높은 출력의 THz 포토믹서를 위한 네잎클로버 형태의 안테나

우인상,박익모,임한조,한해욱,주홍,Woo, In-Sang,Nguyen, Truong Khang,Park, Ik-Mo,Lim, Han-Jo,Han, Hae-Wook,Chu, Hong 한국광학회 2009 한국광학회지 Vol.20 No.5

To improve the output power of a photomixer as a THz source, we propose a four-leaf clover-shaped antenna structure which is composed of a highly resonant radiation element and a stable DC feed element. The resonance characteristics of the proposed structure were investigated on a half-infinite substrate first as a simplified radiation environment in order to save the computation time. Based on the antenna characteristics on a half-infinite substrate, the antenna structure was designed to have a maximum total efficiency and a maximum directivity on an extended hemispherical lens. In comparison with a full-wavelength dipole, an input resistance of this structure increased six fold and this characteristic significantly improved the mismatch efficiency between a photomixer and an antenna. THz output power from this structure is expected to increase by 2.7 times as compared to a full-wavelength dipole case. 테라헤르츠 광원인 포토믹서의 출력을 향상시키기 위하여 강한 공진의 복사부와 안정적인 DC 급전부로 구성된 네잎클로버 형태의 새로운 안테나구조를 제안하였다. 먼저 복사환경을 단순화시킨 무한기판 위에서 제안한 안테나구조의 공진특성을 살펴보았고, 이를 바탕으로 제안한 구조가 확장형 반구렌즈 위에서 최대의 전체효율과 지향성을 지니도록 설계하였다. 기존의 전파장다이폴안테나와 비교한 결과, 제안한 구조는 공진주파수에서 6배 이상의 높은 입력임피던스 특성을 가짐으로써 포토믹서와의 부정합효율을 크게 개선시켰으며, 이로 인해 테라헤르츠 출력이 전파장 다이폴의 경우보다 2.7배 높게 예상되었다.

N - 형 WO3 계 가스센서의 전기적 특성

양종인,김일진,임한조,한상도,정관수 ( Jong In Yang,Il Jin Kim,Han Jo Lim,Sang Do Han,Kwan Soo Chung ) 한국센서학회 1998 센서학회지 Vol.7 No.3

The sensing and electrical characteristics of WO₃-based n-type semiconductor gas sensors are investigated. In normal air condition, TiO₂(4 wt.%)-doped WO₃-based sensor fabricated without any binder shows the grain boundary (GB) potential barrier height of 0.26 V. Sensors fabricated with alumina, PVA and silica sol binders show 0.17, 0.22 and 0.26 V of GB potential barrier height, respective In the ambience of 120 ppm NO_x concentration, the GB potential barrier height of the sensor fabricated without binder is increased to 0.59. The sensors were fabricated with alumina, PVA, silica sol binders show 0.43. 0.66 and 0.52 V of potential barrier, respectively. Thus the variation of the potential barrier at GB is largest in the sensor fabricated with the PVA binder. This is found to be the main reason why the sensor fabricated with the PVA binder shows the best sensitivity. It is also found that the decrease of sensitivity at a temperature higher than the optimum operation temperature is due to the temperature dependence of the sensor resistance in normal air condition rather than the desorption of the adsorbed NO_x, gas particles. In the ambience of 250 ppm CO concentration, the GB potential barrier heights of the sensors fabricated without binder and with PA binder are about 0.2 V showing negligible change compared to the case of normal air ambience. This fact indicates that these sensors are good candidates for the selective detection of NO_x, gas in the mixture of CO and NO_x gases.

스텁을 갖는 PBG 셀로 구현한 마이크로스트립 PBG 구조 및 듀플렉서

장미영,기철식,박익모,임한조,김태일,이정일,Jang, Mi-Young,Kee, Chul-Sik,Park, Ik-Mo,Lim, Han-Jo,Kim, Tae-Il,Lee, Jung-Il 대한전자공학회 2001 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.38 No.12

