컴퓨터로 설계한 2 위상 흘로그램 광 저대역 필터에서 위상차가 필터의 MTF 특성에 미치는 영향

고춘수,오용호,Go, Chun-Soo,Oh, Yong-Ho 한국전기전자재료학회 2005 전기전자재료학회논문지 Vol.18 No.8

When we design a binary phase holographic optical low-pass filter (HOLF), the phase difference is generally set to be $\pi$ to optimize the diffraction efficiency. However, the phase difference of real HOLF mostly deviate from $\pi$ by the error in the fabrication process. The deviation causes the (0,0)-th order diffracted beam to increase, which results In raising the diffraction efficiency. To study the effects of the phase error on the performance of HOLF, we calculated the MTF of HOLF for various phase differences. The results show that the phase error of 10 $\%$ makes little change in the filtering characteristics of HOLF. Considering the filtering by lens and CCD, the effects of the phase error becomes much smaller. To confirm it experimentally, we fabricated HOLFs for various phase differences. After installing it in a digital camera, we take picture of test targets and observe the Moire fringes and the resolution. The results agree with our prediction.

주기적인 홀로그램에 입사하는 레이저빔의 크기가 주기와 유사할 때의 프라운호퍼 회절 패턴에 대한 연구

고춘수,임성우,오용호,Go, Chun Soo,Lim, Sungwoo,Oh, Yong Ho 한국전기전자재료학회 2018 전기전자재료학회논문지 Vol.31 No.4

The ratio of the period of a diffractive element to the input beam size is a critical parameter in a diffractive beam shaper. We measured and calculated the Fraunhofer diffraction patterns of a periodic hologram with an input beam size similar to the period of the hologram. The measured intensities show very complicated patterns and are strongly dependent upon the center position of the laser beam relative to the hologram. Using a diffraction formula for a periodic hologram, we calculated the diffracted light intensities and fit them to the measured ones. The measured and calculated intensities are in good agreement even when the beam diameter of the incident laser is similar to the period of the hologram. We can therefore use this formula to estimate the output of a periodic beam shaper even under such an extreme condition.

몬테카를로 분석 방법을 이용한 AWG의 위상 오차 측정

고춘수,오용호,임성우,Go, Chun-Soo,Oh, Yong-Ho,Lim, Sung-Woo 한국광학회 2011 한국광학회지 Vol.22 No.5

We propose a new method to measure the phase errors of an AWG(arrayed waveguide grating) through Monte-Carlo analysis. In the frequency domain method, we used the Monte-Carlo method to fit the theory to the experimental results. The phase and amplitude values are obtained from the fitted theory. To verify our method, we carried out a simulation. Some phase errors were included to make a virtual interferogram and we measured the actual AWG phase errors from it by our method. The results show that our method gives good results if the laser tuning range is larger than 1.7 times of the AWG FSR(free spectral range) and if the phase errors are within ${\pm}50^{\circ}$. 몬테카를로 방법을 기반으로 한 수치해석을 이용하여 AWG(arrayed waveguide grating)의 위상 오차를 측정하는 방법을 제안한다. 진동수 영역 측정법에서 실험치와 가장 근접한 이론치를 구하기 위해 몬테카를로 방법을 사용하며 최적화된 이론치로부터 AWG 각 도파로의 진폭과 위상값들을 결정한다. 이 방법의 타당성을 검증하기 위해 모의실험을 수행하였다. AWG의 각 도파로에 임의로 위상 오차를 설정하여 가상의 실험치를 만들고 우리의 방법을 통해 거꾸로 위상 오차를 알아냈다. 모의실험 결과 간섭계 광원의 진동수 변조 범위가 AWG FSR(free spectral range)의 1.7 배보다 클 때, 그리고 위상 오차가 ${\pm}50^{\circ}$ 이내일 때 매우 정확하게 위상 및 진폭을 측정할 수 있음을 확인하였다.

주기적인 홀로그램을 이용한 레이저 광 세기 균일화기에서 균일도를 최적화하기 위한 홀로그램의 조건

고춘수,오용호,임성우,Go, Chun-Soo,Oh, Yong-Ho,Lim, Sung-Woo 한국전기전자재료학회 2011 전기전자재료학회논문지 Vol.24 No.7

We report on the design of a holographic homogenizer composed of a periodic hologram and a condensing lens. If the hologram is periodic, the homogenizer is free from the alignment error of the incident laser beam. Holographic homogenizer also has an advantage of the flexibility in the size of the target beam. We calculated theoretically the Fraunhofer diffracted wave function when a rectangular laser beam is incident on a periodic hologram. The diffracted wave is the sum of sinc functions at regular distance. The width of each sinc function depends on the size of the incident laser beam and the distance between the sinc functions depends on the period of the hologram. We calculated numerically the diffracted light intensity for various ratios of the size of the incident laser beam to the period of the hologram. The results show that it is possible to make the diffracted beam uniform at a certain value of the ratio. The uniformity is high at the central part of the target area and low near the edge. The more sinc functions are included in the target area, the larger portion of the area becomes uniform and the higher is the uniformity at the central part. Therefore, we can make efficient homogenizer if we design a hologram so that the maximum number of the diffracted beams may be included in the target area.

