도파로와 메타표면에서의 비대칭 광모드 변환

학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 전기·컴퓨터공학부, 2017. 2. 이병호.In this dissertation, asymmetric characteristics of photonic mode conversion structures in waveguides and metasurfaces have been discussed. More specifically, I propose design schemes for i) adjustment of mode conversion asymmetry in tri-mode waveguide system, ii) compact unidirectional mode converter in plasmonic waveguide and iii) unidirectional scattering of polarization-converted wave from bilayer metasurface. Firstly, a Lorentz reciprocal mode conversion asymmetry in reflectionless tri-mode waveguide system with weak waveguide gratings is discussed. In particular, the dark-mode which is the photonic analogue of atomic dark-state has been exploited for independent design of forward and backward direction characteristics. Due to the stationary property of the dark-mode, the mode conversion characteristics in one propagation direction could be fixed regardless of the length of the grating that defines the dark-mode. By carefully selecting the dark-mode and the length of the waveguide grating, the mode conversion asymmetry could be controlled. Secondly, a compact spatial plasmonic mode converter with unidirectional mode conversion characteristics is proposed. By combining mode-selective blockers with simple stub mode converter, unidirectional mode conversion characteristics could be achieved. Furthermore, it was found that the redundant scattering and the backward reflection can be completely eliminated by mode filtering and destructive interference, respectively. An application of the design strategy using the mode-selective blockers is also presented for the problem of near-complete out-coupling from subwavelength nanoslits. Lastly, a bilayer metasurface which transmits polarization converted signal only to the forward direction is proposed. The bilayer metasurface was designed by assembling two identical thin metasurfaces, the property of which is well-known. After numerical design of the bilayer metasurface, the designed structure was fabricated and its transmission and reflection characteristics were measured. It was found that the reflectance of the fabricated structure is successfully suppressed. The issue of amplitude distortion and its compensation is discussed and experimentally verified. The results on the dark-mode based asymmetric conversion device offer a method to control the transmission asymmetry and this capability can pave a way to actively tunable asymmetry of optical systems. Furthermore, by using mode selective blockers, asymmetric mode converters can be constructed in a compact form which is suitable for nanophotonic applications. The bilayer metasurface can be easily extended to the reflection-type and the multiplexing of transmitted signal and reflected signal can be made possible by making a supercell of a transmission-type cell and a reflection-type cell. This opens a new way of metasurface function multiplexing.Chapter 1 Introduction 1 1.1 Overview 1 1.1.1 Asymmetric transmission characteristics in multimode systems 2 1.1.2 Metasurfaces 6 1.2 Motivation and organization of this dissertation 9 Chapter 2 Adjustment of waveguide mode conversion asymmetry by using photonic dark-states 13 2.1 Introduction 13 2.1.1 Asymmetric transmission in tri-mode waveguide system allowed by Lorentz reciprocity 13 2.1.2 Photonic analogue of dark-state in coupled-mode theory 14 2.2 Designed asymmetry by using dark-modes 16 2.3 Specification of dark-mode 21 2.4 Asymmetric mode conversion by cascaded gratings 25 2.5 Conclusion 33 Chapter 3 Compact plasmonic spatial mode converter with mode conversion asymmetry 34 3.1 Introduction 34 3.1.1 Asymmetric spatial mode converters in waveguides 34 3.1.2 Mode conversion by using mode-selective blocking filters 35 3.2 Plasmonic spatial mode conversion by using a stub mode converter 37 3.2.1 Dispersion relation of the plasmonic waveguide 37 3.2.2 Stub mode converter 39 3.3 Asymmetric mode conversion by using spatial mode filters 44 3.3.1 Configuration of the proposed structure 44 3.3.2 Design of the anti-symmetric mode barrier (F2) 45 3.3.3 Design of the notch filter (F1) 47 3.3.4 Unidirectional mode conversion characteristics of the whole structure 50 3.4 Tuning of the mode-selective cavity for idle scattering component elimination 51 3.4.1 Modelling of the mode-selective cavity and optimization conditions 51 3.4.2 Cavity length optimization 54 3.5 Application of the design strategy to out-coupler design problem 56 3.5.1 Scattering components at the end of nanoslit 56 3.5.2 Trench-type antenna near nanoslit and its working principle 57 3.5.3 Design of the SPP blocking trench 60 3.5.4 Radiation pattern from the optimized structure 63 3.6 Conclusion 66 Chapter 4 Unidirectional launching of polarizationconverted waves from bilayer metasurfaces 67 4.1 Introduction 67 4.1.1 Properties of thin, single layer metasurfaces and the symmetry of scattering characteristics 67 4.1.2 Multiplexing of the transmitted and reflected wavefronts 70 4.2 Numerical design 72 4.2.1 Configuration of the bilayer metasurface and reduction into a single layer metasurface design problem 72 4.2.2 Unit cell structure and gap distance optimization 75 4.2.3 Effective material parameter point of view 78 4.2.4 Amplitude distortion and its compensation 79 4.3 Experiment 82 4.3.1 Fabrication and experimental setup 82 4.3.2 Antenna resonance condition specification 85 4.3.3 Transmission and reflection characterization 87 4.3.4 Amplitude distortion and its reduction by polarization basis change 90 4.4 Conclusion 92 Chapter 5 Summary 93 Bibliography 96 Appendix 105 초 록 106Docto

