameras, satellite laser ranging systems, satellite flying attitude control, cameras for remote sensing, astronomical optical instrument) 2. Applied optics (adaptive optics, optical metrology, infrared optics, optical processing, optical holography) 3. Laser science and technology (ultrashort pulse lasers, UV-X ray lasers, high power laser facilities and laser fusion, laser isotope separation) 4. Laser and nonlinear materials (rare earth elements doped laser glasses and crystals, tunable laser crystals, borate series and organic nonlinear crystals) 5. Optoelectronic science and technology (Optical communication, optical data storage, optical computing) The current situation and developing prospect of optical and optoelectronic industry in China are presented. Furthermore it points out that the optical industry could be developed vigorously only if products development capacity is enhanced and new products industrialization is heightened. The main research and education institutions in the optics field in China, as well as the Chinese Optical Society (COS) are introduced.

Ge이 도핑된 실리카 광도파로 코어는 GeO$_2$분자의 산소결핍에 의하여 248nm의 파장을 갖는 자외선에 대해서 광감응성을 가지게 된다. 따라서 248nm 파장의 레이저를 간섭시켜 조사할 경우, Ge가 도핑되지 않은 overcladding 부분은 투과하고 간섭 패턴의 에너지 분포에 따라 코어의 굴절률이 주기적으로 변화한다. 이 주기적인 굴절률 변화는 잘 알려진 광학적 브래그 격자(Bragg grating)의 역할을 하게된다. 자외선 레이저를 이용하여 영구적인 굴절률 변화를 코어 내부에 형성시키는 방법으로는 홀로그램법과 위상 마스크를 이용하는 방법, 그리고 단일 슬릿을 이용하는 방법등이 있다[1][2]. (중략)

Optical fiber gratings have been intensively studied for applications in optical fiber communications and sensor systems due to their all-fiber configuration, low insertion loss, low cost, and high flexibility. Especially, cladding mode coupling fiber devices such as long period gratings (LPG) and acousto-optic tunable filters (AOTF) have been developed as a gain equalization filter in erbium doped fiber amplifier (EDFA) for wavelength division multiplexing (WDM) systems$^{(1-2)}$ . (omitted)

WDM(wavelength-division multiplexing) 광통신 네트웍을 이루는 핵심기술중의 하나는 ADF(Add-drop Filter)의 구현에 있다. 광섬유격자와 여러형태의 구조를 이용한 ADF들 중에서도 비대칭 결합기와 광섬유 격자를 이용한 구조는, 간섭계 구조가 아니기 때문에 제작이 용이하고 보다 안정된 특성을 보일 것으로 기대되어 많은 관심을 갖게 하고 있다$^{(1)}$ . 비대칭 결합기 구조의 경우, 두 광도파로의 코어반경이나 굴절율 분포가 서로 다르기 때문에, 일반적으로 광파의 결합이 일어나지 않는다. 그러나 브래그 격자의 반사조건을 만족하는 파장성분의 경우 입력단(input port)에서 드롭단(drop port)으로 반사되어 나오고, 그 외의 파장성분은 출력단(Output port)으로 나오게 되어 드롭 기능을 수행하게 된다. 비슷한 원리로 add port에서 출력단으로의 add 기능도 수행된다. 본 논문에서는 연산자 분리 시영역 모델$^{(2)}$ 을 이용하여 비대칭구조에서의 파장응답 특성을 해석하였다. 또한 최적화를 위한 조건을 알아 보고, 소자 설계에 필요한 파라미터를 정의하여 최적설계에 필요한 파라미터를 구하였다. (중략)

Very narrow transmission peaks are generated by the phase-shifted fiber Bragg grating with phase-shift region. The width of the transmission peaks are about ～0.5nm. The characteristics of multi-wavelength source using the phase-shifted fiber Bragg grating are designed and analyzed. The source with two and three transmission peaks is analyzed (omitted)

재구성이 가능한 광 크로스-커넥트(optical cross connect)는 전광 네트워크를 구성하기 위한 핵심소자 중의 하나이다. 일반적인 구조의 파장분배기는 공간분할 스위치(space division switch)를 두 쌍의 파장 다중화기(multiplexer)와 역다중화기(demultiplexer)의 가운데에 삽입하여 구현된다$^{(1)}$ . 최근에, 광섬유 브래그 격자와 광스위치 쌍을 직렬 연결하여 재구성이 가능한 광 크로스-커넥트가 제안되었다$^{(2)}$ . 그러나, 이 구조는 광신호에 따라 광섬유 브래그 격자에 반사되면서 겪는 광스위치에 의한 삽입손실이 다르다는 문제점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 논문에서는 한 쌍의 파장 다중화기/역다중화기와 파장가변 광섬유 브래그 격자를 이용한 새로운 구조의 광 크로스-커넥트를 제안하고자 한다. 또한, 제안된 구조는 일반적인 구조의 파장분배기에 비해 파장 다중화기/역다중화기의 개수를 반으로 줄일 수 있는 장점이 있다. (중략)

최근 통신 서비스의 증가에 따라 대용량의 전송 용량이 요구되고 있으며, 이에 대한 해결책으로 파장분할다중(WDM) 방식의 광전송에 관한 많은 연구가 수행되었다. EDFA는 1550 nm 근처에서 이득 영역을 가지고 있기 때문에 장거리 광통신 시스템에 주된 광증폭기로 사용되고 있으나 파장에 따른 이득이 서로 다르게 나타나기 때문에, WDM 시스템에 이용하기 위해서는 EDFA의 이득 평탄화가 필요하며, 이에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있다. (중략)

초고속 광통신 시스템 구현에 있어서 핵심기술의 하나인 광섬유의 색분산 제어와 함께 그 정확한 측정을 위한 여러 방법들이 연구되어 왔으나, 기존의 방법들은 실험 장치가 복잡하고 광대역의 광원을 필요하므로 저가의 시스템 구현 및 실제적 응용이 어렵다.$^{(1)}$ 실제 시스템에 장착되어 있는 필드에서 응용 될 수 있기 위해서는 소형이며 온도와 같은 외부 환경에 민감하지 않은 시스템을 필요로 한다. 본 연구에서는 실제필드에서의 광섬유에 대한 정확한 색분산 측정을 위한 시스템 개발을 목적으로 이득스위칭된 다모드레이저 및 고분산광섬유(Highly Dispersive Fiber)를 이용한 색분산 측정시스템을 제안한다. (중략)

현재 세계의 통신업계들은 인터넷, 멀티미디어 서비스 등의 발전에 따라 폭발적인 전송 속도의 증가를 예측하고 있다. 대용량의 정보를 초고속으로 전달하기 위한 방법으로 각광 받고 있는 광통신은 사무실의 네트웍, 가정의 전자용품, 항공기내 정보시스템 구축, 인터넷 화상 통신등에 이용되고 있다. 최근에는 플라스틱 광섬유(POF; plastic optical fiber)에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 기존의 구리 전선이 가지는 단점인 전자기적 간섭과 무거운 중량을 극복한 것이 유리 광섬유이다. 그러나, 이 유리 광섬유는 제작비용이 비싸고 다루기 힘들다는 단점이있다. 이러한 요구속에 개발된 것이 플라스틱 광섬유이다. 플라스틱 광섬유는 다루기 쉬울 뿐아니라 가벼운 장점이있다. (중략)

지금까지 광파장 측정기로는 회절격자를 이용한 스펙트로미터$^{[1]}$ , 간섭계형 측정기$^{[2]}$ , 퓨리어변환 스펙트로미터$^{[3]}$ 등이 개발되어 왔다. 이러한 측정 방법들은 정밀도면에서 안정적이나 시스템의 부피가 크고, 복잡하며, 광학적 정렬의 어려움이 있다. 또한 WDM 파장영역인 1550nm 부근에서 회절격자를 이용한 스펙트로미터는 고가의 광검출기를 사용하여야 한다. 최근에는 기존의 광학적 정렬이나 기계적인 움직임이 없이 측정가능한 방법에 대한 연구가 활발하다. 본 논문에서는 위상지연기로 쓰인 Polarization Mantaining Fiber(PM-fiber)내에서 입사광의 파장에 따라 fast축과 slow축 방향 편광성분의 위상차가 파장의 함수인 것을 이용해 이 위상차에의한 서로 다른 편광성분의 Power의 차이를 측정함으로써 파장을 결정하는 저가의 휴대용 광파장 측정장비의 구현방법을 제시하였다. (중략)

광전송 시스템의 전송용량은 WDM 기술의 비약적 성장에 의해 테라 bps급으로 증대된 데 비해 LAN 또는 MAN 등을 포함한 광 다중 접속 네트워크에 대한 연구는 비교적 덜 성숙한 실정이다. 광 코드분할 다중접속 (CDMA) 네트워크는 비동기 다중 사용자 시스템에의 응용 가능성과 자체적인 보안성의 제공으로 광 다중 접속 네트워크 구성의 유망한 해결책 중 하나로 관심을 모으고 있다. 현재까지 다양한 광 CDMA 네트워크 구성 방안들이 제안되었으며 이들은 크게 시간영역 또는 주파수영역에서의 부/복호 방식, 인코히어런트 또는 코히어런트 광 신호처리 방식으로 분류되어진다$^{(1)}$ . (중략)

광섬유는 수십THz이상의 넓은 대역폭과 0.2-0.4 dB/Km의 적은 전송손실의 우수성을 가지고 있으므로 이를 CDMA시스템에 적용하면 고속, 대용량의 데이터 전송 및 비동기식 전송의 장점이 있으므로 광 LAN이나 광 교환기 등의 광통신 네트워크에 유용하게 사용할 수 있다$^{[1][2]}$ . 그러나 광CDMA시스템은 다수 사용자가 동시에 데이터를 전송할 때 다른 사용자의 데이터 전송으로부터 발생되는 오류정보를 최소화하기 위해 최적의 자기상관 및 상호상관특성을 가져야 자신의 정보데이터를 복원할 수 있다$^{[3]}$ . 따라서 본 논문에서는 광섬유 지연선을 이용한 광 CDMA시스템에서 코드구성을 광 직교 코드로 하였을 경우 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 시스템 해석에 대하여 서술한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 광 직교 코드를 사용한 경우 사용자수가 증가함에 따른 최적의 자기상관 및 상호상관특성을 갖는 코드를 구하고, 임계값 변화에 따른 에러확률을 분석한다. (중략)

WDM전송망은 지금까지 주로 장거리 기간망에 점대점 형태로 적용되어 왔다. 그러나 최근 예측을 훨씬 상회하는 인터넷 수요의 폭발적 증가로 인하여 매트로 네트워크 및 가입자영역에 이르기까지 WDM전송망 구축의 필요성이 대두되고 있다. WDM네트워크 적용영역을 구분하면 아래와 같다. (중략)

광대역폭 erbium 첨가 광섬유(erbium-doped fiber : EDF) 광원은 반도체 광원에 비해서 파장안정성이 우수하여 광섬유 자이로스코프(이하 줄여 자이로라 함)의 광원으로 많이 사용되고 있다.$^{[1,2]}$ 특히 항법용 고급 자이로에서는 광원의 중심파장 안정성이 매우 중요하므로 온도와 같은 외부변화에 관계없이 광원의 중심파장이 일정하게 유지되도록 광원의 최적 설계가 필요하다. 또한 광섬유 광원의 중심파장은 온도변화 뿐만이 아니라 펌프 파장과 펌프 power의 변화에 대해 민감하다. 그러므로 위와 같은 변화가 최소화 될 수 있는 동작조건의 선정이 중요하다. 이 논문에서는 수치 해석을 통해서 EDF의 길이와 펌프 power, 그리고 펌프 파장을 변화에 대해 중심파장의 변화가 최소가 되는 최적동작조건을 도출하였다. (중략)

Incoherent broadband optical sources have been applied in various areas such as a light source for optical device characterization, fiber-optic gyroscopes$^{(1)}$ , and spectrum sliced light source in wavelength division multiplexing (WDM) system$^{(2)}$ . To utilize the inherent low loss in silica optical fibers, various types of incoherent light sources are being developed. Among the light sources, the amplified spontaneous emission (ASE) from a rare earth doped fiber has benefits in temperature stability, high output power, low polarization dependence over semiconductor diodes$^{(3)}$ . Recently erbium doped fibers (EDF) have been intensively researched for ASE sources as well as optical amplifiers$^{(4)}$ . The spectrum of ASE from an EDF, however, is limited in the 1520~1560 nm range in conventional configurations. In this letter we described a new broadband ASE source which included both the conventional ASE band of Er$^{3+}$ ion, 1520nm~1560nm and ASE band from Tm$^{3+}$ ions that extends the bandwidth further. For the first time, to the best knowledge of authors, a fiber ASE source based on the energy transfer between Er$^{3+}$ and Tm$^{3+}$ ions in the range of 1460~1550 nm, has been demonstrated using a single 980nm pump laser diode. (omitted)omitted)

코어 가까이 측면 연마한 광섬유를 이용하여 광 여파기, 편광기, 감쇠기등의 광통신 소자로 응용하고자 하는 연구가 많이 진행되고 있다.$^{[1]}$ 이 소자는 광섬유를 절단하지 않은 상태에서 코어 가까이 측면 연마하여 광학적 기능을 가진 소자를 제작함으로서 공정이 간단하고 삽입손실이 작은 특성을 가지며 기계적 신뢰성이 우수하다. 측면 연마된 광섬유를 이용한 광 증폭의 경우 광섬유의 소산장(evanescent field)과 펌핑광에 의해서 여기되는 활성 물질과의 상호작용에 의해서 광 이득을 얻는다. 소산장 결합에 의한 평면도파로에서의 광 증폭$^{[2]}$ 과 다중 모드 광섬유에서의 펄스 레이저 증폭, 단일 모드 광섬유에서 632.8nm He-Ne 레이저의 연속광원 증폭$^{[3]}$ 은 이미 보고되었다. 본 논문에서는 측면 연마된 다중 모드 광섬유의 연마된 부위에 색소가 첨가된 용액을 떨어뜨림으로서 발생하는 소산장 결합에 의해서 광섬유내를 진행하는 연속적인 He-Ne 레이저 광을 증폭시키는 방법을 제안하고자 한다. (중략)

편광기는 광변조기나 스위치 등과 같이 구동을 위해 하나의 편광성분을 요구하는 소자를 동작시킬 때 필수적으로 요구되는 소자이다. 편광기를 구현하는 기법에 따라 벌크형, 집적광학형 그리고 광섬유형으로 구분할 수 있다. 광섬유형은 광섬유를 절단하지 않고 제작이 가능하여 삽입손실이 작고 높은 기계적 신뢰성을 가진다. 측면 연마된 광섬유(side-polished fiber)위에 복굴절 크리스탈$^{(1)}$ , 액정크리스탈$^{(2)}$ , 금속막$^{(3)}$ , 그리고 복굴절을 가지는 평면도파로$^{(4)}$ 를 결합한 구조가 잘 알려져 있다. 특히 광섬유-평면도파로 결합 구조는 원하는 파장에서 TE혹은 TM 편광성분을 선택적으로 제거할 수 있고 평면도파로 물질선택이 용이한 구조이기 때문에 많은 주목을 받아 왔다. 하지만 지금 까지 알려진 광섬유-평면도파로 결합기를 이용한 편광기는 편광선택 작용이 발생하는 파장범위가 좁아 범용적으로 사용하는데 적합하지 않는 점이 있다. (중략)

