물질의 X-선 흡수도에 의해 영상을 얻는 일반 X-선 시스템과 달리 방사광 X-선은 위상이 일치하고 평행하며 진동방향이 일치하는 특성들을 이용하면 고 분해능, 고 대조도의 투사영상을 얻을 수 있다. 국내에서는 포항 방사광 가속기 연구소에 최근 건설된 5C1 빔라인에 미세구조 X-선 영상 획득을 위한 영상시스템을 구축하여 여러 기초 생물, 의학연구분야의 고 분해능 영상획득이 가능하게 되었다. 방사광 X-선을 이용하여 얻은 고 해상도 투사영상들 및 단층 재구성 영상들을 일반 X-선을 사용하는 유방찰영시스템, 치아 X-선 찰영시스템, 전신측정용 CT 시스템에서 각각 획득한 동일한 대상의 영상들과 비교하였다. 실험에 사용한 방사광 X-선은 6 ~30 keV 사이의 연속적인 에너지 분포를 가지며, 실험의 대상에 따라서 실리콘웨이퍼 필터들을 사용하여 빔의 세기와 에너지 스펙트럼 분포를 조절하여 사용하였다. 실험 대상 물체를 통과한 방사광 X-선의 투사영상은 형광판 (CdWO$_4$ scintillator)과 반응하여 가시광선으로 바뀐 후, 금도금된 거울을 통해 90$^{\circ}$ 반사되어 CCD 카메라로 획득하며, 이러한 디지털 영상정보는 PC로 전송되어 저장된다. 방사광 X-선의 공간 분해능 특성은 X-선 시험패턴(25 $\mu$m)과 초 고해상도 패턴 (13.5 $\mu$m)을 방사광 X-선 영상획득시스템 과 일반 X-선을 사용하는 유방촬영시스템에서 획득하여 분석하였다. 영상획득 실험대상으로는 일반 구조물로 커패시터, 생체조직으로 성인치아, 유아치아, 생쥐 척추뼈 및 유방암조직을 대상으로 실험하였다. 단층영상은 각각의 샘플을 0.72$^{\circ}$ 간격으로 180$^{\circ}$ 회전시켜 250개의 투과영상들로부터 재구성한 후 컴퓨터 단층촬영기에서 얻은 영상과 비교하였다. 포항 방사광가속기연구소 5C1 빔라인에 간단하고, 경제적인 방사광 X-선 영상획득시스템을 성공적으로 구축할 수 있었고, 획득한 투사 영상과 재구성한 단층영상을 기존 X-선을 사용한 시스템으로 획득한 단층영상들과 분해능, 대조도의 특성들을 비교, 분석하였다. 방사광 X-선을 사용하여 획득한 영상들은 일반 시스템에서 얻은 영상보다 고 해상도의 영상 질을 보여주었고, 기초 의학영상 연구 측면에서 많은 정보를 제공해 주었다. 방사광 X-선을 이용한 영상획득시스템은 고 분해능과 고 대조도로 미세구조의 상세한 의학영상을 얻기 위한 유용한 방법으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 향후 해부학적, 병리학적 및 임상학적 의료영상 분야에 효과적으로 응용하기 위하여 X-선 선량 정량 분석과 수치적 영상 해석연구가 계속되어야 할 것으로 사료된다.
본 논문에서는, 실내 환경 LED-ID 통신 시스템에서의 고속 데이터 전송을 위한 라인코딩 기법에 대해 연구하였다. LED-ID 기술은 LED를 통해 방사되는 가시광을 이용한 차세대 통신 시스템으로, 유비쿼터스 네트워크 서비스 구축 시 에너지 절감 효과를 가져올 수 있다. 또한 LED-ID 통신 시스템은 기존 인프라를 활용하여 고출력 전송이 가능하며 유지 보수 비용을 절감할 수 있다. 그러므로, 기존 RF 시스템에 비해 실내 무선 통신 구축에 있어서 다양한 장점을 가진다. 이러한 장점을 바탕으로, 본 논문에서는 실내 환경의 LED-ID 통신 채널을 분석하고, 분석된 채널에 적합한 라인 코딩 (NRZ, AMI, 4B5B, HDB3, 8B10B)을 도출하여 고속 데이터 전송을 실현하고자 한다.