A Case Study on the Operational Efficiency of Liner Service Routes of a Container Liner Shipping Company : Focusing on A Shipping Company

This study starts from the thought about how global container shipping company that competition is getting deepened recently is operating its service routes effectively and if it is willing to improve. The goal of this study is to examine how effectively global container shipping company in the current competitive environment is operating its service routes. Thus, this study analyze the relative efficiency of liner service routes in the container liner shipping company, using Data Envelopment Analysis(DEA), known as an attractive method for evaluating relative efficiency of some groups with multi factor. That is analyzed by CCR and BCC model. And the efficiency analysis use factors related to cost structure in container shipping company, draws ways to improve the efficiency of current service routes. Based on the result, it suggests the factor that has to be considered by container shipping companies to be more competitive in the industry. Finally, a scale of service route and the effectiveness of operation can be analyzed and ultimately improved.1. 서 론 1.1 연구의 배경과 목적 1.2 연구의 방법 및 범위 2. 컨테이너 해운산업의 현황 2.1 세계 컨테이너 해운 산업 현황 2.2 국내 컨테이너 해운 산업 현황 2.3 외항 컨테이너선사 항로 선정 방식 3. 이론적 배경과 선행연구 3.1 이론적 배경 3.2 선행연구 4. 항로의 효율성 분석 4.1 평가대상의 선정 4.2 투입변수와 산출변수의 선정 4.3 분석 자료의 요약 4.4 DEA 분석 결과 5. 결 론 5.1 연구결과의 요약 5.2 연구의 한계점과 과제 참고 문헌Maste

A Study on the Effect of N2 Diluent on Soot Formation Characteristics in Ethylene Diffusion Flames

