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    Comparison of Phase-Screen-Generation Methods for Simulating the Effects of Atmospheric Turbulence

    대기 외란을 모사하는 위상판 생성 방법 비교

    Dung T. Ha, Vuong V. Mai, Hoon Kim

    Dung T. Ha, Vuong V. Mai, 김 훈

    Phase screens are widely used to simulate the effects of atmospheric turbulence on the phase fluctuations of a light beam. We compare ...

    대기를 매개로 사용하는 광학 시스템에서 대기의 난류가 빛의 위상에 미치는 영향을 모사하기 위하여 위상판이 널리 사용된다. 본 논문에서는 위상판을 생성하는 3가지 방법을 ...

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    Phase screens are widely used to simulate the effects of atmospheric turbulence on the phase fluctuations of a light beam. We compare three sampled-based phase-screen-generation methods (the fast-Fourier-transform, subharmonic, and covariance-matrix methods), in terms of accuracy and simulation time. We show that the covariance method generates the phase screens most accurately, with simulation time comparable to the other sampled-based methods.


    대기를 매개로 사용하는 광학 시스템에서 대기의 난류가 빛의 위상에 미치는 영향을 모사하기 위하여 위상판이 널리 사용된다. 본 논문에서는 위상판을 생성하는 3가지 방법을 정확성과 위상판 생성 시간 측면에서 비교 분석한다. 비교에 사용된 샘플 기반 위상판 생성 방법은 FFT, 저조파, 공분산 행렬 방법이다. 공분산 행렬 방법으로 생성된 위상판의 경우 구조 함수 값이 이론치에 매우 가까웠으며, 위상판 생성 시간도 다른 두 방법보다 크게 오래 걸리지 않았다.

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    June 2019
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    Squint-less Phased Array Antenna Near-field Subwavelength Focusing with True-time Optical Delay Line

    광 지연선로를 이용한 스퀸팅이 없는 위상배열 안테나의 근접장 서브파장 포커싱

    Young Jin Jung

    정영진

    The near-field subwavelength squint-less focusing system of a phased array antenna is designed and demonstrated by numerical simulation. The Huygens-Fresnel principle is ...

    본 연구에서는 광 지연선로를 이용한 스퀸팅(squinting)이 없는 위상배열 안테나의 근접장 미세파장 포커싱(subwavelength focusing)을 디자인하고 전산모사를 통해 검증하였다. 마이크로파 ...

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    The near-field subwavelength squint-less focusing system of a phased array antenna is designed and demonstrated by numerical simulation. The Huygens-Fresnel principle is applied to numerical simulation for calculation of the phased array antenna at microwave frequency. It was shown that beam squinting can be eliminated, utilizing true-time optical delay lines based on a chirped fiber grating in the proposed system. Furthermore, subwavelength focusing with high numerical aperture can be achieved by considering the fact that the array elements of the phased-array antenna can be treated as diffractive elements in an optical lens system. Also, side lobes can be suppressed by decreasing the distance between element antennas to less than half of the wavelength.


    본 연구에서는 광 지연선로를 이용한 스퀸팅(squinting)이 없는 위상배열 안테나의 근접장 미세파장 포커싱(subwavelength focusing)을 디자인하고 전산모사를 통해 검증하였다. 마이크로파 파장에서 위상배열 안테나의 수치적 계산을 위해 호이겐스-프레넬(Huygens-Fresnel) 원리를 적용하였다. 제안하는 시스템은 첩 광섬유 격자(chirped fiber grating)에 기반한 광 지연선로를 이용하여 빔 스퀸팅이 생기지 않는다는 것을 전산모사를 통해 확인하였다. 그리고 개별 안테나의 배열은 광학렌즈시스템에서 회절소자로 간주할 수 있음에 착안해 높은 개구율(numerical aperture)을 구현하고 미세파장 포커싱을 얻었다. 또한, 위상배열 안테나의 안테나 사이 거리를 반파장 이하로 줄여 사이드 로브를 억제할 수 있음을 보였다.

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    June 2019
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    Optimized Optical Design of LCD Color-matching BLU Using an RGB Light Source

    RGB 광원을 사용한 고효율 LCD Color-matching BLU의 광학적 설계

    Hwa Jun Jeon, Jin Seok Gwag, Jin Hyuk Kwon

    전화준, 곽진석, 권진혁

    An LCD backlight unit (BLU) using RGB light sources is designed and simulated, in order to improve its optical energy efficiency. A ...

    LCD의 광 효율을 향상시키기 위해 LCD backlight unit (BLU)의 광원으로 적색, 녹색, 청색의 광원을 사용하였으며, RGB 광은 lenticular lens array (LLA ...

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    An LCD backlight unit (BLU) using RGB light sources is designed and simulated, in order to improve its optical energy efficiency. A color-matching BLU is designed with a lenticular lens array (LLA) with elements that image the linear RGB light sources onto the RGB subpixels of the color filter. Type-A and Type-B simulations are performed, according to the location of the light sources. As a result, the luminance increases to 210% in Type-A and 270% in Type-B respectively. The optimum values for the height and the gap of the LLA for maximum efficiency are found to be 25 µm and 3 µm respectively.