최근 광통신 시스템에서는 파장분할다중화(WDM) 방식의 도입으로 인해, 한 개의 레이저 신호를 입사시켜 여러 개의 레이저 신호를 발생시켜 광원으로 사용하는 연구가 활발히 진행되어 왔다. Park et al.[1]은 Erbium Doped Fiber Laser(EDFL)에서 1.1nm 파장간격으로 24라인을 얻었고, Yamashita et al.[2]은 내부 에탈론 구조를 가진 EDFL에서 0.8nm 간격으로 17라인, D.Yu et al.[3]은 반사형 거울과 Circulator를 사용한 Brillouin/Erbium Fiber Laser(BEFL)에서 0.08nm 간격으로 30라인, G.J.Cowle et al.[4]은 Injection-Seed Locking을 이용한 BEFL.에서 0.09nm 간격으로 12라인 그리고 N.S.Kim et al.[5]은 내부 되먹임을 이용한 BEFL에서 0.09nm 간격으로 4라인을 각각 발생시켰다. 여기서 중요한 요소로는 발생된 레이저 신호의 안정성, 각 신호들 간의 파장간격, 레이저 신호의 수 그리고 Peak Intensity 간의 차이 등이 있는데 각 연구방식에 따라 다양한 결과를 보여준다. 본 실험에서는 향상된 되먹임 구조를 가진 BEFL에서 다파장 발생에 관한 연구를 하였다. (중략)

1963년 Pope 등에 의해 anthracene 단결정에서 전기 발광(Electroluminescence, EL)이 처음 발견되었지만 실용성의 문제로 크게 각광을 받지는 못했다. 그후로 진공 증착 방법이 고안되고, 1987년 Tang 등에 의해 8-hydroxyquinoline aluminium(Alq$_3$)이라는 색소를 승화시켜 발광층으로 하는 박막 형태의 소자가 개발되면서 유기물로 만들어진 발광다이오드(LED)에 대한 연구가 활발해 졌다. 또한, 1990년 영국의 케임브리지 대학에서 공액고분자인 poly(p-phenylenevinylene)(PPV)를 이용해서 만든 LED가 개발된 이후, 고분자 LED에 대한 연구가 활발히 진행되어오고 있다. $^{(1)}$ (중략)

현대 사회의 정보서비스 수요 증가는 1990년대 초반 2.5Gbps급 광통신 상용 시스템에서 10 Gbps 광통신 시스템 시험운영 단계를 지나, 21세기의 정보처리 수요를 해결하기 위해 파장다중(WDM; Wavelength Division Multiplexing) 광통신을 이용한 THz급 광통신 시스템 및 이에 관련된 소자의 연구를 필요로 하고 있다. (중략)

1988년 Chandani와 동료 연구원들에 의해 처음으로 반강유전성 액정 MHPOBC$^{(1)}$ 를 발견한 이래로 이 반강유전성을 디스플레이에 적용하기 위한 여러 가지 노력이 진행되고 있다. $^{(2).(3)}$ 또한 최근에는 thresholdless antiferroelectric liquid crystal(TLAF)을 이용하여 TFT-LCD에서 완전한 동화상을 구현하려는 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 이미 Toshiba 연구소에서는 TFT-TLAF-LCD 시제품을 시연한 바도 있다.$^{(4)}$ 하지만 이러한 시제품은 아직 약하게 히스테리시스가 있고, AC 구동시에 contrast 비가 낮은 등 여러 가지 문제점이 있기 때문에 제품을 양산하지 못하고 있다. 이러한 문제점들은 배향제 및 액정의 재료개발과 구동방법 개발을 통해서 해결할 수 있는데, 아직 반강유전성 및 TLAF 액정의 스위칭 특성에 대한 메카니즘이 명확하게 규명되어 있지 않았기 때문에 쉽게 가시적인 성과를 얻지 못하고 있는 실정이다. (중략)

A novel 2$\times$2 switching characteristics are investigated. This switching characteristics are obtained in the multimode interference waveguide structure. For analysis, beam propagation method (BPM) based on mode propagation theory is used. As a result, the extinction ratio of higher than 11.74dB is achieved.

주변의 광원을 이용하는 단일 편광판 반사형 액정 표시장치는 전력 소모의 70%이상을 차지하는 배면조명이 필요 없으므로 가볍고 얇으며, 소비전력이 적고, 큰 반사효율을 얻을 수 있는 장점으로 인해 큰 주목을 받고 있다. 현재 단일 편광판 반사형 액정 표시장치는 reflective TN(RTN)$^{(1)}$ 과 mixed-mode TN(MTN)$^{(2)}$ 과 같은 TN액정 모드를 기본적으로 사용하고 있다. 하지만 TN액정 모드를 사용한 반사형 액정 표시장치는 좁은 시야각과 느린 응답 특성 등의 문제점이 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해 reflective-optically compensated bend(R-OCB)$^{(3)}$ 및 reflective homeotropic TN mode$^{(4)}$ , 반사형 BTN$^{(5)}$ 등을 이용한 반사형 액정 표시장치 등이 보고된 바 있다. (중략)

Halobacterium halobium에서 추출한 Bacteriorhodopsin(bR)을 고분자 물질에 첨가해 박막화하였다. 이 단백질 박막 소자의 photodynamic특성을 이용하여 광 switching system을 구성하였다. 광 switch system은 pump광을 이용해 B상태와 M상태에서 축퇴4광파 혼합방식으로 구성했다. Red, blue, violet 광원을 사용하여 B상태와 M상태 격자를 형성하고 on-off되는 위상공액신호를 측정했다. (중략)

전광 네트워크(All-optical Network)에서 중요한 기능을 담당하는 전광 교환기는 전광 교환 소자 (All-optical Switching Element)로 이루어져 있는데, 각 교환 소자들은 스위칭 모듈(SM), 라우팅 제어 처리기(RCP), 헤더 처리 모듈(HPM), 그리고 입/출력 인터페이스 모듈(IIM, OIM)로 이루어져 있다. 스위칭 시스템 내에 도착하는 패킷은 원하는 스위치의 출력단에 도착하기 전에 많은 교환 소자(SE)들을 지나가게 되는데, 이 때 수많은 패킷들이 서로 충돌하게 되며, 이 과정에서 패킷이 손실된다. (중략)

최근에 많이 사용되는 휴대용기기의 표시장치인 액정표시장치를 보면 반사형 액정표시장치가 많이 사용되고 있다. 반사형 액정표시장치는 표시장치의 전력소모의 많은 부분을 차지하는 backlight 를 주변 광원으로 대체하여 전력소모를 줄일 수 있는 표시장치로서 많이 연구되고있다. 최근에 연구되고있는 반사형 표시장치를 살펴보면 반사형 TN (Twisted Nematic) LC 모드가 주류를 이루고 있으나 콘트라스트비가 낮은 단점이 있다$^{[1]}$ . 이를 극복하기 위하여 반사형 VA (Vertical Aligned) LC 모드가 제시되어진다. VA LC 모드는 TN LC 모드와 반대로 음의 유전율 이방성을 가지는 액정물질을 이용하여 유리기판에 수직으로 배향시킨 모드로서, 전압이 인가되지 않은 초기상태에는 액정 cell 이 복굴절을 전혀 나타내지 않는다. TN LC 모드와 정확히 역의 구조를 가진다. 그리하여 초기상태에서 편광판 한 장과 광대역 λ/4 위상지연판을 사용하여 뛰어난 어두운 상태를 구현할 수가 있다. (중략)

Michelson 간섭계에 결맞음광을 입사시킬 때와 비고전광인 수 상태광을 입사시켰을 때의 위상감도에 대하여 이론적으로 계산하여 비교하였다. 수 상태광이 입사하는 경우라도 고전광인 결맞음광에서의 한계를 능가할 수 없음을 보였으며, 두 경우 모두 위상차의 불확정도 $\Delta$$ heta$는 1/(equation omitted) (N은 광자수)에 비례하였다. 또한 사용하는 광검출기의 양자효율에 따라 $\Delta$$\theta$가 어떤 영향을 받는지 분석하였다. (중략)

Fock-state is a highly non-classical radiation-field state. So if one can generate a Fock-state it is possible to study many interesting quantum-mechanical aspects. But in spite of its attraction, it is very difficult to generate a Fock-state experimentally although there have been many theoretical and experimental efforts to do it. Recently Chough et. al.$^{(1)}$ proposed a feasible scheme to achieve quasi number states. The key is to exploit the multi-photon resonances occurring in a driven Jaynes-Cummings system, so it is important to understand the processes at multi-photon resonances. In the present work we study the dynamics of multi-photon resonances in the driven Jaynes-Cummings system. (omitted)

We introduce a scheme with a maximized efficiency of detecting atoms passing through an optical standing-wave mode cavity. Consider a standing-wave optical cavity illuminated by a weak probe beam through one of its mirrors where the transmission through the other mirror is monitored by a photodetector. If an atom is put in the cavity, the atom-cavity coupling shifts the resonance frequency of the system via the so-called normal mode splitting, and thereby the transmission power will drop. In fact, this type of atom detection scheme has been used in recent single atom trap experiments In practice, however, the field in a standing-wave mode will have a geometrical structure having nodes and antinodes that when the atom traverses the cavity through one of the nodes, there will be no such effect of atom-field interaction. (omitted)

Resonance fluorescence is the manifestation of the interaction between the physical system under consideration and the vacuum-field fluctuation. The fluorescence spectrum provides such physical informations as the energy-level structure of the system, instabilities and relative populations of the energy levels, etc.. One of the typical fluorescence spectra is the Mollow triplet appearing when two-level atoms are driven by a strong coherent field in free space$^{(1)}$ . In the weak field limit, the singlet instead of the triplet is obtained with a reduced linewidth due to the squeezing of one quadrature phase of the induced atomic dipole$^{(2)}$ . On the other hand, when the atoms are put inside a cavity rather than in free space, a doublet spectrum due to the vacuum Rabi-splitting is achieved, showing clearly the coupling of atoms and the cavity in the single-quantum limit$^{(3)}$ . (omitted)

단원자를 이용한 Cavity-QED 실험등을 위해서는 고분해능 분광학이 필요하다. 레이저 주파수 안정화는 고분해능 분광학을 위한 필수적인 선결 과제이다. 본 연구에서는 다이오드 레이저를 대상으로 전류되먹임 방법에 의해 주파수 안정화를 하였다. 오차 신호를 얻기 위해 공진기를 사용하였는데 공진기는 원자 전이선을 이용한 경우보다 더 높은 신호 대 잡음비를 얻을 수 있다. 일단 공진기에 안정화된 레이저는 주파수 특성을 그대로 유지한 채 AOM이나 EOM 등을 이용하여 필요한 원자 전이선으로 주파수 이동시켜 고분해능 분광에 활용할 수 있다. (중략)

One of the more promising proposals for guiding and focusing neutral atoms involves dark hollow laser beams. When the frequency of the laser is detuned to the blue of resonance, the dipole force the atoms feel in the light confines them to the dark core where the atoms can be transported with minimal interaction with the light. The ability of the all-light atom guides to transport large number of ultracold atoms for long distances without physical walls leads to the possibility of a versatile tool for atom lithography, atom interferometry, atomic spectroscopy as well as for transporting and manipulating Bose-Einstein condensates. Furthermore since the atoms transported in all-light atom guides do not come into contact with matter, they can in principle be used to transport antimatter as well. The ability to vary the core size of the hollow beam makes the all-light atom guide potentially useful for focusing neutral atoms. The atoms could be focused as tight as the core size of the hollow beam at its waist. This new focusing scheme, called the atom funnel, would not show spherical and chromatic aberrations that conventional harmonic focusing suffers from. (omitted)

최근, 인터넷 등의 보급으로 인하여 급증하는 다양한 형태의 정보를 효과적으로 전송하기 위하여 파장분할다중화 광통신시스템 (wavelength division multiplexed optical communication system: WDM)이 활발히 개발 및 보급되어 왔다. 가변 광감쇠기는 각 파장별 광신호의 세기를 균일하게 하여 장거리 전송을 가능하게 하는 WDM시스템의 핵심 소자이다. 폴리머 소자는 제작이 간편하고 가격이 저렴할 뿐 만 아니라 다른 소자와의 집적이 용이하고, 열광학 계수가 실리카에 비하여 10배 정도 커서 구동전력을 크게 줄일 수 있는 등의 장점으로 인하여 폴리머 광감쇠기가 활발하게 연구되어 왔다$^{(1)}$ . 본 논문에서는 미세 가공된 멤브레인형$^{(2)}$ 도파로를 이용한 저전력 폴리머 가변 광가쇠기에 관한 것이다. (중략)

LCD의 전력소모중 약 70%를 차지하는 부분이 백라이트 유닛이다. 전세계적으로 저전력, 고화질, 대면적의 LCD 디스플레이를 개발하기 위한 연구가 활발히 진행중이다. 주로 백라이트 유닛을 구성하는 입사광학계와 도광체 및 프리즘 필름 등을 기존 제작공정 내에서 개선하는 것에 연구 개발의 초점이 맞추어져 있다. 본 연구는 기존의 개선 방법에서 벗어나 도광판의 형태와 산란입자의 크기에 따른 산란정도를 조절하여 기존의 도광판보다 더 나은 산란효율을 얻고자 한다. 이를 위해 투명도와 경도가 우수한 PMMA(polymethyl methacrylate)에 다양한 산란자를 투입하여 도광판을 제작한다. 도광판의 실제 제작 이전에 고효율 도광판속에서의 정확한 산란전산모사를 필수적으로 선행하여야 한다. 따라서 광산란 측정장치를 제작하여 산란자의 종류에 따른 원통형 도광체에서 측정한 산란강도와 산란전산모사에서의 결과를 비교 분석하여 저전력, 고화질, 대면적의 백라이트 유닛을 개발하기 위한 기초 자료로 사용하고자 한다. (중략)