단일 통과 라만레이저의 집속 조건에 따른 출력 특성

고춘수(Chun-Soo Go),이재형(Jai-Hyung Lee),장준성(Joon-Sung Chang) 한국광학회 1993 한국광학회지 Vol.4 No.4

단일 통과 라만레이저에서 접속 조건에 따른 1차 Stokes 파의 출력특성을 조사하였다. 펌프빔으로는 Q-switched Nd-YAG 레이저의 기본파인 파장 1.06㎛의 빔을 사용하였고 매질로는 고압 메탄을 사용하였다. 실험 결과 펌프빔을 라만셀로 접속하는 조건에 따라 큰 출력의 차이를 보였는데, 집속상수가 클수록 Stokes 출력이 증가하였다. 이러한 결과는 Stokes와 anti-Stokes의 결합에 의한 이득감소로 이해할 수 있는데, 여기서는 간단한 이론을 통해 집속 조건에 따른 Stokes와 anti-Stokes의 결합의 정도를 알아보고 이득감소 현상을 피하기 위한 집속상수의 기준을 제시하였다. 라만 산란에 수반되는 유도 Brillouin 산란을 측정한 결과 문턱에너지가 집속상수에 비례하여 증가하였고, 이론적으로 이는 다중 모드 레이저를 펌프로 사용할 때 상호작용 거리가 간섭성 거리로 제한되어 나타나는 현상으로 이해할 수 있으며 간섭성 거리를 2㎜라 했을 때 실험 결과와 비교적 잘 일치하였다. Focusing geometry dependence of output Stokes energy in single pass methane Raman shifter is investigated. The experimental result shows that the threshold energy decreases as confocal parameter increases. This result can be explained by gain suppression caused by Stokes - anti-Stokes coupling. In this paper, we give simple analysis for the focusing geometry dependence of Stokes - anti-Stokes coupling and present the criterion of confocal parameter to reduce the gain suppression. Focusing geometry dependence of stimulated Brillouin scattering is measured and the result is in good agreement with theoretical prediction.

마스크 뒷면에 동심원 격자를 사용한 변형조명 방법

오용호,고춘수,임성우,이재철,Oh, Yong-Ho,Go, Chun-Soo,Lim, Sungwoo,Lee, Jai-Cheol 한국전기전자재료학회 2005 전기전자재료학회논문지 Vol.18 No.3

Modified illumination techniques have been used to enhance the resolution of the sub-wavelength lithography. But, since they shield the central part of incident light, the light efficiency is seriously degraded, which in turn reduces the throughput of a lithography process. In this research, we introduced an annular illumination structure that enhances the light efficiency with a concentric circular grating at the backside of a photomask. The efficiency of the structure was theoretically analyzed.

홀로그램 광 저대역 필터의 MTF 특성 개선을 위한 다중 위상 설계

오용호,고춘수,Oh, Yong-Ho,Go, Chun-Soo 한국광학회 2005 한국광학회지 Vol.16 No.4

디지털 영상 장치에서 홀로그램 광 저대역 필터를 사용할 때 해상도 저하 문제를 개선하기 위해 다중 위상 홀로그램을 설계하였다. 자체 제작한 몬테-카를로 방식의 홀로그램 설계 프로그램을 이용하여 회절광 세기 분포가 원형에 가깝도록 홀로그램을 설계하였고 그 회절 효율과 MTF를 구하였다. 설계 결과 홀로그램의 한 주기를 구성하는 셀의 개수는 MTF 특성에 별로 영향을 미치지 못한 반면에 홀로그램의 위상 수는 큰 영향을 미침을 확인하였다. 4 위상 홀로그램은 2 위상 홀로그램과 회절 효율이 같고 MTF 또한 2 위상에서와 같이 저주파수 영역에서 직선 형태가 되어 필터로서의 특성이 변하지 않았다. 그러나 8 위상 홀로그램의 경우에는 회절 효율도 2 위상에 비해 크게 개선되었고 저주파수 영역에서의 MTF 값도 증가하여 필터의 성능이 크게 향상되었다. 16 위상인 경우에는 회절 효율도 더 증가하고 MTF 그래프도 더 위로 볼록한 모양이 되었으나 그 증가 폭은 크게 감소하였다. 설계된 8 위상 홀로그램을 제작하고 MTF를 측정하여 2 위상보다 MTF 특성이 향상됨을 실험적으로 확인하였다. We studied the spatial filtering characteristics of a multi-phase hologram optical low-pass filter(HOLF). Using the Monte-Carlo based hologram generation program, we designed holograms whose diffraction patterns are circular shaped 21 beams and calculated the diffraction efficiencies and MTFs. 4-phase HOLF have the same diffraction efficiency as that of 2-phase HOLF. The MTF graphs of the two are also nearly alike. But 8-phase HOLF shows higher efficiency than those previously discussed and has larger MTF values in the low frequency region. 16-phase HOLF has just a little better characteristics than 8-phase. Considering the errors which can arise in the process of making holograms, 8-phase HOLF fits the goal of improving the resolution of spatial filter. We also fabricated 8-phase HOLF and .measured MTF The experimental results agree well with the theoretical expectations.