탄화수소로 이루어진 연료의 연소과정에서 발생하는 배기가스는 대기오염을 유발하고 인체에 유해한 영향을 미치는 매연입자를 포함하고 있 다. 현대사회에서 매연입자로 기인한 환경문제는 중요한 이슈가 되고 있으며 전반적인 산업에서 환경 관련 규제가 강화되고 있는 추세이다. 이에 따라 연소 과정에서 발생된 매연을 제어하기 위하여 매연생성과정 에 대한 연구도 필수적이다. 매연의 생성과 산화특성에 미치는 주요 요인 중 온도가 관련이 있다고 알려져 있다. 이에 따라 본 연구에서는 탄 화수소 물질 중 에틸렌 가스를 기반으로 한 대향류확산화염에서 불활성 기체인 질소를 10%간격으로 40%까지 첨가하고 화염 온도, 형태, 매연생성 관련 화학종의 상태변화를 확인하기 위해 광계측을 통한 실험과 Chemkin 17.0프로그램으로 수치해석을 수행하였다. 연구 결과로 질소의 혼합비율이 증가함에 따라 화염온도는 감소하며 매연생성층이 좁아지는 것을 확인하였다. 또한 매연체적분율과 매연성 장에 관여하는 화학종들의 몰분율도 감소하는 것을 확인하였다. 본 연구의 결과를 통해 환경 규제 대응을 위한 친환경 기술 개발에 적절한 응용과 다양한 산업현장 및 실험 연구에서 질소의 적절한 활용에 도움이 될 것으로 기대한다. |The exhaust gas generated in the combustion process of the hydrocarbon fuel contains soot particles that cause air pollution and have harmful effects on the human. Environmental problems caused by soot particles in modern society are becoming important issues, and environmental regulations are being strengthened in the overall industry. Therefore, it is necessary to study the soot formation process in order to control the soot formation in the combustion process. It is known that temperature is related to the main factors affecting the formation and oxidation characteristics of soot. Therefore, in this study, up to 40% of 10% of the nitrogen gas was added to the fuel side in the counterflow diffusion flame based on the ethylene gas. Experiments were carried out through laser extinction method to determine flame temperature, shape, and soot volume fraction. Numerical analyzes were performed with the Chemkin 17.0 program to identify changes in the state of the species associated with soot formation. As a result of the study, it was confirmed that as the dilution ratio of N2 increases, the flame temperature decreases and the soot formation layer becomes narrower. Also, it was confirmed that the soot volume fraction and the mole fraction of chemical species involved in soot growth were also decreased. The results of this study are expected to be useful for proper application of environmentally friendly technologies to cope with environmental regulations and for appropriate utilization of nitrogen in various industrial sites and experimental researches.1. 서 론 1 1.1 연구의 배경 및 목적 1 1.2 매연생성특성 및 연구 현황 4 1.3 연구의 방법 7 2. 실험장치 및 연구법 8 2.1 실험장치 8 2.1.1 유체공급장치 8 2.1.2 대향류버너 12 2.1.3 계측장치 15 2.2 연구법 18 2.2.1 실험 조건 18 2.2.2 실험 방법 18 2.2.3 수치해석 방법 19 3. 결과 및 고찰 20 3.1 화염 형상 20 3.2 화염 온도 분포 22 3.3 매연생성 특성 26 3.3.1 광소멸법 26 3.3.2 수치해석에 따른 각 화학종 몰분율 변화 31 4. 결론 46 참고 문헌 49Maste

가장자리효과를 최소화하는 유-무기 하이브리드 페로브스카이트 박막의 고정밀 서브마이크론 패터닝

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 공과대학 화학생물공학부, 2018. 2. 김대형.Organic-inorganic hybrid perovskite materials have got into the spotlight for their remarkable optoelectronic performance. They are expected to replace the photoactive layer in commercial silicon-based opotoelectronic devices such as solar cell and photodetector. However, their weak stability in various solvents makes them incompatible with conventional photolithography process, which is highly desirable for solution-processed device array. Although some research groups reported patterning methods to solve this problem, they are suffering from low patterning yield and low patterning quality at the pattern edge. Here, I propose a new patterning method of CH3NH3PbI3 by employing SiO2 trench and dodecyltrichlorosilane, which minimizes shrinkage of CH3NH3PbI3 near the pattern edge and makes it possible to realize submicron pattern of CH3NH3PbI3 thin film. As a demonstration, Au/CH3NH3PbI3/Au photoresistor type photodetector was fabricated by the proposed method. This patterning method provides a new potential for fine-patterned organic-inorganic hybrid material based device.1. Introduction 1 2. Patterning of CH3NH3PbI3 thin film 3 2.1. Patterns realized by the proposed method 3 2.2. Characterization of the proposed patterning method 11 3. Photoresistor type photodetector of CH3NH3PbI3 patterned by the proposed method 19 3.1. Patterning of single cell photodetectors 19 3.2. Current-voltage (I-V) curve of a single cell photodetector depending on light irradiance 21 3.3. I-V curve of single cell photodetectors depending on cell size 24 3.4. Photoresponse characterization of a single cell photodetector 28 3.5. Response time characterization of a single cell photodetector 32 4. 24 24 array of CH3NH3PbI3 photodetectors 35 4.1. Structure of 24 24 array of CH3NH3PbI3 photodetectors 35 4.2. 24 24 CH3NH3PbI3 photodetector array demonstration 38 5. Experimental Section 42 5.1. Materials 42 5.2. Preparing CH3NH3PbI3 precursor solution 42 5.3. Patterning CH3NH3PbI3 with SiO2 trench and DDTS 42 5.4. Patterning CH3NH3PbI3 by SoP method 44 5.5. Fabrication of photodetector array 44 5.6. Fabrication of single cell photodetectors 45 5.7. X-ray diffraction characterization 45 5.8. I-V characterization of single cell CH3NH3PbI3 photodetectors 45 5.9. Pattern size and film thickness characterization 46 5.10. Response time characterization of a single cell photodetector 46 5.11. Absorption spectrum characterization of CH3NH3PbI3 47 5.12. EQE characterization of CH3NH3PbI3 photodetector 47 5.13. Multiplexing 24 24 CH3NH3PbI3 photodetector array 47 5.14. Obtaining images 48 6. Conclusion 49 7. References 50Maste