광스위치는 광통신 및 광교환 시스템에서 광 경로 제어를 위한 소자로써 누화 특성이 좋고, 스위칭 시 소모 전력이 작아야 한다. 프로텍션 스위칭(circuit protection switching)시에는 아무런 전력 소모 없이 초기 경로를 가진 스위치가 바람직하다. 기존의 전력 소모 없이 초기 경로를 가지는 스위치는 실리카 물질과 비대칭적 X-분기 광도파로를 사용하여 구현되었다$^{(1)}$ . 그러나 실리카 스위치는 열광학 계수가 작기 때문에 스위칭 할 때 전력 소모가 큰 단점이 있다. 최근에 열광학 스위치는 폴리머를 재료로 하여 많이 제작되었다$^{(2).(3)}$ . 폴리머의 열광학 계수는 실리카에 비해 10배 정도 더 크다. 대부분의 폴리머 열광학 스위치는 대칭적 Y-분기 광도파로를 사용하여 제작되었기 때문에 모든 스위칭 상태에서 전력 소모가 필요하다. 본 논문에서는 4개의 비대칭적 Y-분기 광도파로가 직렬(cascade)로 연결된 구조를 갖는2$\times$2 열광학 스위치를 제안한다. 이 스위치는 전력 소모 없이 초기 경로를 가지며, 누화 특성을 향상시킨 구조이다. (중략)

최근 광섬유의 전송 용량을 효율적으로 극대화하기 위한 방안으로서 파장 분할 다중화 (WDM: Wavelength Division Multiplexing) 방식의 광통신 시스템이 제안되어 사용되고 있다. WDM 시스템에서는 각 채널 (channel) 마다 각기 다른 파장의 광신호가 할당되어 있기 때문에, 여러 파장이 다중화된 광신호에서 원하는 파장의 광신호를 선택하기 위해서는 파장 선택 필터 (wavelength selective filter) 가 필요하다. 격자 보조 동방향 결합기 (GACC: Grating-Assisted Codirectional Coupler) 는 전파 상수(propagation constant) 가 서로 다른 두 도파로 사이에서의 광파워 교환이 파장에 의존하는 특성을 가지고 있기 때문에 WDM 시스템에 응용될 파장 선택 필터로서 많은 연구가 되어 왔다$^{(1),(2)}$ . (중략)

집적광학 회로의 구성요소 중 광 결합기는 파장에 따른 채널간 결합기로써 WDM은 물론 광 스위칭 소자로서 매우 중요한 위치에 있다. 더우기 수직형의 구조를 갖는 광결합기가 새로이 제안되면서 결합 길이를 줄여 전체 소자길이를 감소시킴으로써 고집적화는 물론, 도파로를 진행하는 동안 겪게되는 도파 손실을 최소화하려는 움직임 또한 활발하다. 그러나 이들 수직형 광결합기는 결합효율을 높이기 위하여 대부분 상 하부 도파로의 구조가 동일한 대칭형으로 제작됨에 따라, 이들은 매우 까다롭고 복잡한 공정을 갖게된다. 또한 이러한 공정의 복잡성과 두 도파로의 대칭성을 위한 반복작업은 오히려 제작공정의 불완전함으로 인하여 이론상의 이상적 결합에 비하여 효율이나 성능 면에서 상당한 저하를 가져오게 된다. 최근 연구되고있는 대부분의 폴리머를 이용한 광 결합기 역시 대칭형 구조를 가지며 $O_2$ RIE(Reactive ion etching) 건식 식각법으로 제작된다.$^{[1]}$ (중략)

레이저는 입력을 증가시킴에 따라 레이저의 꺼짐 상태에서 레이저의 켜짐 상태로 전이한다. 그러나 그 전이 현상에 대해서는 아직 밝혀진 바가 없다. 이때까지 이 현상은 처음 자발전이의 빛이 점점 유도전이로 바뀌며 그 빛이 점점 세어져 레이저의 출력이 생기기 시작하고 이것이 레이저 입력의 증가에 따라 연속적으로 발전하는 것으로 알려져 왔다. 그러나 이러한 결과에 반대되는 결과들이 최근 밝혀지고 있다[1-2]. 그것은 이산화탄소 레이저에서 이득을 변조시키면 방전이 불안정해지고 그 결과 레이저의 출력도 불안정해 지는데 특히 발진 문턱 근처에서 레이저의 출력은 불규칙 적으로 레이저의 출력이 사라지는 현상이 생긴다는 것이다[1]. 또 다른 하나는 cw Nd:YAG 레이저를 아크 램프로 여기시켜 발진시키면 발진 문턱 근처에서 이 레이저의 출력도 불규칙적으로 레이저의 출력이 사라지는 것으로 나타난다[2]. 이 현상은 레이저의 입력을 증가시킴에 따라 레이저의 꺼짐 상태에서 발진 상태로 전이할 때 그 중간에 불규칙적인 레이저의 꺼짐 상태가 존재한다는 것이 된다. 이 현상이 비선형 동력학의 특이한 현상 중의 하나인 on-off 간헐성임[3]이 밝혀졌다. (중략)

비선형 감수율은, 비선형 광학 현상을 기술하는 중요한 특성값으로서, 비선형 광학 연구가 시작된 이래 지속적으로 많은 관심을 받아 왔다. 그러나 연구의 주된 범위가 2차 비선형 감수율 $\chi$$^{(2)}$ 와 그 응용에 집중되어 왔으며, 고차 비선형 감수율이 큰 물질의 부족으로 인해, 고차 비선형 광학 효과를 얻기 위하여 직접적인 고차 과정을 이용하기 보다 그림 1(a)와 같이 2차 비선형 광학 효과의 연속적인 과정을 통해 구현하는 방법이 선호되어, 비선형 감수율의 일반적인 특성에 대해서는 충분한 이해가 이루어지지 못하였다. (중략)

The electromagnetic wave scattering from active objects has only recently attracted attention.$^{(1).(3)}$ Theoretical studies have considered normal-incidence plane-wave interactions with active dielectric cylinders with the prediction of large enhancements in the scattered field for bound mode structures. According to the theory of the electromagnetic wave scattering from a dielectric cylinder, the eigenvector solutions are discrete and have both guided (non-radiative) and leaky (radiative) mode solutions. By using an anti-guiding (leaky) structure instead of a guided structure and scattering at oblique incident angles near critical angle, the scattering resonances predicted by theoretical studies were obtained for the first time. A fine-grained scan of the plane-wave incident angle a reveals the existence of discrete scattering resonances. The diameter and real part of the index of refraction determine the resonant conditions and the imaginary part of the refractive index has a threshold value to make mode up for its radiation loss. The cross coupling between transverse electric (TE) and transverse magnetic (TM) modes is clearly detected for both active and passive scattering as theoretically expected. (omitted)

유기 고분자는 기존 무기물질의 한계성을 감안해 볼 때, 전기 및 광학적 특성이 우수하여 이에 대한 연구가 매우 활발히 진행되고 있다. 이중에서 Azo 화합물은 특별한 물리적, 광학적 성질과 그 잠재적인 응용성 때문에 계속해서 지금도 많은 관심을 끌고 있다. 그래서 Azo 화합물은 액정과 함께 비선형 광학성질을 가지는 물질에 응용될 수 있으며, 또한 광 유도현상의 이색성(dichroism)및 복굴절(birefringence) 현상 같은 특성을 나타내고 있다.$^{l)2)3)}$ 선형 광학 실험중에서 단순 입사 방법$^{4)}$ 을 이용하여 전기 광학 계수를 측정하였으며, 다시 확장 지수함수(stretched exponential)모델$^{5)}$ 로써 극화(poling)와 완화(relaxation)의 꼴을 보았다. (중략)

대기 중에 존재하는 수증기(water vapor)와 물방울 입자(liquid water)는 대기의 열 순환 과정에서 이산화탄소와 함께 매우 중요한 역할을 하는 중요한 변수이다. 대류권의 수증기 밀도를 라만 라이다 기술을 이용하여 원격으로 측정하려는 시도는 오래 전부터 있었으나, 물방울 입자의 밀도 측정은 최근에 연구가 시작되었으며, 특히 수증기의 밀도 측정에서 물방울 입자의 라만 신호가 심각한 오차요인으로 알려지면서 이에 대한 연구가 구체적으로 진행되었다.[1-2] 라만 라이다 연구는 대기 중에서 비교적 흡수가 적고 산란단면적이 큰 레이저 광원의 선택이 매우 중요하다. (중략)

혈중 성분, 또는 생체 시료와 빛의 상호작용에 관한 연구는 비침습적 정량분석의 가능성을 의미하므로 많은 연구가 진행되고 있다. 특히 원적외선 검출소자가 급속히 개발됨에 따라 원적외선(8~15$mu extrm{m}$)영역에서의 생체 시료 및 성분들의 정량적인 분석과 영상에 관한 연구가 큰 주목을 받고 있으며, 그중 혈중 Glucose 성분의 정량분석에 관한 연구등은 여러 분광법으로 활발히 연구되고 있다$^{(1)(2)}$ . 본 연구에서는 혈중성분인 Glucose, Hb, Albumin을 수용액 상태로 원적외선 영역에서 흡수 specrtrum을 측정하여 정량분석에 대한 가능성을 확인하였다. (중략)

인간이 인지하는 디스플레이 화질은 디스플레이 및 시각계의 시간적·공간적 특성에 의해 결정되어진다고 한다. 이때, 시각계의 공간 특성은 공간적 콘트라스트 감도 함수(Spatial Contrast Sensitivity Function, 공간적 CSF, 이하 CSF로 표기)로 나타낼 수 있다. 일반적으로 디스플레이를 이용한 휘도 격자의 CSF는 휘도 및 시청 거리(디스플레이와 피험자간 거리)에 의한 영향을 받는다. 본 논문의 목적은 이러한 CSF의 기본 특성에 대해 검토하고, 향후 이를 디스플레이의 화질평가 척도에 이용하는 것에 있다. (중략)

The amplification method using evanescent wave coupling has a long history and has been widely used as a new lasing method, especially, in the waveguide optics$^{(1)}$ . In particular, it has been observed experimentally that when the light wave propagating in a dielectric medium is totally reflected at the planar interface between the dielectric and a pumped active medium, the reflectance may be greater than unity, i.e., amplification is possible$^{(2)}$ . There were several attempts by other authors to explain this enhanced internal reflection (EIR) classically$^{(3)}$ . They commonly introduced a complex refractive index for the active medium with its imaginary part being negative, and this scheme was also used to describe an amplification process in a waveguide having active-cladding region$^{(4)}$ . However these theories are phenomenological, using macroscopic constants, and therefore a microscopic theory is needed to understand EIR in a fundamental level. (omitted)

광원의 근처에만 존재하는 근접장(Near-field)이 먼장(Far-field)과는 매우 다른 특성을 보인다는 것은 널리 알려진 사실이다. 일반적으로 먼장은 횡파(transverse wave)이며 광원에서 멀어질수록 1/r의 함수로 그 세기가 감소하는데 반하여, 근접장은 시간의존항을 제외하고는 정적인 분포를 보이고(static), 종파(logitudinal wave)성분이 오히려 크며 광원의 미세구조에 직접 관련되어 있다. 이러한 근접장이 근접장 주사 광학현미경(Near-field Scanning Optical Microscopy)의 발전으로 인해 실험적으로 연구되기 시작하면서 여러 가지 예기치 못한 현상들이 발견되고 있다. 그중 하나로서, 원편광된 빛(Circularly polarized light)을 내는 광원의 근접장을 측정한 실험에서 광원에 접근할수록 원편광이 사라지는 현상이 실험적으로 보고된바 있다.$^{(1)}$ 본 발표에서는 Bethe의 모델과 다중극 장(Multipole field)의 근접장을 분석하여 고전전자기론 내에서 근접장의 각 운동량에 대해 논의한다. (중략)

The 3rd order nonlinear properties show Optical bleaching (Saturation) and Reverse saturation in absorption aspect, whereas Self-focusing[3][4] and Self-defocusing in refraction aspect. Optical bleaching and Self-focusing phenomena of those properties in particular can be useful to make the optical beam spot size smaller for application on the higher optical storage density. (omitted)

근접장 주사 광학 현미경(Near-field scanning optical microscope)에서 가장 중요한 부분은 바로 근접장 탐침(Near-field optical probe)이다. 가간 널리 사용되는 근접장 탐침은 끝 부분에 매우 작은 구멍만 남기고 나머지 부분은 금속으로 코팅한 뾰족한 광섬유(Metal-clad tapered optical fiber)이다. 탐침의 끝에 형성된 작은 구멍은 진행하지 못하는 근접장(Near-field)을 진행하는 먼장(Far-field)으로 바꾸어줌으로서 회절한계를 뛰어넘는 분해능을 가능하게 한다. 그러나, 이러한 작은 구멍은 매우 작은 투과 효율(Transmission efficiency)을 가지기 때문에 고밀도 광기록(High-density optical recording)등에 이용하는데 큰 어려움이 있었다.$^{(1).(3)}$ 따라서 금속이 코팅된 뾰족한 광섬유 내에서 빛이 어떻게 진행되는지에 대한 연구를 통해 보다 높은 효율을 가지는 근접장 탐침을 개발하는 것이 중요한 과제가 되고 있다. 본 연구에서는 금속이 코팅된 뾰족한 광섬유 도파로 내에서 구멍의 크기와 빛의 투과 효율의 관계를 보고한다. (중략)

구멍에 의한 빛의 회절은 광학의 기본적인 문제로서, 최근 근접장 광학(Near-Field Optics)의 발전과 더불어서 파장보다 작은 구멍에서 일어나는 빛의 회절에 대한 관심이 고조되고 있다.$^{(1)(2)(3)}$ 본 연구에서는 그동안 주로 이론적으로 다루어지고 있던 파장보다 작은 금속 구멍을 통한 빛의 회절에 대해 실험결과들을 보고한다. 회절된 빛의 먼장(Far-field)과, 근접장(Near-field)을 모두 측정하기 위해서 고체각 주사기(Solid angle scanner)와 근접장 주사 광학 현미경(Near-field Scanning Optical Microscopy)이 사용되었다. 고체각 주사기(Solid angle scanner)를 사용하여 반구면 위에서의 빛의 이차원 세기 분포가 다양한 편광 상태에 따라서 측정되었고$^{(4)}$ 근접장 탐침(NSOM probe)으로 작은 금속 구멍주변을 주사함으로서 근접장이 측정되었다. 작은 구멍은 최근에 개발된 고출력 근접장 광섬유 탐침(High-power near-field fiber probe)구조를 이용하여 제작되었다.$^{(5)}$

