• 제목/요약/키워드: 광음향 효과

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임상적용이 가능한 광음향 암 진단 기술 (Clinically translatable photoacoustic imaging of cancer diagnosis)

  • 김미지;박연성;윤창한
    • 한국음향학회지
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    • 제38권4호
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    • pp.476-484
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    • 2019
  • 광음향 영상 기술은 광학영상 및 초음파영상 기법을 융합한 영상 기술로 높은 공간 해상도 및 대조도의 영상을 실시간으로 제공이 가능하다. 광음향 영상은 전임상 연구에서 많은 연구가 진행되었으며 최근 광음향 영상의 임상적 응용을 위한 연구에 많은 노력을 기울이고 있다. 본 논문은 광음향 영상을 이용한 원발 종양 및 전이 진단 기술 연구 현황에 대해 소개하고 임상적용을 위한 문제점에 대해서 알아보도록 한다.

광음향효과를 이용한 암모니아 농도 측정 (Intensity measurement of NH3 using Photo-acoustic)

  • 유문종;최종운
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2009년도 동계학술발표회 논문집
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    • pp.435-436
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    • 2009
  • LNG 선박에 설치된 대용량 탱크의 누출을 검사하는 방법으로 $NH_3$를 사용하고 있다. 본 논문에서는 광음향효과를 이용하여 $NH_3$의 흡수선을 조사하였고, 이를 이용하여 $NH_3$의 농도를 측정하는 방법을 실험하였다.

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광음향분광법을 이용한 GaAs와 Si 반도체의 열확산도 측정과 운반자특성 연구 (Photoacoustic Investigation of Carrier Transport and Thermal Diffusivity in GaAs and Si)

  • 임종태;한호연;박승한;김웅;최중길
    • 대한화학회지
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    • 제41권7호
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    • pp.329-336
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    • 1997
  • 광음향 분광법을 이용하여 GaAs와 Si 반도체에서 운반자 운송특성을 연구하고 열확산도를 측정하였다. 변조주파수에 따른 반도체에 광음향신호와 위상으로부터 반도체에서의 운반자 특성이 낮은 주파수영역에서는 주로 순간적인 열원에 의하며, 높은 주파수영역에서는 비방사 벌크재결합과 비방사 표면재결합에 의한 효과임을 관찰하였다. GaAs와 같은 직접전이 밴드갭을 갖는 반도체의 경우 위의 세가지 광음향효과를 모두 나타내는 반면, Si과 같은 간접전이 밴드갭을 갖는 반도체의 경우 순간적인 열원에 의한 효과와 비방사 벌크재결합에 의한 효과만을 볼 수 있었다. 이러한 효과로 변조주파수에 따른 광음향신호의 위상에서 GaAs 반도체는 극소값을 보이는 반면 Si 반도체에서는 단조감소하는 것을 관찰할 수 있다. 아울러 광음향신호로부터 반도체 시료의 열확산도 ${\alpha}_s$는 GaAs의 경우 0.35 $\textrm{cm}^2/s$ 이고 Si의 경우 1.24 $\textrm{cm}^2/s$ 를 얻었다. 또한 광음향신호의 위상을 curve fitting하여 열확산도를 측정한 결과 광음향신호로부터 구한 값과 유사한 열확산도를 구할 수 있었다.

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광음향 영상화를 위한 PMN-PZT 바늘형 수중청음기 제작 (Fabrication of a PMN-PZT needle hydrophone for photoacoustic imaging)

  • ;;하강렬;김무준;강현욱;오정환
    • 한국음향학회지
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    • 제35권3호
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    • pp.175-182
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    • 2016
  • 수 MHz의 초음파를 이용하는 저주파 광음향 영상장치에 적용하는 것을 목적으로 압전단결정 PMN-PZT를 사용한 바늘형 수중청음기를 설계 제작하고, 그 특성을 수신감도가 알려져 있는 상용 PVDF(Polyvinylidene Fluoride) 수중청음기와 비교하여 평가하였다. 설계한 수중청음기의 임펄스응답을 KLM 모델에 의해 시뮬레이션한 결과, $50{\Omega}$의 종단 임피던스에 걸리는 최대 전압을 기준으로 한 수신감도는 -261.6 dB re $1V/{\mu}Pa$이며, 2 ~ 12 MHz 대역에서 5 dB 이내의 비교적 평탄한 특성을 가지는 것으로 예측되었다. 제작한 수중청음기의 수신감도를 순음 펄스를 사용하여 측정한 결과, 측정 가능한 2 ~ 8 MHz 대역에서 상용의 수중청음기에 비해 평균 10.9 dB 높게 나타났으며, 그 값은 $-255.8{\pm}2.8$ dB re $1V/{\mu}Pa$이었다. 나아가, 제작한 수중청음기를 기계주사형 광음향 영상장치에 적용하여 머리카락에 대한 영상을 획득하였는바, 수신된 광음향 신호가 상용의 것보다 크고, 영상 또한 우수함을 알았다.

광음향효과를 이용한 게르마늄 나노구조 기반의 초음파 발생 소자 연구 (Optoacoustic Ultrasound Generator Based on Nanostructured Germanium)

  • 윤상혁;허준석
    • 한국광학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.255-260
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    • 2015
  • 본 논문에서는 MAC(metal-assisted chemical) 에칭을 이용하여 Ge(Germanium) 표면에 나노구조를 형성하고, 그 위에 열팽창계수가 높은 PDMS를 적용하여 광음향효과를 이용한 초음파 발생 소자를 제작하였다. Ge 나노구조 위에 PDMS를 스핀 코팅하여 만든 초음파 발생 소자는 100 nm Cr(Chromium) 대비 약 3배의 초음파를 발생시켰다. 또한, Ge 나노구조를 PDMS 중앙에 위치시 킬 경우 쿼츠 기판을 통한 열손실이 줄어들어 100 nm Cr 대비 8.5배의 강한 초음파를 얻을 수 있었다.