본 논문에서는 마이크로스트립 라인에 포토닉 밴드갭(photonic bandgap: PBG) 구조를 구현할 경우 저지대역 내에 형성되는 통과대역의 부분대역폭(fractional bandwidth)을 효과적으로 조절할 수 있는 PBG 구조의 설계에 관하여 연구하였다. 이 구조는 결함을 갖는 통상적 PSG 구조의 기본 PSG 셀(cell)에 스텁(stub)을 더하여 구현한 것으로 PBG 셀에 첨가된 스텁 길이가 증가함에 따라 스컷(skirt) 특성이 현저하게 개선됨을 볼 수 있었다. 이때 차단주파수(cutoff- frequency), 저지대역 및 통과대역의 중심주피수는 저주파 쪽으로 이동하였고 통과대역폭은 감소하였다. 이러한 결과는 PBG 셀에 스텁을 활용함으로써 저지대역 내에 형성되는 통과대역의 부분대역폭을 효과적으로 조절할 수 있음을 보여준다. 또한 스텁을 갖는 PBG 구조를 응용하여 우수한 스컷 특성을 갖는 듀플렉서를 설계할 수 있음도 보였다. We have studied the design of the photonic bandgap (PBG) structure on the microstrip line that can effectively control the fractional bandwidth of the passband formed in the stopband by adding the stub in the cell of the microstrip PBG structure. As the length of the stub increases, the cutoff frequency and the center frequency of the stopband are decreased, while the bandwidth of the stopband is increased. We have also found that the fractional bandwidth of the passband formed in stopband by the introduction of defect decreases as the stub length is increased. These results mean that adding the stub in the normal PBG structure is an effective way to control the fractional bandwidth. As an application example, we have implemented a microwave duplexer using the proposed structure.

고출력 테라헤르츠파 발생을 위한 새로운 구조의 Yagi-Uda 안테나

한경호,박용배,김상인,박익모,임한조,한해욱,Han, Kyung-Ho,Park, Yong-Bae,Kim, Sang-In,Park, Ik-Mo,Lim, Han-Jo,Han, Hae-Wook 한국광학회 2008 한국광학회지 Vol.19 No.1

본 논문에서는 테라헤르츠 대역에서 동작하는 새로운 구조의 Yagi-Uda 안테나를 설계하였다. 제안한 Yagi-Uda 안테나는 안테나의 driver를 반 파장 다이폴이 아닌 전 파장 다이폴을 사용함으로써 공진주파수에서 $2000{\Omega}$ 정도의 높은 입력 저항을 얻을 수 있었다. 바이어스 선에 Photonic Bandgap 구조를 적용하여 바이어스 선로로의 전류누설을 최소화 하였고, 안테나를 얇은 기판에 설계함으로써 기판의 비유전율로 인한 안테나의 임피던스 저하를 막고 Yagi-Uda 안테나 고유의 단방향 지향적인 복사특성을 나타나게 하였다. 따라서 제안한 Yagi-Uda 안테나는 포토믹서와의 임피던스 부정합 문제를 개선하여 테라헤르츠파의 출력을 증가 시킬 수 있을 것이라 예상한다. In this paper, a new type of Yagi-Uda antenna that operates in the terahertz frequencies is designed. The proposed Yagi-Uda antenna can obtain high input resistance of approximately $2000{\Omega}$ at the resonance frequency by using a full-wavelength dipole instead of a half-wavelength dipole as the driver element. The current leakage into the bias line was minimized by applying the photonic bandgap structure to the bias line. By designing the antenna on a thin substrate, the impedance lowering of an antenna caused by the relative dielectric constant of the substrate was prevented and the end-fire radiation pattern which is the original radiation characteristic of the Yagi-Uda antenna could be obtained. We expect that the proposed Yagi-Uda antenna can achieve increased terahertz output power by improving the impedance mismatching problem with the photomixer.

도파모드 공진을 이용한 태양전지의 흡수효율 증대

김두성,김상인,이재진,임한조,Kim, Doo-Sung,Kim, Sang-In,Lee, Jae-Jin,Lim, Han-Jo 한국광학회 2010 한국광학회지 Vol.21 No.1

In this study, we propose a grating structure using guided-mode resonance (GMR) to increase the absorption efficiency of a silicon solar cell. The proposed solar cell design consists of a one-dimensional diffraction grating and a planar waveguide layer of poly-silicon deposited on a silver reflector. We investigate the influence of structure parameters such as grating period, waveguide thickness, grating width and grating depth. Optimal parameters are found using the particle swarm optimization (PSO) algorithm. In the optimized GMR-assisted solar cell, absorption efficiency up to 65.8% is achieved in the wavelength range of 300 nm~750 nm. 본 논문에서는 실리콘 태양전지의 흡수효율 증가를 위해 도파모드 공진 특성을 이용한 격자 구조를 제안하였다. 도파모드 공진을 이용함으로써 두께를 ~200 nm 수준으로 줄이면서도 높은 흡수율을 기대할 수 있는 태양전지 설계가 가능함을 확인하였다. 제안된 구조는 은으로 된 반사경 위에 격자구조를 갖는 Poly-Si 유전체 층이 존재하는 1-D 구조로서 각 구조변수들 즉 격자의 주기, 유전체 두께, 격자 간격 및 깊이 등이 흡수 효율에 어떤 영향을 미치는지 알아보고, 변수들의 조절을 통해 최적의 구조를 찾고자 시도하였다. PSO알고리즘을 사용하여 제안된 구조의 적절성을 확인 하였으며, 이로부터 65.8%의 유효 흡수율을 얻을 수 있었다.