북극 지방의 오존 소멸과 관련된 하부 성층권 극와동의 특성

Thesis (master`s)--서울대학교 대학원 :지구환경과학부,2003.Maste

순회 외판원 문제 해결을 위한 효율적인 휴리스틱 접근 방법

학위논문(석사) --서울대학교 대학원 :전기. 컴퓨터공학부,2008.2Maste

The Effect of adenosine on the hyperpolarization-activated inward current (If) in rabbit sino-atrial node cells

학위논문(박사)--서울대학교 대학원 :의학과 내과학전공,1998.Docto

Cluster growth mechanisms in Lennard-Jones fluids: A comparison between molecular dynamics and Brownian dynamics simulations

We present a simulation study on the mechanisms of a phase separation in dilute fluids of Lennard-Jones (LJ) particles as a model of self-interacting molecules. Molecular dynamics (MD) and Brownian dynamics (BD) simulations of the LJ fluids are employed to model the condensation of a liquid droplet in the vapor phase and the mesoscopic aggregation in the solution phase, respectively. With emphasis on the cluster growth at late times well beyond the nucleation stage, we find that the growth mechanisms can be qualitatively different: cluster diffusion and coalescence in the MD simulations and Ostwald ripening in the BD simulations. We also show that the rates of the cluster growth have distinct scaling behaviors during cluster growth. This work suggests that in the solution phase the random Brownian nature of the solute dynamics may lead to the Ostwald ripening that is qualitatively different from the cluster coalescence in the vapor phase. (C) 2015 Elsevier B.V. All rights reserved

Evaluation of Feral Cat (Felis catus) Management at Mt. Dobong Based on Home Range, Demographic Status, and Population Viability Analysis

