에너지 절감 유리창에서는 근적외선 차단 기능이 요구되고 있다. 본 연구에서는 근적외선 반사를 위한 광학 박막의 설계, 제작 및 광학적 특성이 연구 되었다. 광학 박막은 저굴절률막과 고굴절률막의 적층 박막 구조로 설계하였다. 설계구조에 따라 RF 스퍼터링 방법을 이용한 $SiO_2$와 $TiO_2$ 박막의 증착 실험이 수행되었고 파워에 따른 증착 조건 파라미터에 따라서 제작된 스퍼터링 박막의 특성이 분광타원기, 원자현미경, 분광기로 분석되었다. 적층박막 구조의 설계는 $SiO_2$와 $TiO_2$의 고굴절률 박막/저굴절률 박막/고굴절률 박막의 적층 구조로서 근적외선 차단 다층막이 설계되었고 시뮬레이션 되었다. 시뮬레이션 결과 파장대역 930nm에서 1682nm의 범위에서 반사율30%이상이 관찰되었다. 시뮬레이션 결과를 토대로 제작된 삼층 구조의 박막은 파장 대역이 930nm에서 1525nm범위 대역에서 반값 전폭의 반사율 33%이상을 구현할 수 있었다.
우주탐사에서 분광관측은 대상의 구성 성분과 물리적 특성을 이해하는 데 유용한 방법이다. 분광 자료 분석에는 여러 가지 방법이 있으며, 관측 대상과 파장대역에 따라 차이가 있다. 본 논문에서는 달 탐사에서 주로 적용하는 가시광-근적외선(visible & near-infrared, VNIR) 분광 자료 분석 방법에 대해 소개한다. 주요 분석 방법에는 가색상 비율(false color ratio) 영상 처리, 반사도 유형(reflectance pattern) 분석, 통합 대역 깊이(integrated band depth, IBD) 계산이 있으며, 분석 이전의 전처리로는 연속체 제거(continuum removal)가 있다. 이러한 분광 분석 방법들은 가시광-근적외선 영역에서 나타나는 달 표면의 광물 특성을 이해하는데 도움이 되며, 화성과 같은 다른 천체에도 적용할 수 있다.
혈당 수치를 확인하기 위해 사용하는 채혈식 혈당 측정기의 불편함을 해소하기 위한 다양한 방법이 시도되고 있다. 본 논문에서는 근적외선 센서를 이용하여 획득한 스펙트럼 데이터로부터 머신러닝 기술을 사용하여 비침습적으로 혈당 수치를 추정하고자 하였다. 연구에 사용한 비침습식 혈당측정기는 가시광선을 포함하여 총 6개로 구성된 근적외선 발광부와 이를 수신하는 수광부를 가지는데, 손가락과 같은 인체의 특정 부위에 대한 스펙트럼 데이터를 수집하기 위해 만든 기기이다. 혈당 수치에 따라 유의미한 차이가 있는지를 검증하기 위해 머신 러닝 알고리즘들을 통해 혈당 수치 추정을 시도하였다. 수집한 데이터에 5가지 머신 러닝 알고리즘 기법을 적용하면서 다양한 하이퍼 파라미터를 조정한 결과, 서포트 벡터 회귀 알고리즘이 가장 좋은 성능을 나타냄을 확인하였다.
CCTV를 사용하여 저조도와 같은 열악한 환경에서도 범죄 예방 및 특정 대상을 정확히 확인하는 것이 최근 더욱 중요해지고 있다. 저조도 환경하의 CCTV 응용에서는 눈에 거슬리지 않는 근적외선 조명을 이용하여 영상을 획득하는데, 이 경우, 비록 사람 눈에는 어두운 저조도 환경이지만 근적외선 조명을 사용하기 때문에 영상의 상세 텍스처 정보를 얻을 수 있는 장점은 있지만, CCTV 영상내의 물체 판별이나 인물 확인을 위하여 매우 요긴한 정보인 색상 정보는 얻기 힘들다는 단점이 있다. 본 논문에서는 저조도 환경에서 근적외선 조명을 사용하여 얻은 CCTV 영상으로부터 DCGAN을 사용하여 색상정보를 획득하는 방법과 이때 재구성된 색상 영상에 생기는 색상 잡음을 제거하는 방법을 제시한다.