일반적으로 수십 피코초 레이저 펄스를 이용한 GaAs bulk 상태 시료의 비선형 흡수 관찰 실험에서는 200Mw/$cm^{2b}$ 이하에서는 여기된 자유전하 운반자 흡수효과는 무시한다.$^{(1)}$ 그러나 수 나노초의 레이저 펄스를 이용할 경우, 이광자 흡수에 의해 여기된 자유전하 운반자들이 긴 수명시간으로 인해 재결합되지 않고 여기된 상태에 축적되어 짐에 따라, 레이저 빛을 재흡수 하는 확률이 높아져 낮은 세기의 빛에도 불구하고 비선형 흡수 효과가 크게 나타난다.$^{(2)}$ 불순물이 첨가되지 않은 GaAs bulk 상태의 경우 자유전하 운반자 소멸 시간은 수 나노초 영역으로 알려지고 있다.$^{(4)}$ 본 실험에서는 수 MW/$cm^2$의 매우 낮은 영역의 세기에서 순수한 GaAs의 bulk에 대하여 실험한 결과 비선형 흡수가 나타남을 관찰하였으며, 더불어 자유전하 흡수 계수를 여러 가지 세기의 빛에서 측정한 결과 자유전하 흡수 단면적이 빛의 세기에 따라 변화하는 것을 관찰하였다. (중략)략)

We have tried to enhance the density of the near-field optical memory and to improve the recording/readout speed. The current optical memory has the limitation in both density and speed. This barrier due to the far-field nature can be overcome by the use of the near-field$^{(1)}$ . The optical data storage density can be increased by reducing the size of the nanometric aperture where the near-field is obtained. To fabricate the aperture in precise dimension, we applied the orientation-dependent / anisotropic etching property of crystal Si often employed in the field of MEMS$^{(2)}$ . And so we fabricated the 10$\times$10 aperture array. This array will be also the indispensable part for speeding up. One will see the possibility of the multi-tracking pickup in the phase changing type memory through this array$^{(3)}$ . This aperture array will be expected to write the bit-mark whose size is about 100nm. We will show the recent result obtained. (omitted)

현재 사용하고 있는 디스플레이 장치에는 표면에 무반사(antireflection), 무정전(antistatic) 코팅이 되어 있다. 이것은 전기적으로 음극선관(CRT)에서 발생되는 전자에 의해 표면에 생기는 전하의 적층을 제거하여 정전기를 방지하고 인체에 유해한 전자기파를 차단하는 무정전 기능과, 광학적으로 디스플레이 장치 표면에서 외부의 조명등과 같은 빛의 반사를 줄여 내부에서 나오는 정보(빛)가 보다 더 눈에 선명하게 들어오도록 해준다. 무반사 무정전 코팅의 투과 전도층으로는 비저항값이 낮고 가시광선 영역에서 굴절률이 높고 흡수가 적어 투과율이 높은 indium tin oxide(ITO)가 널리 연구, 사용되어 왔다. 이러한 ITO 박막 대신에 TiN 박막을 사용하여 그 위에 유전체층을 증착하여 단 2층으로 무반사 무정전 코팅을 제작 할 수 있다. TiN 박막은 절삭공구 등의 표면에 마모방지용 코팅재료로서 사용되고 있고, 부착력이 우수하며 화학적 안정성이 뛰어나 수명이 긴 박막을 제작 할 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한 가시광선 영역에서 흡수로 인해 투과율이 ITO에 비해 상대적으로 낮지만 이점이 오히려 명도대비(contrast)의 향상을 가져온다. (중략)

디지털 시대에 접어들면서 반도체 소자들에 대한 고속화 및 소형화 요구가 더욱 증대되었으며 이를 충족시키기 위해서 고집적, 고성능의 소자 제작기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 따라 필연적으로 게이트 유전 박막의 두께가 1 nm 정도까지 얇아질 것으로 예측되고 있다[표 1 참조].$^{(1)}$ 박막의 두께가 얇아지면서 박막과 기판 사이에 존재하는 계면층이 반도체 소자의 결함 원인으로 대두되었고 이러한 결함을 제거하기 위해서는 계면층에 대한 정보를 정확하게 알아내어야 한다. (중략)

정밀 광학계 또는 광학부품들에게 요구되는 것 중의 하나는 광부품 표면에서의 빛의 반사를 완전히 줄이거나 크게하는 방법들이다. 이와 같은 빛의 작용이 광부품 표면에서 일어나기 위하여 관련 증착기술이 중요시되는데 기계적 내구성이 우수하며 낮은 굴절률을 가지는 물질을 개발하는 것 역시 이 범주에 포함된다고 할 수 있다. (중략)

고분해능 분광학, 레이저 주파수 안정화, 단원자 레이저, 레이저 자이로 등의 다양한 분야에서 널리 응용되는 저손실, 고반사율 반사경 제작은 고품질의 반사경 기판 사용을 전제로 하고 있다. 1$\AA$이하의 표면거칠기(surface roughness)를 요구하는 반사경 기판의 초연마(super-polishing) 기술과 저손실 반사경 박막코팅 기술은 최근 수 년 사이에 상당한 발전이 이루어졌으며, 이와 함께 초연마 반사경 기판의 표면거칠기 측정기술이 중요한 분야로 주목받고 있다. 표면거칠기 측정기법은 현재까지 여러 가지 방법이 연구, 발전되어 왔는데, 접촉식 측정방법으로 stylus 방법과 비접촉식 측정방법으로 광학 간섭계 방법, 스캔닝 전자현미경(SEM, Scanning Electron Microscopes) 등이 있다. 이들 중 광학 간섭계 방법은 표면형상을 직접 측정 가능하다는 점에서 유망한 비접촉 표면측정 기법으로 알려져 있다. (중략)

표면 형상측정은 산업계에서 요구되는 고부가가치 기계부품들의 표면 정보의 확보와 향상에 반드시 필요하다. 이는 정밀부품의 정상적인 기능 수행에 대한 판별과 예측에 중요한 위치를 차지한다. 광원파장의 1/4 이상의 단차를 측정할 수 없는 기존의 간섭계는 이러한 큰 단차와 거친 표면을 가지고 있는 기계가공된 표면들을 측정하는데 어려움이 있다. (중략)

일반적으로 광통신이나 고출력 레이저에 사용되는 광학 소자들 중 고반사율의 거울은 특정 파장과 특정 각도에 대해서만 민감하도록 설계되어 있다. 이것을 여러 파장의 빛을 여러 각도로 입사시키더라도 높은 반사율을 얻는다면, 소자의 효율을 향상시키는데 상당한 효과를 볼 수 있다. 은이나 알루미늄의 금속박막으로 제작되는 금속 거울은 제작하기 쉽고 입사파장과 금속의 재질에 관련되어 90 %이상의 반사율을 갖지만, 특정한 각도에서는 빛이 금속 내에 있는 자유 전자들에 의해 상당량 흡수되어 버린다. 따라서 금속 거울은 에너지의 손실이 적어야 하는 광통신이나 고출력 레이저와 같은 응용분야에는 사용될 수 없다. 이러한 흡수가 거의 없는 유전체 거울은 고굴절률과 저굴절률의 층이 λ$_{0}$/4의 광학 두께를 가지고 주기적으로 반복되는 구조를 갖는다. 이러한 λ$_{0}$/4 유전체 다층 박막계는 1-차원 photonic 결정 구조와 동일하게 다룰 수 있는데, 1-차원 photonic 결정 구조가 모든 입사각도에 대해서 전방향 반사를 보인다는 것을 이론과 실험적으로 증명하였다[1-3]. (중략)

빛은 공간상에서 전파되는 특성상 전자기파(electromagnetic wave)로 규정될 수 있다. 빛의 파동성은 여러 형태의 간섭을 유발한다. 이중 정밀 길이측정에는 광위상간섭(phase measuring interferometry)의 원리가 대표적으로 이용된다. 그림1은 광위상간섭의 기본원리를 Michelson 광학계를 이용하여 설명하고 있다. 하나의 동일한 광원으로부터 출발된 광속(optical beam)은 광분할기(beam splitter)에 의해 두 개로 별도 광속으로 분활 된다. (중략)

원자력 산업에서는 레이저진동측정기와 같은 원격/비접촉 측정기술이 많이 사용된다. 가동 중인 연구용 원자로의 핵연료 진동측정 같은 경우도 이러한 원격측정기술이 요구되고 있으나, 측정 대상체가 유동하는 유체 안에 있으므로 입사한 레이저의 파면이 변형되어 레이저진동측정기의 적용이 어렵다. 적응광학계(adaptive optics system; 또는 능동광학계)는 유동 층에서 변형된 파면을 파면측정 센서로 측정하고, 변형거울(deformable mirror)등의 파면보정 장치를 사용하여 파면을 보정하는 기술이다. 본 연구에서는 Shack-Hartmann 파면측정센서를 개발하고, 변형거울과 파면측정센서를 컴퓨터에 연결하여 레이저 파면의 왜곡상태를 폐회로(closed-loop)로 보정하는 장치를 개발하였다. (중략)

미세가공 기술을 이용한 초소형 렌즈의 제작 및 연구가 매우 활발히 진행되고 있다. 초소형렌즈의 응용 분야는 바코더 스캐너, 레이저 프린터, 프로젝터, 광 기록 장치, 광섬유를 이용한 광통신 등이 있으며 앞으로도 더 많은 응용 분야를 위한 광범위한 설계와 제작 공정들이 연구되어 갈 것이다. 본 논문에서는 아크릴 레진을 이용하여 초소형 렌즈를 제작하는 공정을 개발하여 새로운 재료와 공정에 대한 가능성을 확인한다. (중략)

We studied the characteristics and fabricated the plano-convex refractive microlenses using the thermal reflow method. The exposed resist was resolved in a standard developing process. The remaining resist of circle pattern was melted in an oven 12$0^{\circ}C$ to 15$0^{\circ}C$. The shape of the melted resist microlenses is ruled by surface tension. Diameter and hight of the fabricated microlenses were 250${\mu}{\textrm}{m}$ to 325${\mu}{\textrm}{m}$ and 15${\mu}{\textrm}{m}$ to 22${\mu}{\textrm}{m}$, respectively. The surface profile was calculated using data curve-fitting method with circle equation. The optical characteristics was analysed using optical simulation program.

최근 혁신적인 무전극 황전등 (electrodeless sulfur lamp)이 발명되면서 고휘도 조명기술에 새로운 가능성을 보여 주었다 [1, 2]. 미국 Fusion Lighting사에 의하여 발명된 무전극 황전등은 90년대 중반부터 조명 기술계에서 상당한 주목을 받았으며, "21세기의 전등"으로 크게 각광을 받기 시작하였다 [3]. 중국 및 일본에서의 연구 활동도 약간 알려져 있으며, 한국 내에서는 극히 한정된 그러나 깊이 있는 연구 활동이 진행 중이다 [4]. (중략) [4]. (중략)

다목적 실용위성 (KOMPSAT) 1호기에 탑재되는 해양관측카메라 Ocean Scanning Multi-spectral Imager (OSMI)는 해양 결상계의 노화에 따른 성능 변화 감지 및 보정을 위해 태양광 보정을 궤도운영 중 수행한다. 태양광 보정의 구조 및 광학적 특성을 분석하고 OSMI 주요 관측파장대역별로 태양광 보정계의 출력신호량을 예측하였다. 이 분석은 OSMI 센서보정 계획 및 영상 품질 이해에 유용할 것이다. (중략)

보상광학(Adaptive Optics)은 막 흐르는 대기 또는 매개체에 의한 왜곡을 제거 또는 보상하는 시스템이다$^{(1)}$ . 그 시스템의 구성요소 중 파동앞엣선 측정장치(Wavefront Sensor)는 그러한 왜곡을 측정하는 센서로, Shearing interferometer, Shack-Hartman, Curvature wavefront sensor등이 널리 사용되어 왔으며, Pugh$^{(2)}$ 와 Ragazzoni$^{(3)}$ 가 프라미드형의 프리즘을 이용한 동공면 파면 측정을 새로이 제시했다. 본 연구에서는 동공면 파면 측정을 전산모사하여, 제니케 다항식에 대한 센서의 결과를 얻고, 분석하였다. (중략)

광학 렌즈계의 성능 평가를 위한 OTF(Optical Transfer Function) 측정 방법은 Hopkins$^{(1)}$ 에 의해 기본 이론이 확립된 이래 세계 각국에서 활발하게 연구되어 왔으며, 가장 합리적이고 신뢰도가 높은 평가방법으로 인정되고 있다. OTF 측정 방법은 간섭계를 이용하는 측정 방법$^{(2)}$ 과 광학계에 의해 맺혀진 상을 주사 해석하는 방법$^{(3)}$ 으로 대별될 수 있으며, 세계적으로 20여가지 이상의 측정 장치가 개발되었다. 현재 세계 각국은 다양한 형태의 OTF 측정 장치를 보유하고 있으며, OTF의 정확도를 비교 검토하는 연구가 활발해져서 측정 표준을 확립하였고,$^{(4)}$ 국제적인 측정 비교 오차를 0.02 이하로 줄일 수 있게 되었다.$^{(5)}$ 특히 선진국에서는 측정 장치들 간의 상호 비교를 위해 표준 렌즈를 설계, 제작하였고, 이러한 표준 렌즈를 적절한 측정 조건하에서 측정 오차의 원인과 측정 정확도를 평가하는데 사용하였다. (중략)

본 연구에서는 반도체 레이저 LD 혹은 백색광로부터 조사되는 빔을 CRT 모니터의 측정부에 입사시켜 패널 glass와 섀도우 마스크에서 반사되는 빔을 PSD에 조사하여 섀도우 마스크의 진동을 측정하였으며, CCD를 사용하여 열적변형과 패널 glass의 아랫면과 섀도우 마스크사이의 간격 Q값을 측정하였다. 사용한 PSD는 검출 영역은 12mm, 센서의 위치분해능은 0.2$mu extrm{m}$이며, 실시간적으로 처리할 수 있는 장점을 갖고 있다. CRT의 경우 전자빔의 충돌에 의한 섀도우 마스크의 열적 변형과 진동에 의한 섀도우 마스크의 떨림이 발생하여 화질이 저하된다. Q값의 정확한 계측과 섀도우 마스크의 열적변형 및 진동의 측정을 통하여 이들 현상이 발생되는 근본적인 취약구조를 발견함으로써 우수한 섀도우 마스크를 설계하고 제품의 성능을 향상시킬 수 있다. (중략)

반사형 LCD는 주변광을 광원으로 사용하므로 높은 반사율과 주변환경을 고려한 시야각 특성을 요구한다. 이러한 반사형 LCD의 성능을 결정하는 요소로서는 반사판, 보상판 그리고 LCD의 구조가 있다. 반사형 LCD용 반사판은 최적의 디스플레이를 위해 반사되는 빛의 방향을 조절하고 사용자 위주의 시야각을 형성 할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 이러한 반사특성을 나타내기 위한 조건을 이해하고, 특히 넓은 시야각 확보를 위해 표면구조에 따른 중요 파라미터와 그 최적 조건을 찾아내어 이론적으로 접근하고자 하였다.$^{(1,2)}$ (중략)

기존의 CRT(cathode-ray tube)를 사용한 TV, 모니터와 같은 디스플레이는 부피가 커서 공간을 많이 차지하고 휴대품으로는 거의 사용이 불가능하였다. 그러나, 평판 디스플레이의 하나인 LCD(liquid crystal display)는 소비 전력이 작고 부피가 작아서 게임기, Note-book PC와 같은 휴대용으로는 물론 PC용 모니터와 같은 사무용 디스플레이, TV와 같은 가정용 디스플레이를 대체해 나가고 있다. (중략)