태양은 그 원천에서부터 무제한의 에너지를 가지고 있을 뿐만 아니라, 짧은 파장으로 아무런 제약도 받지 않는다는 잇점을 가지고 있다. 이러한 잇점으로 우리는 광범위한 태양 에너지의 응용을 기대할 수 있었다. 본 연구은 태양 에너지를 올바르게 추적하여 그 효과를 나타내여 보려고 시도해 보았다. 이 실험은 感光器의 각도를 변화시켜 빛을 추적하여 보았는데 이것은 2개의 포토 트랜지스터에 의해서 얻어진 빛을 증폭시켜 TTL게이트를 통해 일정 레벨 이상만 감지된 빛을 INTEL 8080CPU의 入力데이터로 이용하였다. 또한 이 장치는 8080CPU의 제어 펄스를 모우터 구동회로에 전송하고 感光器는 이것을 기본 데이터로 대치하도록 하였다. DC 보우터는 업/다운 카운터가 필요없는 잇점을 가지고 있으며 스테핑모우터와는 회로 구성면에서 차이가 있다. 이 실험장치는 感光器, A/D콘버어터, 입력 인터페이스, INTEL 8080CPU, 출력 인터페이스, 모우터 구동회로로 구성되어 있다. 이 실험으로 수광 오차각이 1.2밖에 되지 않았지만 올바르게 빛을 수광할 수 있었다.
A DBLP(Double blind light pipe) daylight system can be installed at a building exterior wall or roof to replace artificial light during the day time. This system was consisted of a double blind light collector, a mirror duct type light transformer and a prism light pipe distributor. The double blinds were used to track the sun's altitude and azimuth movements to collect the sunlight throughout the day. The sunlight collected by the light collector was reflected on the first mirror and the second mirror and sent to the light pipe through the light transformer. The transformer was designed to deliver the sunlight into the light pipe efficiently. The light distributor plays a role in diffusing the sunlight coming in through the light collector to be used for indoor lighting. In this paper, a DBLP system has been designed, installed and tested at a KIER daylighting twin test cell. The DBLP daylighting system was applied to the experimental test cell which has an indoor area of 2.0 m wide ${\times}$ 2.4 m height ${\times}$ 3.8 m length. The experiment was conducted from January 30 to February 27, 2012, under clear skies and partially cloudy skies. Data was collected from 10:00 am to 16:00 pm every 2 minute and the average was calculated for every 30 minute of the data collection to obtain the system efficiency. The results indicated that the DBLP system efficiency was evaluated as 11.67%. The DBLP system indoor illumination energy reduction was predicted as 0.822 kWh/day. This could replace 4 sets of a 32W fluorescent lamp operating 6.4 hours per a day.
최근 스마트 팜의 연구가 활발해지면서 시설하우스와 같은 실내 환경 제어는 높은 수준에 이르렀다. 그러나 노지에서 재배가 이루어지는 임업 분야에 ICT기술의 활용은 아직 미비한 실정이다. 본 논문에서는 ICT 기술을 적용한 LPWA 기반의 임산물 생육환경 수집 및 빅데이터 분석 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 oneM2M 아키텍처를 기반으로 구성하였으며 소규모 태양광 발전과 LPWA기술을 이용하여 노지에서 환경 데이터를 수집하여 서버에 전송한다. 전송된 데이터는 서버에서 빅 데이터로 구축되며 이를 활용해 임산물의 생산량과 품질을 예측한다. 제안된 시스템은 신재생 에너지와 스마트 팜의 융합을 통해 저비용, 고품질의 임산물 생산에 기여할 것으로 기대된다. 또한 노지에서 이루어지는 농작물의 생장 환경 모니터링과 oneM2M 아키텍처를 활용하는 타 산업 분야에 응용될 수 있다.
유기발광소자는 고휘도, 광시야각, 저생산비용 및 빠른 응답속도의 장점을 갖고 디스플레이 소자와 조명 광원의 응용에 대하여 연구가 많이 진행되었다. 고효율과 색안정성을 가진 유기발광소자를 제작하기 위하여 소자의 다양한 구조에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 유기발광소자의 발광효율을 향상시키기 위해서는 정공의 수송이나 주입을 감소, 또는 전자의 수송이나 주입을 향상시켜 전자와 정공의 균형을 조절하는 방법이 많이 제안되었다. 본 연구에서는 전자수송층으로 사용되는 tris(8-hydroxyquinolate)aluminum ($Alq_3$) 보다 전자의 수송을 향상시킬 수 있으며 발광층에서 전자 수송층으로 빠져나가는 정공을 막는 정공장벽층의 역할을 하여 정공의 손실을 감소시킬 수 있는 7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BPhen)과 $Alq_3$를 혼합하여 혼합 전자 수송층을 사용하였으며, 이를 사용하여 제작된 소자에 대하여 전기적 성질과 광학적 성질의 변화를 조사하였다. 혼합 전자 수송층을 삽입한 소자는 Alq3만을 전자 수송층으로 사용한 소자에 비해 동일 전압에서 낮은 전류밀도와 높은 구동전압을 보였으나 발광세기와 발광효율은 많이 향상되었다. 혼합 전자 수송층을 사용하여 제작한 소자의 발광세기와 발광효율이 향상된 원인은 발광층으로 주입되는 전자가 증가하였고 전자 수송층 역할을 하는 BPhen 이 낮은 HOMO 에너지준위로 인한 정공의 손실을 작게하므로 전자-정공의 재결합 확률이 증가하였음을 알 수 있다. 전자 주입층 또는 정공주입층만을 삽입한 소자를 제작하여 전류밀도-전압특성을 측정하여 전자 및 정공의 전송특성을 조사하였다. 혼합 전자 수송층을 사용하여 제작된 유기발광소자의 발광효율에 대한 메카니즘을 실험결과를 사용하여 설명하였다.