목재의 합리적인 이용을 위하여 목재 가공 또는 이용시 수분제어를 통한 건조결함 발생 최소화가 중요하다. 근적외선 분광분석법을 이용하여 재료의 물리적 화학적 성질을 신속하고 비파괴적으로 파악할 수 있다. 본 연구 에서는 근적외선 분광분석법을 이용하여 목재의 표면함수율을 측정하였다. 근적외선 분광스펙트럼에는 목재의 화학적 성분의 영향으로 인하여 노이즈가 포함될 수 있기 때문에 평활화, 미분, 표준화를 포함한 수학적 전처리를 적용한 후 회귀분석을 실시하였다. 750~2,500 nm 범위의 적외선 흡광도를 이용한 회귀모델을 통하여 목재의 표면함수율 측정이 가능함을 확인하였다. 본 연구에서 개발된 근적외선 분광분석법을 통하여 비평형상태에서 목재 수분을 정확히 탐지함으로써 건조 또는 수분흡습 중 목재 내 수분이동량을 제어할 수 있는 기술이 발전될 수 있으리라 기대된다.
편광 근적외선 조사가 실험적 통증역치에 영향을 미치는지를 규명하기 위해서 건강한 성인의 합곡혈에 여러 단계의 출력량으로 편광 근적외선을 30초간 조사하고 시간 경과에 따라 실험적 통증역치를 측정하여 분석하였다. 실험 결과 출력량 0 %인 대조군과 10 % 및 20 %의 출력량에서는 실험적 통증역치의 유의한 변화가 없었다. 그러나 출력량 40 %군의 실험적 통증역치는 편광 근적외선 조사전 $3.85{\pm}0.51mA$에서 조사 직후 $4.77{\pm}0.87mA$, 조사 후 30분 $5.57{\pm}0.98mA$, 조사 후 1시간 $5.68{\pm}1.06mA$, 조사 후 2시간 $5.34{\pm}0.96mA$로 증가되었고, 출력량 80 %군에서도 실험적 통증역치가 조사전 $3.87{\pm}0.92mA$에서 조사 직후 $4.45{\pm}0.62mA$, 조사 후 30분 $4.91{\pm}0.51mA$, 조사 후 1시간 $4.93{\pm}0.62mA$, 조사 후 2시간 $5.55{\pm}1.11mA$로 증가하였다. 실험적 통증역치는 편광 근적외선 조사 직후부터 2시간까지 유의하게 증가하였다. 40 % 출력량과 80 % 출력량의 실험적 통증역치는 유의한 차이가 없었고, 출력량과 시간의 상호작용효과는 없었다. 건강인의 실험적 통증역치를 대상으로 한 본 연구 결과를 통증이 있는 환자에게 직접 적용하기는 어렵다고 생각하며 앞으로 환자를 대상으로한 연구가 수행되기를 기대한다.
이 연구의 목적은 indocyanine green (ICG)과 근적외선 diode 레이저의 사용이 다종 우식원성 바이오필름에 미치는 항균 효과를 조사하는 것이다. Streptococcus mutans, Lactobacillus casei, Candida albicans를 포함하는 다종 바이오필름이 ICG와 808 nm 근적외선 diode 레이저를 사용하여 서로 다른 조사 시간에 따라 처리되었다. Colony-forming unit (CFU)을 측정하였고, 바이오필름의 정성적 평가를 위해 공초점 레이저 주사 현미경(Confocal laser scanning microscopy, CLSM) 관찰을 시행하였다. 또한 광열 치료의 효과를 평가하기 위해 온도 측정이 시행되었다. ICG와 근적외선 diode 레이저를 사용한 군에서 CFU의 감소량이 통계적으로 유의하였으나, L. casei와 C. albicans에서는 시간에 따른 항균 효과의 유의한 차이는 관찰되지 않았다. CLSM 관찰에서도 유사한 세균 감소를 확인할 수 있었다. ICG와 근적외선 diode 레이저를 사용한 군은 ICG 없이 광조사를 시행한 군보다 더 높은 온도 상승을 보였으며, 측정된 온도는 열 치료의 온도 범위와 유사하였다. 결론적으로, ICG와 근적외선 diode 레이저는 다종 우식원성 바이오필름에 항균 효과를 보였다. 우식 예방을 위한 보조 수단으로 사용될 가능성을 가지나, 임상적인 적용을 위해서는 적용 프로토콜에 관한 연구가 필요하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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