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 산림과학부(산림환경학전공), 2015. 8. 이우신.들고양이(Felis catus)는 높은 번식력과 적응력, 반려동물의 유기 및 분실 등으로 인하여 전세계적으로 개체수가 급증하고 있으며, 이로 인해 발생하는 다양한 생태적, 사회적 문제점을 해결하기 위한 관리방안이 필요한 실정이다. 국내에서도 일부 도심, 국립공원 및 서식지 보호지역 등에서 들고양이 관리가 시행되고 있으나, 그 효과에 대한 분석과 평가는 미미한 실정이다. 본 연구는 북한산국립공원 내 도봉산 일대에서 들고양이의 행동권 및 행동패턴을 파악하고, 안락사 및 중성화 수술(Trap-Neuter-Return, TNR)의 개체군 조절 효과를 개체군 생존능력 분석을 통해 비교함으로써, 해당 지역 들고양이 관리를 위한 적정 관리방안의 선택과 관리 강도를 제시하기 위해 수행되었다. VHF 전파 발신기를 사용하여 들고양이 6개체를 무선 추적한 결과, 평균 행동권은 24.41±6.81ha (100% MCP: minimum convex polygon)였으며, 핵심서식지는 2.78±0.74ha (50% MCP), 4.40±1.42ha (50% KDE: Kernel density estimation)로 나타났다. 추적한 들고양이들은 상업지역 및 절과 같이 인공시설 주변으로 형성된 핵심서식지를 중심으로 일정 거리를 이동 후 회귀하는 패턴을 보였다. 도봉, 원도봉, 송추 등 세 곳의 연구지역 중 도봉 지역에서 개체수 관찰 빈도가 가장 높았으며, 같은 지역의 들고양이 개체군 밀도는 Distance sampling부터 1.40마리/ha로 나타났다. 연간 생존율은 0.61로 도출 되었으며, 현장 조사 결과 번식률은 연간 2.52마리/암컷으로 추산되었다. 개체군 밀도는 도서 및 교외 지역에서 이루어진 선행연구보다 높았으며, 도심에서 수행된 선행연구와 유사하였다. 이는 연구지역 주변으로 거주지 밀도가 높고 탐방객 방문이 많아 사람으로부터 획득할 수 있는 먹이의 가용성이 높기 때문인 것으로 추정된다. 도봉 지역의 들고양이 개체군을 대상으로 밀도의존적 행렬 개체군 모형(Density-dependent matrix population model)을 사용하여 두 관리방안을 비교한 결과 개체군 크기를 감소시키기 위해서는 전체 암컷 집단에 대해서 안락사를 20% 이상 또는 중성화 수술을 30% 이상 시행해야 하는 것으로 나타났으며, 최대수용능력이 높을수록 개체군 감소를 위해 더 높은 관리 강도가 요구되었다. 현재 시행 중인 중성화 수술(2013년 41마리, 2013년 53마리, 2014년 41마리)을 통해서는 서식지의 최대수용능력까지 개체군 크기가 지속적으로 증가할 것으로 예측되었다. 들고양이는 개체수 증가로 인한 사회적, 생태적 문제들을 야기함에 따라 개체군 관리의 필요성이 강조되고 있다. 따라서 들고양이의 개체군 크기를 감소시키기 위해서는 들고양이의 서식지 이용특성을 고려하여 은신처 및 인위적 먹이원의 제거 등 서식지 관리가 필요하며, 안락사 또는 중성화 수술을 시행할 경우 개체군 크기 감소를 위한 최소 관리 강도를 기준으로 연간 포획 개체수 설정이 필요한 것으로 판단된다.Ⅰ. 서 론 1 1. 연구의 배경 1 2. 연구의 목적 3 Ⅱ. 연 구 사 4 1. 들고양이의 생태 4 2. 들고양이의 행동권 6 3. 들고양이의 관리방안 8 Ⅲ. 재료 및 방법 10 1. 연구대상종 및 지칭 정의 10 2. 연구 대상지 11 3. 연구방법 13 3.1. 들고양이의 행동권 및 행동 패턴 13 3.1.1. 포획 및 무선위치추적 13 3.1.2. 행동권 추정 14 3.2. 개체군 크기, 생존율 및 번식률 15 3.2.1. 현장조사를 통한 매개변수 도출 15 3.2.2. 개체군 크기 및 생존율 도출을 위한 모형 분석 18 3.3. 관리방안 비교 분석 20 3.3.1. 행렬 개체군 모형 분석 20 3.3.2. 안락사와 중성화 수술의 효과 비교 분석 23 Ⅳ. 연구 결과 및 고찰 27 1. 들고양이의 행동권 27 1.1. 들고양이의 행동권 및 행동 패턴 27 1.2. 고찰 36 2. 개체군 크기, 생존율 및 번식률 39 2.1. 매개변수 도출을 위한 현장조사 결과 39 2.2. 개체군 크기 및 생존율 도출을 위한 모형 분석 41 2.3. 고찰 46 3. 관리방안 비교 분석 50 3.1. 행렬 개체군 모형 분석 50 3.2. 안락사와 중성화 수술의 효과비교 분석 53 3.3. 고찰 58 Ⅴ. 종합 고찰 62 Ⅵ. 결론 67 인용문헌 69 Abstract 83Maste