LED(Lighting emitted diode)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 효율이 좋고 수명이 길어서 차세대 조명으로 관심 받고 있으며, 최근에 자동차의 후미등, 신호등, 실내등에 사용되고 있다. 부가적인 기능으로서 LED를 이용하여 데이터 정보를 조명과 동시에 전송하는 융합(Convergence) 기술에 대한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 실내 환경을 1mm 단위의 격자 형태로 분할하고 LED에서 출발한 광입자가 격자에 도달한 후에 반사되어 직선 운동을 하다가 포토다이오도(PD)에 도달하는 원리를 이용하여 LED 무선 채널의 특성을 연구한다.
본 논문에서는 양성자 가속기를 이용하여 5종류의 상용 단일모드 광섬유에 대해서 양성자 조사에 따른 전송손실 특성평가를 수행하였다. 조사 시험에 사용된 양성자 빔은 100 MeV 급의 고에너지를 가지며, 빔 조사면적에 대한 균일도는 10% 이하로 설정하여 시험을 수행하였다. 양성자 조사에 따라서 광섬유 종류(내부 소재, 불순물)의 영향에 따라서 방사선 유입에 의한 광 손실 특성은 큰 차이를 보였다.
XeCl 레이저로 펌핑하는 쌍공진기 색소레이저와 2단 증폭시스템을 개발하여 DIAL시스템에 적합한 두개의 파장을 동시 또는 순차적으로 출력하였다. 개발된 쌍공진기는 1200g/mm의 회절격자를 갖는 grazing-incidence 방법에서 제1차 및 제2차 회절차수를 이용하여 구성되었다. 출력특성은 스펙트럼 선폭이 10pm이하이고 펌프 에너지에 대한 전체효율은 6% 이상이다. 또한, 파장가변 영역은 제1차 및 제2차의 회절차수에 대해 각각 434-470nm, 436-468nm이며 2단의 증폭기의 증폭이득은 37dB, 추출효율은 9%이다. 개발된 레이저 증폭시스템에서 Coumarine-450의 색소로 발진하고 이의 출력 6mJ을 DIAL 시스템의 레이저 광으로 전송하여 수원 상공의 NO$_{2}$가스 농도분포를 측정하였다. 이 결과 개발된 색소레이저 시스템은 DIAL의 레이저 광원으로 매우 적합함을 확인하였다.
마이크로 칩의 저장능력은 매18개월마다 두 배로 늘어나고, 네트워크 속도 역시 매 9개월마다 두 배로 빨라진다고 하는 보고는 대용량의 데이터와 초고속네트워크를 필요로 하는 응용 연구자들에게 있어 네트워크는 더 이상의 장애물이 아니며 동시에 이러한 응용연구자들의 연구가 네트워크속도의 발전을 더욱 가속화 시킨다고 할 수 있다. 지난 2005년, 한국은 대전-시애틀과 대전-홍콩을 10기가 급의 광 네트워킹으로 연결하는 글로벌 과학기술 협업연구망(GLORIAD)이 개통되면서 대용량의 데이터를 다루는 국내 응용연구자들이 네트워크 속도에 제한받지 않고 다양한 국제 협업연구에 참여할 수 있게 되었다. 본 논문에서는 글로리아드 망을 통해 진행되고 있는 국제 협업연구를 소개하고 특히 지난 슈퍼컴퓨팅 컨퍼런스(SC06) 기간 중에 진행된 VMT시연을 비롯하여, 고에너지물리 시연, 천문데이터전송 및 KISTI와 광주과학 기술원이 공동으로 개발한 저비용 고화질 비디오 재생시연 등을 소개한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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