한국천문연구원에서는 1 m 망원경을 국내 기술로 설계 제작하여 현재 시험 관측을 수행하고 있다. 이 망원경은 가대는 경위도식이고 광학계는 Ritchey-Chretien 형 망원경이다. Ritchey-Chretien 형은 구면 수차와 코마 수차가 없는 광학계로서 대부분의 천문 연구 망원경이 Ritchey-Chretien 형으로 제작되고 있다. 원래의 광학계 설계는 합성초점비가 F/10, 주경 곡률 반경이 5,700 mm로 설계하였으나 주경 가공 과정에서 주경의 곡률 반경과 원뿔상수 (conic constant)가 설계치와 차이가 발생하여, 이에 맞추어 전체 시스템 설계를 변경하였다. 최종 완성된 망원경의 광학계 설계 수치는 아래 표와 같다. (중략)

레이저 칼로리미터는 측정하려하는 레이저 에너지를 수광부에서 받아들여 열로 변환한 후 온도상승을 열 기전력으로 바꾸어 측정하는 장치이다. 레이저 칼로리미터는 정밀도도 높고, 레이저 광에 대한 파장의존성이 작으며 주위 온도등 환경의 변화나 시간경과에 따른 오차가 작아 폭 넓게 사용된다$^{(1)}$ . (중략)

As silica based optical fibers and preforms are processed at a high temperature, residual stresses are bulit in the strucure when cooled down to the room temperature. The magnitude of the residual stress depends on the difference in the thermal expansion coefficients between core and cladding glass as well as on the temperature difference. Residual stress distribution determines the intrinsic strength and could affect the long term reliability of optical fibers. And furthermore, stress can introduces anisotropy into optical fibers by photoelastic effects. The analysis of thermal stress has been intensively studied for multimode fibers$^{(1)}$ and the authors and co-wokers recently reported the stress distribution in a depressed inner cladding structure$^{(2)}$ . The compositions of the glass in the previous studies, however, have been restricted to conventional glass formers, such as GeO2, B2O3, P2O5, Fluorine. (omitted)

영상매체의 발달은 고성능의 정밀한 광학소자의 발전을 요구하게 된다. 이러한 광학소자는 제작의 용이함 때문에 주로 구면소자가 많이 사용되어 왔으나 구면소자만으로 해결하기 어려운 구면수차, 왜곡수차, 비점수차 등의 요인을 극소화하고 광학소자의 소형, 경량화를 위하여 비구면 광학소자의 사용이 필요하게 되었으며 비구면 가공기술의 발전과 더불어 그 사용이 증가하고 있다. 그러나 비구면광학소자는 제작과정의 어려움과 더불어 품질평가의 어려움이 있다. 특히 급속한 기울기를 가진 면의 측정은 3차원측정기에 의한 방법이나 간섭계를 사용한 단순한 null optics 검사로는 정확도와 실험의 한계가 있다. 비구면 광학소자의 평가방법으로는 간섭계를 사용하여 기준파면과 대상파면을 비교하는 일반적인 null testing과 최근에는 CGH(computer generated hologram)로 재생된 비구면파면과 대상파면을 비교하는 방법도 많이 연구되고 있다. 본 연구에서는 일반적인 검사방법으로는 검사가 어려운 급속한 기울기를 가진 포물면(parabolic surface)에 대한 하나의 검사방법을 제시하고자 한다. (중략)

정보화 사회의 발전과 더불어 디스플레이는 CRT의 고성능화와 병행해 각종 평판 디스플레이의 전개와 실용화가 진행되어 왔다. TV용은 CRT (cathod ray tube)방식이 시장의 90% 이상을 차지하고 있으며, 앞으로도 연간 약 3%의 성장이 예상된다. CRT는 많은 공간 소비와 높은 소비전력 유해파 등으로 인하여 가정용 TV의 경우 PDP가 컴퓨터 모니터는 LCD방식이 디스플레이 시장의 주역을 담당하고 있으며, 그 성능, 비용, 용도에 따라 나뉘어 빠른 비율로 성정해 갈 것으로 예상된다. 이러한 여러 가지 평판 디스플레이들은 특성에 따라 EL과 FED는 10인치 이하의 소형 디스플레이에 주로 사용되어 지며, LCD는 10인치 이하에서부터 30인치까지의 소·중형, CRT는 10인치 이상 40인치 이하의 중·대형에 사용되어 지고, PDP는 30인치 이상의 대형 디스플레이에 사용된다. 대형 PDP나 LCD는 휘도를 높이고 양질의 영상 표현을 위해서는 cell-gap의 균일성이 요구되어 진다. cell-gap의 측정은 제품이 거의 완성 단계 있을 때 이루어져야 함으로 비접촉식이 필연적이며, 실시간 적이어야만 가능하다. (중략)

본 연구에서 목표로 하는 집속광학계는 레이저 다이오드의 emitting area가 50$mu extrm{m}$$\times$1.0$\mu\textrm{m}$ 이고 pumping 매질인 crystal의 TE $M_{00}$ mode 발생을 위한 최소 입사빔의 단면도가 단축과 장축의 직경이 각각 206$\mu\textrm{m}$, 204$\mu\textrm{m}$인 타원이어야 하기 때문에 수직 방향으로는 200배 수평 방향으로는 4배의 확대를 할 수 있는 광학계 이어야 한다. 일반적으로 레이저 다이오드용 집속광학계는 레이저다이오드의 수직 수평 emitting area가 다르기 때문에 실린더형, 원통형 또는 toroidal형의 렌즈를 조합하여 구성한다. 그러나 우리의 경우는 emitting area의 수직 수평비 즉 집속광학계의 수직 수평의 굴절능( power )의 비가 50:1 이어야 하기 때문에 그림1과 같은 일반적인 실린더형, 원통형 또는 toroidal형의 렌즈의 조합으로 집속광학계를 구성하기에는, 렌즈 power비를 50:1로 하기 위해 필요로 하는 공간이( 첫번 렌즈와 마지막 렌즈까지의 거리 ) 커지는 점, 필요로 하는 렌즈의 매수가 많아지는 점, 집속 beam의 형상 즉 단면의 이심률이 커져서 pumping에 비효율적이라는 점 등에서, 부적절하다. (중략)략)

희토류 (또는 란탄족) 원소들은 주기율표상에 원자 번호 57번부터 71번까지 15종의 원소들의 총칭이다. 일부 희토류 원소는 감속재를 비롯한 원자로의 재료로 사용되고 있으며, 대부분의 희토류 원자 스펙트럼은 원자력 발전소에서 사용한 연료의 폐기물 처리에 관련된 각종 연구에 이용되고 있다. 따라서 이 원소들에 대한 원자 분광학적 연구는 원자력 산업 응용 분야에서 중요하게 인식되고 있다. 특히, 레이저를 이용한 분광학적 기술은 이 원소들의 정량 분석에 있어 주성분과 비교적 적은 양 및 극미량 수준의 시료 분석에 가장 유용하게 이용되고 있다. (중략)

Transparent and hard materials such as sapphire are used for many industrial applications as optical windows, hard materials on mechanical contact against abrasion, and substrate materials for opto-electronic semiconductor devices such as blue LED and blue LD etc. The materials should be cut along the proper shapes possible to be used for each application. In case of blue LED, the blue LED wafer should be cut to thousands of blue LED pieces at the final stage of the manufacturing process. The process of cutting the wafer is usually divided into two steps. The wafer is scribed along the proper shapes in the first step. It is inserted between transparent flexible sheets for easy handling. And then, it is broken and split in the next step. Harder materials such as diamonds are usually used to scribe the wafer, while it has a problem of low depth of scribing and abrasion of the harder material itself. The low depth of scribing can induce failure in breaking the wafer along the scribed line. It was also known that the expensive diamond tip should be replaced frequently for the abrasion. (omitted)

Laser Doppler velocimeters: (LDV)$^{1)}$ 의 대부분의 기본원리는 호모다인(honodyne)방법을 사용한다. 호모다인 방법 중에서 많이 사용되는 방법으로는 마이켈슨 간섭계식과 되먹임식(self-mixing type)$^{2)}$ 이 있다. 마이켈슨 간섭계식은 구성하는데는 많은 광학부품과 정밀한 정렬 장치들을 필요로 한다. 반면에 되먹임식은 레이저 공진기의 고유 주파수와 도플러 이동된 산란광을 공진기 속에서 자체 혼합하여 발생한 차주파수를 레이저 공진기 내부에 있는 pin-photodiode로 측정하므로 마이켈슨 간섭계에 비하여 간단한 장치로 속도계를 구성할 수 있다. (중략)

1970년 Ashkin이 레이저 광압을 이용하여 수 마이크로미터 크기(micrometer sized)의 유전체를 광속의 진행 방향으로 가속시킴과 동시에 광속축(beam axis)방향으로 입자를 끌어당기는데 성공함으로써 레이저를 이용한 미세구(micro-particle) 의 포획 및 조작에 대한 연구와 실험이 시작되었다$^{[1]}$ . 이후에 많은 사람들에 의해 연구가 활발히 이루어졌으며$^{[2]~[7]}$ , 이러한 레이저를 이용한 미세구의 포획방법은 광집게(optical tweezer)로써 생물학과 물리학 분야에서의 높은 가능성 때문에 지금도 연구가 계속되고 있다. (중략)

최근 자동차, 항공기 등 연소과정을 수반하는 산업이 발전함에 따라 연소환경에 대한 관심이 높아지고 있다. 그런데 연소환경을 접촉식 방법으로 측정하게 되면, 측정기기가 연소환경에 영향을 주기 때문에 정확한 측정을 하기는 어렵다. 그래서 레이저를 이용한 비접촉식방법이 활용되고 있으며,$^{(1)}$ 그 중에서 LIGS(laser induced grating spectrosopy)나 DFWM(degenerate four wave mixing)$^{(1)}$ 은 신호대 잡음비가 높기 때문에 미세량으로 존재하는 분자를 검출하는데 유용할 뿐만 아니라 2차원 영상수집도 가능하다. 또한 LIGS의 시분해 신호를 분석하면 연소장내의 온도와 입자의 밀도 등을 산출할 수 있다. 본 실험에서는 대기압에서 불완전 연소장의 soot에 대한 신호를 수집, 분석하여 화염 위치에 따른 온도 변화와 soot의 농도 등을 정량적으로 조사했다.$^{(2)}$ (중략)

초단펄스를 생성하는 방법에는 이득 스위칭, 광 변조기, 모드록킹 레이저 등이 있다. 이중에서 모드록킹 광섬유 레이저를 이용한 초단펄스를 발생시키는 방법은 비용이 많이 들고 부피가 큰 단점을 갖고 있지만, 매우 짧은 펄스 폭 생성, 고 출력의 펄스생성, 그리고, 파장 및 주파수를 조절을 할 수 있다는 장점을 갖고 있다. 한편, 모드록킹 방법에는 수동형과 능동형이 있다. 수동형 방법은 아주 짧은 펄스 폭을 갖는 펄스를 발생할 수 있지만, 출력이 불안정하고 펄스의 발생주기를 조절하기 어려운 반면, 능동형 방법은 상대적으로 펄스폭은 넓지만, 안정된 출력과 펄스 발생주기를 짧게 할 수 있다. 따라서, 고 반복률의 안정된 펄스를 사용하는 초정밀 광 계측기나 광통신에 사용되는 광원으로 능동형 모드록킹 광섬유 레이저가 많이 사용되어지고 있다. (중략)

1.55$mu extrm{m}$의 파장 영역에서 동작하는 파장 가변 단일 주파수 레이저는 파장 분할 방식(WDM) 광통신 시스템, 분광학 또는 광센서 등에서의 응용 가능성을 가지고 있다. 특히, 파장 가변 단일 주파수 광섬유 레이저는 선폭이 좁고, 세기 잡음이 작으며, 출력 파워가 큰 한편, 광섬유로의 집적이 간단하다는 등의 장점을 가지고 있어 이에 관한 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 논문에서는 주파수 변환기와 광섬유 흡수 격자를 이용하여 긴 길이의 선형 공진기에서 구현된 파장 가변 단일 주파수 어븀 첨가 광섬유 레이저의 동작에 관하여 기술하였다. (중략)

용액인상법에 의하여 Cr$^{3+}$ 이온이 0.1-0.2% 주입된 Alexandrite (Cr$^{3+}$ :BeAl$_2$O$_4$) 단결정을 성장하고, 성장한 단결정을 이용하여 레이저 소자를 제조하였다. 고품질의 단결정을 성장할 수 있는 결정성장조건을 규명하고, Cr$^{3+}$ 이온의 유효편석 계수를 계산하였으며, 결정 결함 및 분광 물성을 조사하였다. 결정성장 실험 결과, 유속 3 1/min의 질소분위기, 이리듐 도가니 및 <001>방위의 Alexandrite 단결정을 종자결정으로 사용하여 결정을 성장하는 경우 최적의 결정성장 조건은 인상속도 0.5-1.0 mm/hr와 회전속도 20-25 rpm이었다. 육성된 결정은 (100)면이 넓게 발달되었으며, (120)과 (010)면이 측면에 발달되는 판상의 직팔각기둥의 형태로 성장되었다. 결정결함으로써 parasite crystal의 형성과 경계면의 균열, striation, inclusion 등이 검출되었다. Alexandrite 단결정 내에 분포하는 Cr$^{3+}$ 이온의 유효편석계수 k$_{eff}$는 2.8로 계산되었다. 분광물성으로써 실온에서의 $^4$A$_2$$\longrightarrow$$^4$T$_2$(689.6-489.3 nm), $^4$A$_2$$\longrightarrow$$^4$T$_1$(489.3-311.33m) 천이에 의한 흡수를 확인하고, $^4$T$_2$$\longrightarrow$$^4$A$_2$(650-800 nm), $^2$E$\longrightarrow$$^4$A$_2$에 의한 nophonon line R$_1$, R$_2$(680.4, 678.5 nm) 및 $^2$T$_1$$\longrightarrow$$^4$A$_2$(655.7, 649.3, 645.2 nm)의 형광방출 스펙트럼을 얻었으며, 형광수명은 0.264 ms로 조사되었다. 제조된 레이저 발진봉은 직경 6.3 m, 길이 45 nm이었다.