광음향 효과에 의한 고주파 여기식 CO2 레이저의 주파수 및 출력 안정화 (Frequency and power stabilization of radio frequency excited CO2 laser using photoacoustic effect)

  • 최종운;유문종;우삼용;서호성
    • 한국광학회지
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    • 제15권6호
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    • pp.569-574
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    • 2004
  • 고주파 여기식 $CO_2$ 레이저의 주파수와 출력을 레이저 공진기 자체에서 발생하는 광음향효과를 이용하여 안정화하였다. 레이저 공진기 속의 복사선 세기를 임의로 변화시킬 때 광음향효과에 의해서 레이저 매질가스의 압력이 변화하였다. 공진기 속에 설치한 컨덴서마이크를 사용하여 미세한 압력변화를 전압신호로 변환시켜 록인안정기의 입력신호로 사용하였다. P(20)선에서 발진하는 레이저를 이득곡선의 꼭지점에 레이저의 주파수와 출력을 안정화 시켰을 때, 광주파수 상대 안정도는 5.4${\times}$$10^{-8}$ 이었고, 레이저 출력 변화율은 9.3%로 안정화되었다.

광음향분광법을 이용한 CO 산화반응에서의 $Gd_{1-x}Sr_xCoO_{3-y}$ 촉매효과 연구 (An Application of Optoacoustic Technique for the CO Oxidation Reaction Catalyzed by $Gd_{1-x}Sr_xCoO_{3-y}$)

  • 강희석;엄가원;황진수;여철현;최중길
    • 대한화학회지
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    • 제37권1호
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    • pp.55-61
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    • 1993
  • CO 산화반응의 촉매로 사용되는 페로브스카이트 금속산화물인 $Gd_{1-x}Sr_xCoO_{3-y}$ (x = 0.00, 0.25, 0.50, 0.75) 계의 촉매효과를 조사하기 위하여 광음향 분광법을 사용하였다. 산화반응으로부터 생성된 $CO_2$의 광음향신호를 $Gd_{1-x}Sr_xCoO_{3-y}$에서 각각의 x값에 대하여 반응시간, 반응기체인 CO와 $O_2$의 농도비, 그리고 온도에 따라 측정함으로써 CO 산화반응의 $Gd_{1-x}Sr_xCoO_{3-y}$ 촉매 특성에 대한 정보를 얻었다. Gd1-xSrxCoO3-y에서 Gd가 Sr로 치환됨에 따른 촉매효과는 x=0.25일 때 최대로 나타났으며 반응 온도에 대하여는 200$^{\circ}C$ 이상에서 급격히 증가하는 것을 알 수 있었다. $CO_2$ 레이저 광음향분광법은 반응에 대한 연속적인 측정을 가능케 함으로써 CO 산화반응의 촉매효과 연구뿐만 아니라 일반적인 반응속도 연구에도 응용할 수 있는 방법임이 확인되었다.

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광음향 효과를 이용한 2층 무반사 코팅막의 열확산도 측정 (Thermal diffusivity measurement of two-layer ar-coating systems using photoacoustic effects)

  • 권경업;최문호;김석원;한성홍;김종태
    • 한국광학회지
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    • 제9권6호
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    • pp.380-384
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    • 1998
  • 최근 고출력 에너지를 가진 레이저가 개발됨에 따라 레이저에 사용되는 반사경은 높은 열충격에도 견디며 효율적으로 냉각되어야 하므로 열확산도가 큰 광학박막의 연구가 중요하다. 본 연구에서는 굴절률이 다른 두 물질 MgFz와 ZnS의 증착 속도를 10$\AA$/s, 20$\AA$/s로 하고, 증착시 기판온도를 5$0^{\circ}C$, 10$0^{\circ}C$, 15$0^{\circ}C$, 20$0^{\circ}C$로 각각 다르게 하여 2층의 무반사막을 증착한 후 광음향효과를 이용하여 박막면에 수직한 방향의열확산도를 측정하였다. 시편 설계시 각 물질의 광학적 두께는 광원인 Ar+ 레이저(λ=514.5 nm)광에 대하여 MgFz 는 5/4λ이고, ZnS 는 λ가 되도록 하였고, 제작된 시료에 입사하는 광의주파수를 변화시키며 시료에서 발생되는 광음향신호의 크기를 측정하여 증착조건이 다를 때의 열확산도를 구하였다. 그 결과 증착속도가 10$\AA$/s 일 때와 기판온도가 15$0^{\circ}C$일 경우에 열확산도가 가장 큰 값을 나타내었다.

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광음향 변조효과를 이용한 유체의 방향 결정 (Determination of Flow Direction by Using an Acousto-Optic Effect)

  • 김규욱
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 1990년도 제5회 파동 및 레이저 학술발표회 5th Conference on Waves and lasers 논문집 - 한국광학회
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    • pp.34-36
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    • 1990
  • The flow direction in a glass tube is measured by using a forward scatering dual beam laser Doppler velocimeter with an acousto-optic modulator. We can determine the flow direction by measuring the shifted Doppler frequency which is dependent on the order of modulation of the laser frequency shifting moves only the Doppler signal, enabling complete separation of the Pedestal and Doppler singal.

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