WDM 시스템에 적합한 광결정 대역 통과 필터 설계

박동수,김상인,박익모,임한조,Park, Dong-Soo,Kim, Sang-In,Park, Ik-Mo,Lim, Han-Jo 한국광학회 2005 한국광학회지 Vol.16 No.3

본 논문에서는 2차원 광결정 공진기의 결합을 통해 WDM시스템에 적합한 특성을 가지는 공진 필터를 설계하였다. 공진기간의 결합에 있어서 고려해야 할 요소를 시영역에서의 모드 결합이론(coupling modes in time)을 적용하여 이론적으로 분석하였으며, 전자회로 등가화를 이용하여 쉽게 그 요소를 결정할 수 있음을 보였다. 공진기 결합에 있어서 공진기 간의 간격에 따른 위상천이에 대해서 외부감쇄에 의한 Q-factor를 조정함으로써 보상할 수 있음을 확인하였고, 2차원 광결정 점결함 공진기를 이용하여 500GHz의 대역폭을 가지며 통과대역에서 0.5 dB 리플을 가지는 3차 Chebyshev 대역 통과 필터를 설계하였다. We have designed photonic crystal based bandpass filters whose characteristics are suitable for WDM communication system. The filters consist of coupled point defect resonators in two-dimensional photonic crystal. The frequency response of coupled resonators has been analyzed by the coupling of modes in time, from which the design parameters for the coupled resonator filters have been extracted. For the appropriate choice of the design parameters, each resonator is treated as a lumped L-C resonance circuit, and from the analogy between the equivalent circuit and the standard L-C filter circuits, the design parameters are simply determined from the table for general filter circuit design. Based on the determined design parameters, a photonic crystal based filter has been designed and its performance has been calculated using the finite-difference time-domain method. The designed filter shows a pass band of 50GHz and 0.5 dB in-band ripple, which is suitable for typical WDM communication systems with 100GHz channel spacing.

기초과학연구논집 - 1994 년 연구실적편 - / 물리학 : 열처리에 의하여 p - 형으로 반전된 반절연성 GaAs 의 전기적 특성

고석중(Suk Jung Gho),최병두(Byung Doo Choe),박승환(Seoung Hwan Park),임한조(Han Jo Lim) 대구가톨릭대학교 자연과학연구소 1994 기초과학연구논문집 -연구실적편- Vol.1994 No.-

기초과학연구논문집 - 1993 년 연구실적편 - / 물리학 : InGaAs/GaAs 양자우물 표면발광레이저 설계에 관한 연구

박승환(Seoung Hwan Park),최병두(Byung Doo Choe),정원국(Weon Guk Jeong),김인(In Kim),임한조(Han Jo Lim) 대구가톨릭대학교 자연과학연구소 1993 기초과학연구논문집 -연구실적편- Vol.1993 No.-

고전압 전력 MOSFET의 설계기술개발

최연익,임한조,노영화 亞洲大學校 1986 論文集 Vol.9 No.-

Design programs which can be used for the fabrication of high-voltage power MOSFET's have been developed on HP-15C programmable calculator. Also, we proposed a method for finding optimum gate pitch with source pitch given after the specifications of the starting wafer and fabrication process were determined. The method was applied to the cases of using two kinds of epitaxially grown wafers and variations of on-resistance were studied in terms of source geometry, source pitch, gate-drain over-lap ratio, etc.

WO₃계 NO_(x)센서의 검지 특성과 바인더 첨가 효과

양종인,한상도,김일진,손영목,임한조 경북대학교 센서기술연구소 1997 센서技術學術大會論文集 Vol.8 No.1

The effects of various binderssuch as PVA, silica sol and alumina on the sensing characteristics of TiO_(2) (4 wt. %)-doped WO_(3)-based NO_(x). sensors were investigated. The sensor with PVA (polyvinyl alcohol) binder showed an improved sensitivity (R_(gas)/R_(air)- in NO_(x) 15 ppm = 375), response time and cross-sensitivity (selectivity) for interference gases (CO, SO_(2), CH_(4), C_(3)H_(8)). It could also be operated at a lower consumption power (about 1.6W at 180℃). The sensors with silica sol and alumina binders showed a decreased sensitivity (R_(gas)/R_(air) in NO_(x) 15 ppm = 63 and 31, respectively) for NO_(x) gas sensing, but they showed an improved cross-sensitivity, response and recovery time (1 -2 min. and 1 min., respectively) than the sensor fabricated without binder.