The optical fibers are an interesting medium for effective tunable optical frequency conversion in the spectral range of UV, Visible, and near-IR through the nonlinear processes. A number of papers for developing the wideband and flat-gain amplifier for the WDM system applications through the combination of EDFA or thulium-doped fluoride fiber amplifier and Raman amplifier, are reported$^{(1)}$ . Even though a variety of papers related to Raman amplifications are published, the amplification with the feedback of the residual pump is not investigated yet. Accordingly, in this paper, we report the characteristics of forward Raman amplification by the simple and double-pass fiber Raman configuration through the feedback of residual pump beam. (omitted)

Sapphire fiber has been used to provide an optical path for the total radiation pyrometry. In measuring the temperature, we use the two-color detector, which consists of a high-performance Silicon detector mounted in a "sandwich" configuration over a Germanium detector. Sapphire fiber can withstand high temperature in the molten steel for two and a half hours. The maximum value of the error is the $\pm$2.5$^{\circ}C$ in the range of 152$0^{\circ}C$~1$600^{\circ}C$. This paper presents the simple scheme for measuring the molten steel temperature in the blast furnace of the iron ＆ steel making process.g process.

Erbium 첨가 광섬유(EDF) 광원은 출력 특성과 온도에 대한 파장 특성이 우수하여 Sagnac 간섭계의 원리를 이용한 광섬유 자이로스코프(이하 줄여 자이로라 함)에 많이 사용되고 있다. 이득매질인 EDF를 광원 겸 광증폭기로 사용하는 광섬유 증폭기형 광원 (Fiber Amplifier/source : FAS) 방식$^{[l-2]}$ 은 기존의 single-pass 방식$^{[3]}$ 에 비해서 구조가 단순하고 검출광 power가 크다는 장점이 있다. 그런데, 검출광 power가 큰 경우에 자이로의 SNR이 광원의 과잉잡음(excess noise)에 의해서 제한되므로 실제로 자이로의 측정감도는 개선되지 않는 문제점이 있다.$^{[4]}$ Single-pass 방식의 광원을 사용하는 경우, 적절한 신호처리를 통해 자이로 출력신호에 포함된 광원의 과잉잡음의 적정주파수 성분을 소거함으로써 자이로 신호의 SNR을 개선시킨 바 있었다.$^{[5]}$ 그러나, 일반적으로 single-pass 방식의 경우에는 검출광 power가 작아서 자이로의 SNR이 광원의 과잉잡음에 의해서 제한되는 경우는 드물다. 반면에 증폭기형 광원 방식은 자이로로부터 되돌아오는 신호광이 다시 광원으로 입사되어 EDF를 반대 방향으로 진행하는 동안 증폭되기 때문에 충분히 큰 검출광 power를 얻을 수 있다. 따라서, 자이로 신호에 포함된 광원의 과잉잡음이 소거된다면 자이로 신호의 SNR은 크게 개선될 것으로 여겨진다. 이 논문에서는 광섬유 증폭기형 광원 방식(FAS)의 자이로에 대해 위와 같은 신호처리를 이용하여 광인의 과잉잡음의 적정주파수 성분을 소거하는 실험을 하였다. (중략)한 흡수를 확인하고, $^4$T$_2$$\longrightarrow$$^4$A$_2$(650-800 nm), $^2$E$\longrightarrow$$^4$A$_2$에 의한 nophonon line R$_1$, R$_2$(680.4, 678.5 nm) 및 $^2$T$_1$$\longrightarrow$$^4$A$_2$(655.7, 649.3, 645.2 nm)의 형광방출 스펙트럼을 얻었으며, 형광수명은 0.264 ms로 조사되었다. 제조된 레이저 발진봉은 직경 6.3 m, 길이 45 nm이었다.\pm$0.06kHz Ge $F_4$; -1.84$\pm$0.04kHz$0.04kHz/TEX>0.04kHz 모국어 및 관련 외국어의 음운규칙만 알면 어느 학습대상 외국어에라도 적용할 수 있는 보편성을 지니는 것으로 사료된다.없다. 그렇다면 겹의문사를 [-wh]의리를 지 닌 의문사의 병렬로 분석할 수 없다. 예를 들어 누구누구를 [주구-이-ν가] [누구누구-이- ν가]로부터 생성되었다고 볼 수 없다. 그러므로 [-wh] 겹의문사는 복수 의미를 지닐 수 없 다. 그러면 단수 의미는 어떻게 생성되는가\ulcorner 본 논문에서는 표면적 형태에도 불구하고 [-wh]의미의 겹의문사는 병렬적 관계의 합성어가 아니라 내부구조를 지니지 않은 단순한 단어(minimal $X

자동차의 발명은 인류의 기술발전을 가속시켜왔고 중요한 운송수단 및 고도문명사회의 필수적인 이기로 활용되고 있다. 그러나 자동차의 유해배출가스로 인한 환경문제와 자원고갈에 의한 에너지 문제가 중요해짐에 따가 저공해, 고효율, 경제성 등이 요구되어지고 있다. 자동차배출가스 저감을 위해서는 연료와 공기의 혼합과정 개선과 연소상태를 파악하여 연소과정에서 발생되는 생성물을 개선하는 것이 가장 기본적인 대책이다. (중략)

최근에 개발된 광섬유 격자소자(FBG)를 이용한 광섬유 수중 음향센서는 기존의 광섬유 센서가 지니고 있는 우수한 장점들을 지니고 있을 뿐만 아니라, PZT센서가 검출할수 없는 저주파수(30Hz∼300Hz)특성에서도 우수한 신호 감지효과를 지니고 있으며, 특히 군사용으로 사용될 수 있는 저주파 신호 검출에 실용화를 기대 할수 있으며, 센서 어레이(array)를 통하여 고감도 다중화로 발전될 수 있다.

파장분할다중 광통신시스템은 파장통과 대역폭이 좁으면서, 파장통과 대역을 넓게 가변시킬 수 있는 집적광학형 광여파기를 필요로 하고 있다. 지금까지 전기광학효과$^{(1)}$ , 스트레인광학효과$^{(2)}$ , 음향광학효과$^{(3)}$ 들을 이용하여 다양한 형태의 광여파기들이 연구되어져왔다. 특히 음향광학효과를 이용한 편광모드변환형 가변파장 광필터 (AOTF: Acousto-Optic Tunable Filter)는 150nm 이상의 넓은 파장가변 범위, 1nm이하의 좁은 파장대역폭, 수 $\mu\textrm{s}$ 정도의 비교적 빠른 스위칭 속도, 그리고 여러 파장 채널을 동시에 선택할 수 있는 특성들 때문에 많은 연구가 진행되어져 왔다. 본 논문에서는 음향파 장벽(acoustic barrier)를 이용하여 표면 음향파(SAW: Surface Acoustic Wave)의 RF 구동파워를 감소시킬 수 있는 구조의 AOTF를 제작하고, 측정 결과를 음향파 장벽을 이용하지 않은 AOTF의 측정 결과와 비교, 검토하였다. (중략)

모드록킹된 광섬유 레이저 자이로스코프(ML-FLaG)$^{(1)}$ 는 일반 거울과 Sagnac 루프 거울로 이루어진 공진기 안에 이득 매질이 포함된 광섬유 레이저의 형태를 가진다. Sagnac 루프 거울을 서로 반대 방향으로 진행하는 두 빛 사이의 위상차를 변조시키면 루프 거울의 반사율이 변조되는데, 여기서 위상 변조 주파수를 공진기의 종모드 간격과 일치시키면 공진기 왕복 주기에 두 개의 펄스가 들어가는 모드록킹된 펄스열을 얻을 수 있다. 이 두 펄스 사이의 시간 간격은 회전율에 따라서 변하기 때문에, 두 펄스 사이의 시간 간격 변화를 측정하면 회전 각속도를 알아낼 수 있다. (중략)

본 논문은 광통신 파장(1.3$mu extrm{m}$)에서 측면 연마된 광섬유와 열광학 평면도파로 결합기의 온도변화에 따른 광의 세기변화를 이용한 광섬유형 온도센서에 관한 연구이다. 본 연구에서 제안된 소자는 광통신영역에서 변화를 가지기 때문에 원거리 측정이 가능하고 열광학 평면도파로의 물질의 선택과 소자의 구조에 따라 넓은 온도감지 범위와 높은 분해능을 가지는 소자의 구현이 가능하다. (중략)

광섬유 전반사형 외부 패브리-패로(TR-EFPI total reflected extrinsic Fabry-Perot inteferometric) 센서를 개발하여 외부 물리량의 변화 크기와 방향을 간편하게 알아낼 수 있도록 하였다. 이 TR-EFPI 센서 탐촉자는 한 개의 단일모드 광섬유와 한 개의 거울도금 광섬유를 모세 유리관 안에 고정하여 공기간극을 형성함에 의하여 만들어진다. 또한 외부 물리량은 변형률을 측정할 수 있도록 알루미늄 시험편의 표면에 부착하고 만능시험기를 사용하여 하중을 증감시키면서 변형률의 변화를 측정하도록 하였다. (중략)

유전체 덮개층을 이용한 impurity free vacancy disordering (IFVD) 기술에 의한 양자우물구조의 밴드갭 조절기술은 양자우물을 갖는 광소자의 제작 및 광소자들의 한판 집적에 광범위하게 적용되어 왔다$^{(1-3)}$ . IFVD 기술의 핵심은 유전체 덮개층의 종류 및 그 특성을 적절히 조절함으로써 양자우물의 밴드갭 및 굴절율을 양자우물 기판상에서 공간적으로 조절하는 기술에 있다. 이러한 목적을 위해 SiN$_{x}$ , SiO$_2$, SrF$_2$ 및 WN$_{x}$ 와 같은 많은 유전체 덮개층에 관한 실험들이 진행되었다 $^{(1-6)}$ . (중략)

Quantum Well Disordering (QWD) has drawn a considerable attention in recent years$^{(1-3)}$ due to its wide applicability to optoelectronic devices. QWD allows modification of the shape of QW in selected regions, hence it modifies the subband energies in conduction and valance bands$^{(4)}$ . This leads to changes in optical properties such as band gap, absorption coefficient and refractive index. Thus such disordering in selected areas enables monolithic integration of various optoelectronic devices such as lasers, EA/EO modulators, waveguides and optical amplifiers. In this paper, we investigate the quantum well disordering effects on photoluminescence spectra by using experimental measurements and theoretical analysis$^{(5)}$ . (omitted)

광결정(photonic crystal)은 빛의 파장 크기 정도의 격자 상수를 지닌 1차원, 2차원, 또는 3차원의 주기적인 구조이다. 광결정에는 광밴드갭(photonic bandgap)이라는 빛의 자발 방출이 억제된 진동수의 영역이 존재하는데, 이 영역을 이용하여 빛의 자발 방출을 조절하고 빛의 흐름을 제어할 수 있다. $^{[1]}$ 지난 10여년간 2차원, 3차원의 광결정 구조에 대한 연구가 많이 이루어져 왔는데, 최근에는 슬랩 도파관(slab waveguide)에 2차원 광결정을 만든 구조에 대한 연구가 활발하게 진행중이다. 이 구조는 평면 방향으로는 광밴드갭 효과로 광모드를 가둘 수 있고 수직 방향으로는 전반사를 이용하여 모드를 가둘 수 있어서 3차원적인 모드 confinement 효과를 얻을 수 있다. [그림 1]의 (a)에 air-bridge 형태의 2차원 광결정 슬랩(photonic crystal slab) 구조를 도식적으로 나타내었고, (b)에는 본 연구실에서 제작한 구조 표면의 scanning electron micrograph을 나타내었다. 현재 몇몇 연구 그룹에서 이와 같은 광결정 슬랩 구조를 이용한 반도체 레이저를 실현하는데 성공하였다.$^{[2,3]}$ (중략)

이온교환방법은 착색된 유리를 생산하기 위하여 수세기 전부터 연구되어 왔다. 1972년 Izawa와 Nagome가 silicate 유리에 Tl$^{+}$이온을 치환하여 평판 도파로를 만든 후, 이온교환은 도파로나 마이크로 렌즈제작 등에 활발하게 연구되어 왔다. 유리 도파로는 광의 진행손실이 적으며, 광섬유와의 우수한 호환성, 그리고, 제작이 용이하고 가격이 싼 장점 등으로 인하여 많은 연구가 진행되고 있는 재료이다. 그러나, 유리에 이온교환으로 광소자를 만들기 위해서는 굴절률변화를 정확하게 예측해야한다. 따라서, 유리에서 이온들의 확산특성을 정확하게 분석하고 실험적으로 확립하는 연구는 매우 중요하다고 하겠다. (중략)

1차원 반도체 구조인 양자 줄(Quantum Wire)은 새로운 물리 현상의 가능성을 보여줄 것으로 기대된다.$^{(1)(2)}$ 이 구조에서 운반자는 2차원 퍼텐셜에 가두어지므로 1차원 퍼텐셜인 양자 우물에 갇힌 운반자 보다 더 많이 양자화가 이루어져 이 운반자의 상태 에너지는 더 쪼개지며, 양자 줄의 상태 밀도는 에너지 준위에 대해 계단 함수가 아닌 변형된 Dirac $\delta$ 함수꼴을 가진다.$^{(3)}$ 그러나, 1차원 반도체 구조인 양자 줄이 나노(nano) 크기 내에서 만들어져야 하므로, 잘 정의된 양자 줄을 만드는 일은 기술상 매우 어려운 일이다. 양자 우물 구조에서 운반자는 결정을 키우는 방향을 따라 나노 크기의 활성 영역 안에 가두어지게 된다. 양자 줄 구조에서의 운반자는 결정 성장 방향뿐만 아니라 수직인 한 방향에서 각각 나노 크기를 갖는 활성 영역에 가두어져야 한다. 여기에서, 결정 성장 방향과 수직으로 활성 영역을 정의하는 것은, 결정 성장 방향과 평행하게 활성 영역을 정의하는 것보다 어려운 일이다. (중략)

최근에 Stranski-Krastanov 방법을 이용한 나노미터 크기의 변형된 섬 구조 제작에 많은 관심을 보이고있다.$^{(1)}$ 이는 결함이 적고, 균일한 저차원의 반도체 구조가 광전자 장치에 지대한 발전을 가져올 것으로 기대되기 때문이다. 예를들어 양자 선이나 양자 점은 반도체 레이저의 이득 영역으로 좋은 특성을 가지는 것으로 알려졌다.$^{(2)}$ 이 논문에서 우리는 Chemical Beam Epitaxy (CBE)를 이용하여 InP 기판 위에 격자상수가 맞지 않는 InAs 층의 성장과 Photoluminescence (PL) 측정을 통해 이 구조의 특성에 대해서 알아보고자 한다. (중략)

We demonstrate a polarization insensitive waveguide filter using quantum well intermixing(QWI). The bandgap of epitaxial layer is modified from 1.55${\mu}{\textrm}{m}$ to 1.40${\mu}{\textrm}{m}$ using QWI and a Bragg grating filter is demonstrated using electron beam lithography technology. The fabricated waveguide filter has a 70% reflection efficiency and a 1.46nm filter bandwidth. Furthermore polarization insensitive transmission characteristics are observed. The device can be applied to photonic integrated circuits(PIC).

