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    Design of a Simply Structured High-efficiency Polarization-independent Multilayer Dielectric Grating for Spectral Beam Combining

    SBC 시스템 구성을 위한 단순한 구조를 가지는 고효율 무편광 유전체 다층박막 회절격자 설계

    Hyun-Ju Cho, Gwan-Ha Kim, Dong Hwan Kim, Yong-Soo Lee, Sang-In Kim, Joonyoung Cho, Hyun Tae Kim, Young-seop Kwak

    조현주, 김관하, 김동환, 이용수, 김상인, 조준용, 김현태, 곽영섭

    We design a polarization-independent dielectric multilayer thin-film diffraction grating for a spectral-beam-combining (SBC) system with a simple grating structure and low aspect ...

    격자의 구조가 간단하고 격자의 대조비가 낮은 SBC 시스템 구성을 위한 무편광 유전체 다층박막 회절격자를 설계하였다. SBC 방법으로 결합한 빔의 빔 품질을 높게 ...

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    We design a polarization-independent dielectric multilayer thin-film diffraction grating for a spectral-beam-combining (SBC) system with a simple grating structure and low aspect ratio. To maintain the high quality of the SBC beam, we propose a multilayer mirror structure in which the wavefront distortion due to stress accumulation is minimized. Moreover, to prevent light absorption from contamination, an optimized design to minimize the grating thickness was performed. The optimally designed diffraction grating has 99.36% diffraction efficiency for -1st-order polarization-independent light, for incidence at the Littrow angle and 1055-nm wavelength. It is confirmed that the designed diffraction grating has sufficient process margin to secure a polarization-independent diffraction efficiency of 96% or greater.


    격자의 구조가 간단하고 격자의 대조비가 낮은 SBC 시스템 구성을 위한 무편광 유전체 다층박막 회절격자를 설계하였다. SBC 방법으로 결합한 빔의 빔 품질을 높게 유지하기 위하여 회절격자의 파면 왜곡이 최소화되는 구조를 제안하였으며, 오염에 의한 흡수가 발생하지 않고 회절격자를 제작할 수 있는 구조로 회절격자를 최적화 설계하였다. 설계된 회절격자는 1055 nm 중심파장에서 Littrow 각도로 입사하는 경우 무편광 -1차 회절 효율이 99.36%이었으며, 96% 이상의 무편광 회절 효율을 나타내는 공정 여분이 확보되어 있음을 확인하였다.

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    August 2020
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    Feasibility Study of the Light-outcoupling Characteristics of a Diffraction-grating-imprinted Light-guide Plate for an LCD Backlight Unit

    LCD 백라이트 유닛의 서브 마이크론 회절 격자 도광판의 광 출사 특성 연구

    Hwan Young Choi

    최환영

    The possibility of replacing the condensing-prism film used in conventional backlight units with a light-guide plate engraved with a submicrometer-periodic diffraction grating ...

    서브-미크론 주기의 미세한 회절 격자가 새겨진 도광판을 이용하여 빛을 수직으로 출사시켜 기존 방식에서 사용하는 집광용 프리즘 필름을 대체할 수 있는 가능성에 대하여 ...

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    The possibility of replacing the condensing-prism film used in conventional backlight units with a light-guide plate engraved with a submicrometer-periodic diffraction grating was investigated. The optimal period for the diffraction grating was determined through simulation and experiment, and the transmission-mode efficiency of the diffraction grating was calculated in terms of the polar angle and azimuthal angle of the incident light. In addition, the effects of the two methods of optimizing the polar angle and the directional angle were compared by simulation, by suggesting the shape and configuration of the light-guide plate, so that more light could be extracted by diffraction. By using a ray-tracing program, the luminance angular distribution of the light-guide plate engraved with the diffraction grating was calculated and compared to the luminance angular distribution for each actual prototype.


    서브-미크론 주기의 미세한 회절 격자가 새겨진 도광판을 이용하여 빛을 수직으로 출사시켜 기존 방식에서 사용하는 집광용 프리즘 필름을 대체할 수 있는 가능성에 대하여 연구하였다. 시뮬레이션과 실험을 통해 최적 회절 격자 주기를 결정하였고, 입사되는 빛의 고도각과 방위각에 따라 회절 격자의 투과 모드 효율을 계산하였다. 또한, 회절에 의해 더 많은 빛을 추출할 수 있도록 도광판의 모양과 구성을 제안하여 고도각과 방향각을 최적화하는 두 가지 방식의 효과를 시뮬레이션으로 비교하였다. 광선 추적 프로그램을 활용하여 회절 격자 각인 도광판의 휘도 각 분포를 계산하여 실제로 제작된 시제품의 위치별 휘도 각 분포와 비교하였다.

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    August 2020
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    Study on the Design of Asymmetric Lighting with Uniform Illumination Over a Large Area at Short Distance

    단거리 조사 시 넓은 면적에 균일한 조명도를 가지는 비대칭 조명 광학계 설계 연구

    Dong-Hwa Kang, Mee-Suk Jung

    강동화, 정미숙

    In this paper, the illuminating optics of asymmetric light distribution was studied, which allowed the light distribution to be uniform even for ...

    본 논문에서는 넓은 조사 면적에 단거리 조사시에도 균일한 조명도 분포를 가지도록 하는 비대칭 배광의 조명 광학계에 대한 연구를 진행하였다. 단거리에 설치되는 조명의 ...

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    In this paper, the illuminating optics of asymmetric light distribution was studied, which allowed the light distribution to be uniform even for short-range irradiation on a wide illumination area. In the case of a light installed at a short distance, the light is not diffused enough because of the short irradiation distance. For this reason, it is difficult to satisfy uniformity of illumination. In addition, lighting design for asymmetric distribution is required because the lighting device is installed tilted, for visibility. Therefore, the design of lighting systems with asymmetric light distribution could achieve uniform illumination of the target surface even under short-distance irradiation. This was then applied to the license lamp, a lighting system featuring short light irradiation distance, to confirm that it satisfies the legal standards.


    본 논문에서는 넓은 조사 면적에 단거리 조사시에도 균일한 조명도 분포를 가지도록 하는 비대칭 배광의 조명 광학계에 대한 연구를 진행하였다. 단거리에 설치되는 조명의 경우 조사 거리가 짧기 때문에 충분한 배광 분포 형성이 되지 못해 조명의 균일도를 만족하기 어렵다. 또한 시인성을 위해 조명기기가 기울어져 설치되기 때문에 비대칭 배광의 조명 설계가 요구된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 비대칭 배광을 가지는 조명 광학계 설계를 통해 근거리 조사 시에도 대상 표면에 균일한 조명도를 얻을 수 있었으며, 이를 근거리 조명 중 하나인 라이선스 램프에 적용하여 법규 기준을 만족하는 것을 확인하였다.

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    August 2020