    LCD의 광 효율을 향상시키기 위해 LCD backlight unit (BLU)의 광원으로 적색, 녹색, 청색의 광원을 사용하였으며, RGB 광은 lenticular lens array (LLA)를 통해 집광되어 각각 컬러 필터의 적색, 녹색, 청색 필터에 색일치되는 조건으로 광이 지나도록 설계하여 시뮬레이션하였다. 광원의 위치에 따라 Type-A와 Type-B 두 가지 방식으로 시뮬레이션을 진행하였으며, 그 결과 LLA를 사용하지 않았을 때와 비교하여 Type-A는 휘도가 210%로 상승하였으며, Type-B는 270% 상승함을 확인하였다. LLA의 최적의 조건은 렌즈의 높이가 25 µm, 렌즈 간의 간격이 3 µm일 때, 효율이 최대가 됨을 확인하였다.

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    June 2019
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    Reduction of Discontinuity by Using Converging Pick-Up in Remapped Three-Dimensional Integral Imaging

    집적영상에서 기본영상 재배열시 수렴광축을 이용한 불연속성 개선

    Hyun-Woo Yu, Kwang-Beom Seo, Ho-Chul Lee, Sungdo Cha, Seung-Ho Shin

    유현우, 서광범, 이호철, 차성도, 신승호

    When elemental images are remapped to solve the depth conversion in integral imaging, the integrated image is inevitably accompanied by discontinuity. This ...

    집적영상에서 깊이역전 문제를 해결하기 위해 기본영상 재배열이 제안되었지만 시점영상이 연속적으로 재생되지 못하는 불연속성 문제를 포함하고 있다. 본 논문에서는 불연속성 요인을 분석하였다. 수렴광축으로 ...

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    When elemental images are remapped to solve the depth conversion in integral imaging, the integrated image is inevitably accompanied by discontinuity. This paper analyzes the discontinuity factor caused by elemental-image remapping, to validate the reduction of the discontinuity through converging pick-up and reconstruction of the three-dimensional image in real and virtual modes simultaneously. The validity of the proposed method is quantitatively verified when compared with the conventional parallel pick-up.


    집적영상에서 깊이역전 문제를 해결하기 위해 기본영상 재배열이 제안되었지만 시점영상이 연속적으로 재생되지 못하는 불연속성 문제를 포함하고 있다. 본 논문에서는 불연속성 요인을 분석하였다. 수렴광축으로 기본영상을 획득하고, 재배열한 후 실상 및 허상모드를 동시에 재생하는 불연속성 개선 방법을 제안하고, 평행광축을 이용하여 획득하고 실상모드로 재생하는 일반적인 방법과 비교하여 유효성을 정량적으로 검증하였다.

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    June 2019
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    Study of a Method for Measuring Hydrogen Gas Concentration Using a Photon-counting Raman Lidar System

    광 계수 방식의 라만 라이다 시스템을 이용한 원격 수소 가스 농도 계측 방법에 대한 연구

    In Young Choi, Sung Hoon Baik, Jung Ho Cha, Jin Ho Kim

    최인영, 백성훈, 차정호, 김진호

    This paper discusses the development of a Raman lidar system for remote detection and measurement of hydrogen gas by using a photon ...

    본 논문은 원격으로 수소 가스의 계측이 가능한 광 계수 방식의 소형 라만 라이다 시스템 개발에 관한 것이다. 수소 가스에 의한 라만 신호는 ...

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    This paper discusses the development of a Raman lidar system for remote detection and measurement of hydrogen gas by using a photon counter. The Raman signal of the hydrogen gas is very weak and has a very low signal-to-noise ratio. The photon counter has the advantage of improving the signal-to-noise ratio, because it has a discriminator to eliminate the background noise from the Raman signal of the hydrogen gas. Therefore, a small and portable Raman lidar system was developed using a low-power pulsed laser and a photon-counter system to measure the hydrogen gas concentration remotely. To verify the capability of measuring hydrogen gas using the developed photon-counting Raman lidar system, experiments were carried out using a gas chamber in which it is possible to adjust the hydrogen gas concentration. As a result, our photon-counting Raman lidar system is seen to measure a minimum concentration of 0.65 vol.% hydrogen gas at a distance of 10 m.


    본 논문은 원격으로 수소 가스의 계측이 가능한 광 계수 방식의 소형 라만 라이다 시스템 개발에 관한 것이다. 수소 가스에 의한 라만 신호는 매우 미약한 신호로서, 신호 대 잡음비가 매우 낮다. 광 계수기는 광 판별기를 갖고 있어, 레이저에 의하여 발생한 배경 신호의 전기적 잡음을 제거할 수 있는 장점을 갖고 있다. 본 연구에서는 출력이 낮은 레이저와 광 계수기를 이용하여 소형의 라만 라이다 시스템을 개발하였다. 개발된 광 계수 방식의 라만 라이다 시스템의 원격 수소 가스 검출 능력을 증명하기 위하여 수소 가스 농도를 조절할 수 있는 가스 챔버를 이용하여 수소 가스 농도 측정 실험을 수행하였다. 그 결과 10 m 거리에서 최소 0.65 vol.%의 수소 가스 농도 검출이 가능하였다.

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    June 2019