COVID-19의 UV 살균을 위한 비주기 다중층막 광학필터 구조의 설계

Design of Aperiodic Multilayer Optical Filter Structure for using COVID-19 UV Sterilization

본 연구는 최근 유행하고 있는 코로나 바이러스(SARS-CoV-2) UV 살균을 위한 1차원 광자 준결정 구조 개념의 광학 필터를 설계하고 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이터는 수치해석 프로그램으로 사용되는 MATLAB 프로그램과 직접 코딩한 연산수식을 사용하였다. 비주기(복합구조) 다중층 구조 모델을 설계한 후, 특성 계산을 위하여 다중층 구조 모델의 물성치를 천이 행렬법(TMM, Transfer Matrix Method)으로 설정하였다. 설계된 복합 다중층 구조의 MATLAB을 활용한 전산모사법을 통하여 얻은 행렬값으로부터 반사도와 투과도를 계산하였다. 이 연구의 결과로 인체에 무해하면서 코로나 바이러스 UV 살균이 가능한 253.7 nm 파장만을 투과하는 광학 필터의 제작 및 응용 가능성을 증명하였다.

In the present work, we have designed to optimize the optical filter structures of the 1-dimensional photonic quasicrystals (1D PQCs) characteristic for the COVID-19 UV sterilization. The simulator using MATLAB program and ourselves manufacturing calculation codes. After making the aperiodic (and complexed) multi-layer structure model, we establish the transfer matrix method (TMM) for model by the operator conversion. By the using the MATLAB, we derive a matrix for the designed complexed multi-layer structure by applying the equations to the model by obtaining the reflectance and transmittance from the matrix. We also prove the possibility of application in optical filter for UV sterilization.