Among many optical modulators, we are interested in traveling-wave(TW) multiple quantum well(MQW) electro-absorption modulator which can be used for wide-band applications, covering DC to 30GHz or higher frequencies. In this study, we simulate a 1.3mm InGaAs/lnGaAsP TW MQW EAM using the 3D Finite Difference-Time Domain (FDTD) method. We identify that several geometric factors affect Microwave charateristics. Our calculated data provide useful information to optimize and fabricate ridge-type TW CPW EAM.

대용량의 정보처리에 필요한 새로운 광원에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 가운데, 광원과 광변조 능력을 동시에 가지고 있는 VCSEL이 상당한 주목을 받아 왔지만, 이 소자는 발진하는 레이저의 파장이 활성층의 온도 변화에 따라 천이하는 점과, 편광의 변질 등으로 인해 8$\times$8이상의 고집적 어레이 제작이 어려운 단점이 있어 실용화에 어려움을 겪고 있다. 마이크로 디스크의 위스퍼링 갤러리 모드를 응용한 광양자테 (PQR) 레이저가$^{[l,2]}$ 지닌 몇 가지 특성들은 VCSEL이 가진 문제들을 해결할 수 있는 가능성을 제시하고 있다. 수 $\mu$A에서 nA급의 문턱전류로 구동할 수 있어 주입전류에 의한 활성층의 온도변화 통제가 가능하며, VCSEL이 온도가 증가에 따라 출력파장이 선형적으로 증가하는 반면, PQR 레이저의 출력 파장은 (equation omitted)에 비례하여 증가하므로 온도-파장 관계가 포화되는 영역에서는 주입전류나 외기 온도에 의한 영향을 거의 받지 않는 안정성 때문에 고집적 어레이 광원 제작시 유리하다. 또, 레이저 출력면의 각도에 따라 각각 다른 파장의 빛을 방출하므로, 각도에 따른 각 파장별 필터를 이용하면 광센서 등 여러 가지 용도에 응용할 수 있을 것으로 기대된다. (중략)

광결정(photonic crystal)으로 광원의 자발 방출을 조절하면 문턱전류 없는 레이저, 고효율 다이오드, 파장 크기에서 손실 없이 급격히 꺾을 수 있는 광도파로 등 기존의 광소자에서 얻을 수 없는 좋은 성능을 얻을 수 있을 것으로 예상된다. 이러한 광결정은 유전체를 파장정도 크기에서 주기적으로 배치시킨 인공적인 결정인데 고체에서 원자의 주기적인 배치로 전자가 전파할 수 없는 진동수 영역, 즉 밴드갭이 생기는 것과 유사하게 빛에 대해서 빛이 전파할 수 없는 진동수 영역인 광밴드갭(photonic bandgap)을 가진다. 그런데 관심있는 광영역에서 3차원 모든 방향으로 광밴드갭이 있는 구조물은 마이크로미터보다 작은 내부 구조를 가지는 복잡한 3차원 구조물로 제작이 어렵다. 이러한 어려움을 극복하기 위해 제작이 비교적 용이한 3차원 광밴드갭 구조물이 찾아지고 있다. 다른 접근 방법으로 평면(x-y)에서는 2차원 광밴드갭을 이용하고 제 3의 방향(z축)으로는 전반사를 이용하는 구조는 제작이 용이할 뿐만 아니라 처음부터 광원의 편광을 TE 또는 TM 모드로만 방출 되도록 준비해 줄 수 있으면 거의 3차원 광결정에서 얻을 수 있는 효과를 낼 수 있는 것으로 발표되었다.$^{(1)}$ 이 방법을 이용하여 최근에 미국의 캘리포니아 공과대학(Caltech)을 중심으로 레이저 동작을 보여 주었다.$^{(2.3)}$ 공기로 둘러싸인 얇은 유전체 평판에서 생기는 전반사와 평판 위에 2차원 삼각형살창(triangular lattice)에 구멍을 뚫어 얻는 2차원 광밴드갭을 이용해 3차원 공진모드를 형성하였다. 이러한 구조에서 1개만 구멍을 매워서 만든 공진기는 저온(143 K)에서 레이저 발진을 보였고 여러 개의 구멍을 매운 경우는 상온에서 펌프 펄스의 유지시간이 0.5% 인 경우 레이저가 동작하는 것을 보여주었다. 이는 구조내에서 열전도가 문제가 된다는 것을 의미하는데 위아래가 공기로 둘러 싸여 있어 발생한 열이 가는 유전체 네트웍을 통해서만 전달 될 수 있기 때문이다. (중략)

Internet사용자의 급격한 증가에 따라 저가격이며 대용량의 optical access network의 구축이 시급한 실정이다. 광통신의 infrastructure를 구성하기 위해서는 광모듈의 저가격화가 가장 시급한 문제이다. 광모드 변환기가 집적된 반도체 레이저(SSC-LD)는 단일모드광섬유와의 광결합 손실 및 정렬허용오차, 동작시간, 광출력 등을 향상시킬 수 있어, 광가입자계 광송수신모듈의 가격을 낮출 수 있어 최근 매우 활발히 연구되고 있다. (중략)

본 연구에서는 사용한 양자 우물 구조는 그림 1과 같이 각 양자 우물의 두께가 다르게 분포되어 있다. 이러한 불균일 양자 우물 구조는 주로 광대역폭 반도체 광 증폭기를 위한 구조,$^{l).2)}$ 광대역폭 superluminescent diodes에 적용하기 위한 구조,$^{3)}$ 광대역폭 및 온도 비의존성 면발광 레이저를 위한 구조로 이용되고 있다.$^{4)}$ 이들 소자의 실현을 위해 우선 불균일 양자 우물 구조의 특성을 알아볼 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 이 구조를 CBE로 성장하고 릿지형 반도체 레이저를 제작하여 광학적 특성을 조사하였다. (중략)

광굴절률 현상은 optical signal processing과 홀로그램 기억소자로 널리 응용 될 수 있기 때문에 지금까지 광범위하게 연구되어져 왔다. 광굴절률 현상에서 중요한 변수는 빛이 있는 동안 drift, diffusion 과 photovoltaic current와 같은 전하 운반 메카니즘을 통해서 local charge의 재분포에 따른 공간전하장(Space-charge field, $E_{sc}$ )이다. 지금까지 single beam에 의한 공간전하장을 측정하는 방법으로 birefringenc $e^{1.2}$ 와 interference metho $d^{3}$을 이용하여 굴절률 변화를 측정함으로써 얻을 수 있었다. 그러나 이런 방법들은 공간전하장의 변화를 측정하기위해서 전기광학계수를 측정하여 얻는 간접적인 방법이고 또한 실험방법도 다소 복잡하다. 따라서 본 투고에서는 이미 발표된 광굴절률 현상시 제 2 고조파 세기(SHG)의 변화로부터 공간전하장을 간단하게 측정하는 방법을 이용하여 congruent, MgO가 4mole%, F $e_2$O가 0.1mole% 첨가된 LiNb $O_3$ 단결정의 공간전하장에 대해서 연구를 하였다. 이 방법은 전기광학물질인 LiNb $O_3$에서 SHG 위상정합조건이 dc 전기장에 의존하는 성질을 이용한 것이다. 그리고 온도가 일정할 경우 전기장의 변화에 따라 SHG의 크기가 변함을 이용하였다. (중략)

최근에 광연결(optical interconnection)을 위한 목적으로 LiNbO$_3$(0.03 mol% Fe doped)결정에 광굴절(photorefractive) 도파로를 기록하는 방법이 소개되고$^{(1-2)}$ 있는데 제작 방법과 원리는 다음과 같다. 17mW 출력의 He-Ne 레이저광을 렌즈로 통과시켜 빔의 크기를 줄인 후 초점은 LiNbO$_3$크리스털에 입사하는 반대편 면에 맞추어 입사시킨다. 그림 1에서 +y방향으로 초점이 입사면을 통과할 때까지 크리스털을 이동시켜 도파로를 만든다. 이 때 이동하는 방법은 10ms 노광시킨 후 15$mu extrm{m}$씩 불연속적으로 움직여 나간다. (중략)

SBN, BSKNN KNSBN 등의 tungsten-bronze 계열에 속하는 광굴절 결정은 짧은 파장에서 좋은 감광도와 빠른 응답시간을 갖는다. 이중에서도 KNSBN 결정은 큰 크기의 결정 성장 및 도핑이 용이하고 광굴절 결정에서 중요한 특성 중 하나인 열 안정성(thermal stability)이 좋기 때문에 빠른 응답특성이 요구되는 응용분야에서 촉망받는 매질이다. 본 논문에서는 광정보저장, 광정보처리, 광컴퓨터, 광통신과 같은 다양한 분야에서 응용가능성을 가지는 Cu가 0.04wt.%도핑된 5mm$\times$5mm$\times$5mm 크기의 KNSBN 결정을 이용한 광신호의 증폭기술에 대하여 연구하였다. 먼저 Cu-KNSNB 결정의 2광파 결합 특성을 분석하기 위하여, 기록 파장에 따른 지수이득계수의 외부입사각의존성, 최대 지수이득계수를 나타내는 외부입사각에서 입사빔의 세기비에 따른 2광파 결합 이득을 측정하였다. 또한, 632.8nm파장 영역에서 기록 및 삭제시간 상수, 회절 효율의 입사빔 세기비 의존성을 측정하였다. 그리고, 음향-광학 변조기(AOM: acousto-optic modulator)에 의해 진폭 변조된 신호빔을 이용하여 광신호 증폭특성을 분석하고 그 결과를 제시하였다. 이때 두 빔의 입사각은 최대 지수이득계수를 나타내는 입사반각 12$^{\circ}$로 고정하고, 감쇄기를 이용하여 신호빔의 세기를 조절하면서 신호빔의 차동이득을 측정하였다. 투과된 신호빔은 같은 주파수에서 차동 이득(diffrerential gain)을 보였으며, 이는 moving grating과 시간-변조된 신호빔(또는 펌프빔)사이의 새로운 상호작용은 광굴절 결정의 시간 적분 특성에 의한 것이다. (중략) 경우는 상온에서 펌프 펄스의 유지시간이 0.5% 인 경우 레이저가 동작하는 것을 보여주었다. 이는 구조내에서 열전도가 문제가 된다는 것을 의미하는데 위아래가 공기로 둘러 싸여 있어 발생한 열이 가는 유전체 네트웍을 통해서만 전달 될 수 있기 때문이다. (중략)$^4$A$_2$에 의한 nophonon line R$_1$, R$_2$(680.4, 678.5 nm) 및 $^2$T$_1$$\longrightarrow$$^4$A$_2$(655.7, 649.3, 645.2 nm)의 형광방출 스펙트럼을 얻었으며, 형광수명은 0.264 ms로 조사되었다. 제조된 레이저 발진봉은 직경 6.3 m, 길이 45 nm이었다.\pm$0.06kHz Ge $F_4$; -1.84$\pm$0.04kHz$0.04kHz/TEX>0.04kHz 모국어 및 관련 외국어의 음운규칙만 알면 어느 학습대상 외국어에라도 적용할 수 있는 보편성을 지니는 것으로 사료된다.없다. 그렇다면 겹의문사를 [-wh]의리를 지 닌 의문사의 병렬로 분석할 수 없다. 예를 들어 누구누구를 [주구-이-ν가] [누구누구-이- ν가]로부터 생성되었다고 볼 수 없다. 그러므로 [-wh] 겹의문사는 복수 의미를 지닐 수 없 다. 그러면 단수 의미는 어떻게 생성되는가\ulcorner 본 논문에서는 표면적 형태에도 불구하고 [-wh]의미의 겹의문사는 병렬적 관계의 합성어가 아니라 내부구조를 지니지 않은 단순한 단어(minimal $X^{0}$ elements)로 가정한다.

광전달망에서 전송용량의 폭발적인 수요 증가에 대처하기 위한 최적의 솔루션으로 파장분할다중화(WDM: wavelength division multiplexing) 방식이 도입되고 있으며, 그 적용 영역 또한 장거리 시외망, 단거리 시내망부터 인터넷 트래픽 전달용 백본망을 위한 핵심기술로 정착될 것으로 예측하고 있다. WDM 광전송 방식은 기존의 시분할 다중(TDM: time division multiplexing) 방식이 갖는 동기식(SDH: synchronous digital hierarchy) 전송기술의 한계를 보완할 수 있으며, 신호의 다중화 및 역다중화 구성체계가 단순하고, 입력 광신호에 대한 신호속도나 형태등의 제한도 없기 때문에, 기존의 동기식 전송에 비해 전송용량을 쉽게 확장할 수 있다는 장점을 가지고 있다. (중략)

Silver-halide sensitized gelatin(SHSG)의 처리 과정에서 silver-halide입자가 감광유제(emulsion)로부터 제거되고, 노출영역과 비노출영역 사이의 gelatin경화정도로 인한 굴절률 변조로 홀로그램 이미지를 기록한다. 일반적으로 널리 사용되는 홀로그램 감광물질로는 silver-halide, dichromated gelatin, photoresist, photochrome 등이 있는데, 이중 silver-halide는 다른 감광물질과 비교하여 고해상도와 큰 감광대역폭, 높은 S/N비, 취급의 용이성과 경제적 이점, 균일한 제품으로 상용화될 수 있다는 점에서 가장 편리하게 사용되고 있는 기록 매질이다. (중략)

3차원 영상은 정보전달의 효과 면에서 기존의 어떠한 디스플레이보다 월등한 것으로 평가되고 있으며, 입체 TV/영화, 게임, 의료, 관광, 전시, 회의 등의 여러 분야에서 다양하게 응용되리라 기대된다. 이에 따라 3차원 영상을 구현하기 위한 여러 방법들이 활발히 연구되고 있다. 홀로그래피 방법은 이론적으로 완전한 입체 영상을 구현할 수 있으나, 광원으로 레이저를 사용해야 하는 등 현재로서는 해결해야 할 문제들이 많다. 양안 시차를 이용한 stereoscopy 방법은 multi-view 방식이 꾸준히 연구되고 있지만, 시점의 위치가 고정되고 눈의 피로도가 증가하는 단점이 있다. 본 논문에서는 최근 주목받고 있는 IP(Integral Photography) 방법을 이용한 3차원 동영상 디스플레이 기술에 대한 기초 연구 수행 결과를 논의하고자 한다. Photographic 기술을 이용한 IP 방법은 1908년 Lippmann에 의해 처음 제안되었다. (중략)