큰 회절각을 가진 CGH의 위치에 대한 오차의 보정

이재철,오용호,고춘수,Lee, Jai-Cheol,Oh, Yong-Ho,Go, Chun-Soo 한국광학회 2005 한국광학회지 Vol.16 No.2

주기적인 홀로그램을 제작하기 위한 일반적인 CGH(computer generated hologram)의 설계 프로그램은 회절각 공간에서 설정한 모델 방정식을 사용하고 있다. 따라서 비교적 큰 회절각을 사용하는 경우 평면에서 관찰되는 이미지는 설계와 큰 차이가 생기게 된다. 이를 보정하기 위하여 이러한 오차의 발생원인을 회절이론 분석을 통하여 모델 방정식을 만들었으며 이를 실험을 통하여 검증하였다. 또한 회절각 기반의 기존 프로그램을 교정하지 않으면서 이러한 오차를 보정하기 위한 설계 방법을 제시한다. Most CGH programs use a model equation based on the diffraction angle. Therefore, if the diffraction angle is large enough, the image on a flat screen is distorted. To correct the distortion, we created the model equation from diffraction theory and verified it through experiment. We also suggest a design method that compensates for the distortion without changing the CGH program.

RFCVD 장치를 이용하여 성장한 실리콘 나노와이어의 특성

김재훈,이형주,신석승,김기영,고춘수,김현숙,황용규,이충훈,Kim, Jae-Hoon,Lee, Hyung-Joo,Shin, Seok-Seung,Kim, Ki-Young,Go, Chun-Soo,Kim, Hyun-Suk,Hwang, Yong-Gyoo,Lee, Choong-Hun 한국전기전자재료학회 2007 전기전자재료학회논문지 Vol.20 No.2

We have synthesized silicon nanowires by using RFCVD(Radio Frequency Chemical Vapor Deposition) system on Au deposited p-type Si(100) wafers, and investigated their physical and electrical properties. The silicon nanowires had been grown in the atmospheres of $H_{2},\;N_{2}\;and\;SiH_{4}$ at 10 Torr at the substrate temperatures of $700{\pm}5^{\circ}C\;and\;810{\pm}5^{\circ}C$ respectively. FE-SEM analysis revealed that diameters of the silicon nanowires are $50{\sim}60nm$ with the length of several ${\mu}m$. XRD analysis showed that the growth direction of the nanowires is Si[111]. Field emission characteristics showed that the turn-of voltages at the current of $0.01\;mA/cm^{2}$ are $10\;V/{\mu}m\;and\;8.5\;V/{\mu}m$ for the wires grown at $700{\pm}5^{\circ}C\;and\;810{\pm}5^{\circ}C$, respectively.

라만 발생기에서 문턱에너지의 집속 조건에 대한 의존성

고춘수 圓光大學校 基礎自然科學硏究所 1996 基礎科學硏究誌 Vol.15 No.1

라만 발생기에서 스톡스광과 반스톡스광의 결합을 고려하여 집속조건에 따른 문턱에너지의 변화를 이론적 및 실험적으로 조사하였다. 실험은 Nd:YAG 레이저를 펌핑 광원으로 사용하였고 라만 매질은 40 기압의 메탄이었다. 실험 결과 집속상수(confocal parameter)가 증가할 수록 스톡스광의 문턱에너지가 감소하는 결과를 얻었고 이는 기존의 다른 실험자들의 결과와 같다. 이론적으로 반스톡스광을 고려하지 않을 경우에 집속상수가 클수록, 실험 결과와는 반대로, 무턱에너지가 커지는 결과를 얻는데, 이 논문에서는 스톡스광과 반스톡스광의 결합을 고려하여 실험 결과와 일치하는 결과를 얻었다. The dependence of Stokes threshold energy on focusing geometry is investigated theoretically and experimentally in a Raman generator. The pumping light source is a Nd:YAG laser of pulsewidth 10 ㎱. The Raman medium is methane gas of 40 atm. The experimentally results show that the threshold energy increases as the confocal parameter increases. Theoretically, the coupled equation of the Stokes and anti―Stokes waves is solved and the threshold energy is calculated numerically by the gain of the coupled modes. The results are in good agreement with the experimental results.