프라운호퍼 회절에 의하여 주어진 세기 무늬를 발생시키는 회절광학소자(Diffractive Optical Element, DOE)는 회절무늬소자, 키노폼(kinoform), 컴퓨터 푸리에 홀로그램 (computer-generated Fourier hologram) 등으로 불리우며, 광정보처리, 광연결, 레이저가공에서 중요한 역할을 한다. 이 소자를 설계하는 매우 다양한 방법들이 제안되었는데, iterative Fourier transform 알고리즘(IFTA)과 이를 변형한 알고리즘들이 가장 널리 사용된다. IFTA는 fast Fourier transform(FFT)를 활용하므로 계산시간이 절감되지만 국소 최소점에 고착되는 stagnation문제가 있어 이를 해결하기 위한 많은 변형된 알고리즘들이 제안되었다. 본 연구에서는 최근에 제안한 new Pnoise algorithm with hybrid input-output algorithm(NPA-HIOA)$^{(1)}$ 의 설계 성능을 IFTA, hybrid input-output 알고리즘(HIOA), new Pnoise 알고리즘(NPA)$^{(2)}$ , Nonlinear Least-Square (NLS)$^{(3)}$ 등의 기존의 알고리즘들과 비교하고자 한다. (중략)

3차원 영상을 디스플레이하기 위한 반사형 광기록식 공간 광소자(Optically Addressed Spatial Light Modulator)를 연구하였다. 다시점 영상으로 표현되는 3차원 영상을 시분할 방식으로 디스플레이 하기 위해서는 고속의 프레임 구동이 가능한 디스플레이 소자가 있어야 하는데 본 연구에서는 Surface Stabilized Ferroelectric Liquid Crystal을 이용하여 그림 1과 같은 구조를 갖는 소자를 제작하였다.$^{(1)}$ 입력상이 입사되는 방향에 1.1 미리 미터 정도의 ITO 유리 기판이 있으며 투명 전극 다음에 약 2마이크론 정도의 비결정질 구조를 갖는 Si:H 감광층이 있다. 반사형 구조를 위해서 반사경으로 알루미늄 층을 10마이크론 X 10 마이크론 크기의 미소 패턴으로 화소화하였으며 강유전성 액정 결정을 Surface Stabilized화하기 위해서 배양막과 2 마이크론 이하의 Spacer를 두었다. 일반적인 액정 소자와 같이 다시 배양막과 유리 기판을 갖게 하였다. (중략)

DVD는 CD사이즈의 광디스크에 고화질기 MPEG2 디지털 압축동화를 두 시간이상 수록할 수 있는 기록 및 재생기기로써 최초의 규격서가 1996년 8월에 발행되었다. 650nm의 적색반도체레이저와 개구수 0.6의 대물렌즈를 채용한 광픽업으로 직경 12cm의 단면디스크에 CD-ROM의 약 7배인 4.7GB에서 17GB까지의 용량저장이 가능하다. 변조방식은, DC성분을 억제할 수 있고, 또한 DR(Density Ratio)이 큰 EFM-Plus 변조를 채용하고, 에러정정방식은 32kB를 하나의 블록으로 하는 Reed Solomon Product code이다. File system은, 음성, 화상데이터와 컴퓨터 데이터를 통합할 수 있도록 계층구조로 하고, ISO9669 파일시스템과 UDF파일시스템을 함께 사용하고 있다. (중략)

Edge emitting 레이저 다이오드의 전형적인 모양은 그림 1과 같다. 반도체 레이저는 다른 종류의 레이저에 비하여 체적이 매우 작으며 제조 단가가 저렴하고 대량생산이 용이할 뿐 아니라 수 mA의 전류만 흘리면 레이저가 되는 이점이 있으므로 광통신용 응용 외에도 바코드 리더, 비디오 디스크, 오디오 디스크, 레이저 프린터, 포인터 등에 폭넓게 이용된다. 하지만 다른 레이저들에 비하여 발산각이 큰 편인데 p-n 접합에 나란한 방향과 수직인 방향의 발산각은 각각 λ/w와 λ/l 로 타원모양을 갖게 된다$^{(1)}$ . LD의 발광 부분은 폭이 작으므로 일정한 높이에서 정확한 세기분포를 측정하기 위하여 그림 2와 같이 본 연구실에서 제작한 NSOM (Near-filed Scanning Optical Microscope) 구조를 이용한다$^{(2)}$ . (중략)

자연계에 존재하는 잡음은 대부분의 경우에 있어서 그 부정적인 면이 부각되어 왔고, 따라서 이를 없애거나 줄이려는 노력들이 이루어져 왔다. 하지만 최근 들어 비선형계에서 나타나는 비선형 공명(stochastic resonance), 특히 생체계에서 이루어지는 정보의 전달에서의 잡음의 긍정적인 역할은 많은 관심을 끌고 있고 많은 연구가 이루어지고 있다[1,2]. 또한 잡음이 비선형 비평형 동역학계의 행동에 영향을 미쳐서 원하는 상태로 이끌어 가거나 원하는 상태를 유지하는데 결정적인 역할을 하는 것이 알려지고 있다[3]. (중략)

1962년 Armstrong 등에 의해 second harmonic generation(SHG) 의 이론이 완성된 후 SHG 효율을 높이기 위한 방법으로 비선형성이 큰 물질의 개발과 더불어 위상정합(phase matching)을 만족시키는 여러가지 방법이 연구 되었다. 특히 위상정합의 경우 지금까지는 복굴절을 이용하는 방법이 널리 사용되었으나 이 경우 입사광의 파장이 제한적이고, 많은 무기물 결정에서 비선형광학계수의 가장 큰 텐서 성분인 $d_{zzz}$를 사용할 수 없다는 단점을 가지고 있다. 반면 유사위상정합(Quasi-phase matching:QPM) 은 비선형광학계수( $d_{zzz}$)의 방향을 결맞음 길이(coherence length)마다 분극반전 시켜주어 2차 조화파의 진폭을 길이방향으로 계속 증가시키는 방법으로 구역반전된 길이를 조절하면 거의 모든 파장에 대해 비임계 위상정합( $d_{zzz}$ 사용)이 가능하고, 2차 조화파가 기본파의 전파경로에서 벗어나는 walk-off 현상이 없어 SHG 전환효율을 극대화할 수 있다. (중략). (중략)

Nd:YAG 레이저의 수동적 Q-switching을 위해서는 대부분 유기물인 dye를 포화흡수체로 이용해 왔으나, 장시간 사용시 dye 분자의 결합이 끓어지면서 생기는 photodegradation으로 인하여 안정성에 많은 문제를 가지고 있다. 최근에 Cr$^{4+}$ :YAG 단결정의 물리적인 특성과 열적 안정성이 밝혀지면서 Nd:YAG 레이저의 Q-switching용 포화흡수체로 대치되고 있다[1]. 본 실험에서는 Z-Scan 방법을 이용하여 입사광의 세기에 따른 Cr$^{4+}$ :YAG 단결정의 흡수변화를 측정하였으며, 또한 Cr$^{4+}$ :YAG 단결정의 성장이 진행될수록 결정성장 길이에 따라 Cr 이온의 농도가 낮아지는 현상이[2] 발생하는데 두가지 서로 다른 결정화분률에 대해서 비선형 흡수를 비교하였다. (중략)

Jo Bessel 빔은 무회절 빔으로서 빔이 전파해 가면서 강도 분포의 변화가 없는 빔이다.$^{[1]}$ 이 베셀빔을 구현하기 위해서는 무한대의 크기를 갖는 수렴렌즈를 사용하여야 하기 때문에 완벽한 베셀빔을 구현할 수는 없다. 그러나 원고리형 슬릿$^{[3]}$ , Axicon 및 Computer -Generated Hologram(CGH)을 사용하여 근사적인 Bessel 빔을 만들 수 있다. 본 실험에서는 Negative Branch Unstable Resonator(NBUR) 고리형 Nd:YAG 공진기와 scraper 출력경을 사용하여 원고리형 출력광을 얻으며, 이에 의한 Bessel 빔을 구현 하기 위한 이론적인 배경과 이의 전산시늉을 시도하고, 실험결과와의 비교, 분석하였다. (중략)

공간솔리톤(spatial soliton)은 빔이 매질을 진행할 때 자기집속 효과(self-focusing effect) 와 자기확산 효과(self-defocusing effect)에 의해서 회절이 보상되어 형성된다. Kerr 매질에서는 굴절률의 변화가 빔의 세기에 비례하하므로 솔리톤을 발생시키기 위해서는 수 MW/$ extrm{cm}^2$ 이상인 빔의 세기가 요구된다. 광굴절 매질은 광굴절효과에 의해서 굴절률의 변화로 공간솔리톤을 발생시킨다. 비균일한 빔이 매질에 입사되면 전도대로 여기된 free carrier가 분포 차이에 의해서 확산이 일어나게 된다. 그리고 외부에서 걸어준 전기장 및 광기전력 효과로 인한 drift가 일어나게 되고 이것에 의해 생긴 공간 전하장(space charge field)에 의하여 굴절률의 변화가 생긴다. (중략)

레이저 매질은 흡수된 여기 파워에 의해 매질 내부에서 열이 발생하고, 매질 표면을 따라 냉각이 진행되어 매질 내부에서는 불균일한 온도분포가 발생하게 된다.$^{[1,2]}$ 레이저 매질의 굴절율은 온도에 따라 변하기 때문에 열복굴절과 열렌즈 현상이 일어나 레이저 출력의 손실 및 빔질의 저하를 초래하게 된다.$^{[1,3]}$ 선형 편광 광선을 이용하는 고체 레이저는 레이저 매질을 브루스터각으로 가공하거나 공진기 내부쉐 브루스터판을 삽입한다. 따라서, 선형 편광 광선은 열복굴절에 의한 위상 지연으로 타원 편광이 되고, 타원 편광 광선의 s-성분은 브루스터판에서 반사를 일으키게 되어 레이저 출력의 손실을 일으키게 되므로 레이저 공진기를 구성하는데 있어서 정량적인 열영향의 해석이 필요하다$^{[1,2,5]}$ 열영향에 의한 위상 지연은 방위각 방향과 반지름 방향으로 각각 $\Delta$ $n_{\Phi}$, $\Delta$ $n_{r}$ 만큼 생긴 굴절율의 차이로 발생하고 다음과 같이 표현할 수 있다.$^{[1]}$ (중략)이 표현할 수 있다.$^{[1]}$ (중략)

펄스형 $CO_2$레이저는 적외선 영역인 10.6 $mu extrm{m}$ 파장의 매우 안정된 고출력 펄스를 방출시킬 수 있으므로 산업용, 군사용, 의료용, 각종 물리.화학의 기초 연구용 등의 광범위한 응용 분야에서 각광을 받고 있다. 특히 금속의 정밀절단, 심용접에서는 수 십 Hz로부터 수 kHz의 펄스 출력이 필요하다. 펄스방식은 Normal Pulse와 Super Pulse로 크게 나눌 수 있다. Normal Pulse의 경우에는 Pulse의 파고치가 연속파의 파고치와 동일하기 때문에 펄스시의 평균 출력은 연속파의 경우보다 낮다. Super Pulse의 경우에는 Pulse 파고치를 연속파의 파고치보다 훨씬 높게 할 수 있으므로 평균 출력은 낮지만 첨두 출력이 높아서 유리 등 세라믹 재료의 가공에 널리 사용된다$^{(1)}$ (중략)

1987년에 Tang과 VanSlyke가 유기발광물질중의 하나인 8-hydroxyquinoline aluminum(Alq$_3$)을 사용하여 유기발광소자의 특성[1]을 발표하였으며, 1990년에 영국의 Cambridge대학 Cavendish 연구소는 Poly(p-phenylene vinylene)[2]를 이용한 고분자 발광소자의 특성을 보고하였다. 저분자와 고분자를 이용한 이 두 편의 논문은 낮은 인가전압, 높은 형광효율, 반도체의 성격을 보고하고 있다. 이와 같은 특성들은 실질적인 전기 발광소자에 대한 적용 가능성 및 대형 디스플레이에 대한 개발 잠재력[3]을 시사하고 있다. 특히 본 연구에 사용된 Fabry-Perot 공진기 형태의 광학적 미세공동구조는[4,5] 발광파장을 조절할 수 있을 뿐만 아니라 에너지 재분포로 인해 발광세기를 향상시킬 수 있다는 점에서 다른 EL소자들이 가지는 일반적인 구조와 대조되는 장점을 가지고 있다. (중략)

전기장 발광현상(Electroluminescence, 이하 EL)은 1936년 Destriau$^{[1]}$ 가 ZnS:Cu 분말에서 처음 전기장 발광현상을 발견한 이래 TFEL(Thin Film EL)소자의 구동전압을 감소시키는 문제는 ACTFEL(Alternating Current Thin Film EL)소자의 개발이후 계속적인 관심의 대상이 되어왔다. TFEL 소자는 전기적으로 용량소자이므로 전기장 인가시 각 층의 정전용량의 역수에 비례하는 전압이 분배되므로 동일한 조건의 형광막 사용시 소자의 구동전압을 낮추기 위해서는 절연박막의 두께를 줄이는 방법과 유전율이 높은 물질을 사용하는 방법이 있으나, 전자의 경우에는 박막의 결함이 생기기 쉬워 한계가 있기 때문에 고유전율 특성을 갖는 새로운 물질을 개발하는 것이 바람직하다. Ta$_2$O$_{5}$ 박막의 경우 작은 누설전류 특성과 고유전율 특성으로 인해 고집적을 요하는 반도체 분야에서 많은 연구가 진행되어 왔다. 또한 EL소자 응용시 효율면에서 우수한 특성이 기대되며, 특히 수분에 강한 특성을 가지고 있어 EL소자의 안정성이 예견되는 바이다. 본 연구에서는 Ta$_2$O$_{5}$ 박막의 산소 결핍에 따른 전기적 특성에 대해 연구하였고 Ta$_2$O$_{5}$ 박막을 이용한 저전압에서 구동가능한 전기장 발광소자를 제작하여 전기광학적 특성에 대해 연구하였다. (중략

Absorptive bistable laser diode was analyzed by using traveling wave model in conjunction with the finite-difference method. Carrier and photon density distributions were calculated and the output characteristics were obtained. The results for both the steady-state and transient (switching) cases were compared with those of the rate equation approach.

In a recent years, a number of approaches have been studied, including passive, active, and hybrid mode-locking of semi-conductor lasers for short pulse generation and research has been devoted to achieve low timing-jitter operation since the timing jitter is unfavorable for system applications. Among the methods of mode locking, passive mode locking does not need external rf drives, and therefore the operation and fabrication procedures are simplified. In spite of these attractive advantages of passive mode-locked laser, it has critical drawbacks such as large timing jitter and the difficulty in synchronization with external circuits. Their inherent large timing jitter value was shown to be suppressed to certain levels by means of hybrid mode-locking technique$^{(1)}$ , where the saturable absorber section was modulated by an external signal with the cavity round trip frequency. Furthermore, the subharmonic mode-locking (SHML) technique alleviates the restrictions of high speed driving electronics. It has been demonstrated experimentally$^{(1)}$ that the hybrid subharmonic mode-locking technique has lead to significant reduction of the timing jitter. (omitted)