• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.42 no.2
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• pp.87.3-88
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• 2017

한국천문연구원은 차세대소형위성 1호의 근적외선 영상분광기 NISS (Near-infrared Imaging Spectrometer for Star formation history) 탑재체를 개발하여 2017년 6월 30일에 최종 비행모델을 납품하였고, 이 발표는 탑재체 NISS 구조체의 비행모델 개발 결과를 보고한다. NISS는 0.9 - 2.5um (R~20) 근적외선 파장에서 관측을 해야 하기 때문에, 구조체의 배경잡음을 없애기 위해서 200K까지 passive cooling으로 냉각되며, H2RG 검출기는 소형 냉동기에 의해 약 88K에서 운영된다. NISS 구조체의 passive cooling을 효율적으로 수행하기 위해서 방열판, Kevlar 지지대, MLI, 표면제어용 필름 등을 조립하였고, 실제 지상 시험을 통해서 그 성능을 확인하였다. NISS 구조체는 최종 시스템 조립 과정에서 전자부 하네스 조립을 함께 수행했으며, 온도 모니터링 센서를 부착하고 소형 냉동기 피드백 온도를 반복 시험을 통해서 결정하였다. NISS 구조체는 미러 및 렌즈를 지지하는 광기계부를 함께 포함하기 때문에 발사 및 우주환경에서 광학 성능을 유지하기 위한 설계를 거쳐서 제작 되었으며, 최종 시스템 검교정 시험, 진동 및 열진공 시험을 통해서 그 성능을 확인하였다. NISS를 탑재한 차세대소형위성 1호는 2018년 상반기에 미국의 Falcon 9 발사체에 실려서 발사될 예정이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.129-129
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• 2010

적외선 검출소자(Infrared Photodetector)는 근적외선에서 원적외선 영역에 이르는 광범위한 파장 범위의 적외선을 이용하는 기기로서 대상물이 방사하는 적외선 영역의 에너지를 흡수하여 이를 영상화할 수 있는 장비이다. 적외선 관련 기술은 2차 세계대전 기간에 태동하였으며, 현재에는 원거리 감지기술 등과 접목되면서 그 활용 분야가 다양해지고 있다. 특히 능동형 정밀 타격무기를 비롯한 감시 정찰 장비 및 지능형 전투 장비 시스템 등에 대한 요구를 바탕으로 보다 정밀하고 신속한 표적 감지 및 정보처리 기술에 관한 연구가 선진국을 통해서 활발히 진행되고 있다. 기존의 Bolometer 형식의 열 감지 소자는 반응 속도가 느리고 측정 감도가 낮은 단점이 있으며, MCT(HgCdTe)를 이용한 적외선 검출기의 경우 높은 기계적 결함과 77K 저온에서 동작해야하기 때문에 발생하는 추가 비용 등이 문제점으로 지적되고 있다[1]. 이에 반해 화합물 반도체 자기조립 양자점(self-assembled quantum dot)을 이용한 적외선 수광소자는 양자점이 가지는 불연속적인 내부 에너지 준위로 인하여, 높은 내부 양자 효율과 온도 안정성을 기대할 수 있으며, 고성능, 고속처리, 저소비전력 및 저소음의 실현이 가능하다. 본 연구에서는 적층 InAs/InGaAs dot-in-a-well 구조를 유기금속화학기상증착법을 이용하여 성장하고 이를 소자에 응용하였다. 균일한 적층 양자점의 성장을 위해서 원자현미경(atomic force microscopy)을 이용하여, 각 층의 양자점의 크기와 밀도를 관찰하였고, photoluminescence (PL)를 이용하여 발광특성을 연구하였다. 각 층간의 GaAs space layer의 두께와 온도 조절 과정을 조절함으로써 균일한 적층 양자점 구조를 얻을 수 있었다. 이를 이용하여 양자점의 전도대 내부의 에너지 준위간 천이(intersubband transition)를 이용하는 n-type GaAs/intrinsic InAs 양자점/n-type GaAs 구조의 양자점 적외선수광소자 구조를 성장하였다. 이 과정에서 상부 n-type GaAs의 성장 온도가 600도 이상이 되는 경우 발광효율이 급격히 감소하고, 암전류가 크게 증가하는 것을 관찰하였다. 이는 InAs 양자점과 주변 GaAs 간의 열에 의한 상호 확산에 의하여 양자점의 전자 구속 효과를 저해하는 것으로 설명된다.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.147-147
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• 2017

우리나라에서는 수입 개방화 추세에 따라 공정한 유통질서 확립하고 국내 생산자와 소비자를 보호하기 위하여 원산지 표시제가 시행되고 있다. 그러나 수입 농산물과 국산 농산물의 큰 가격차이로 인하여 원산지를 허위 표시하는 경우가 증가하고 있다. 특히 쌀 관세화 전환 의무에 따른 수입산 쌀 증가하고 있으며 단립종과 중립종 수입산 쌀은 국내산 쌀과 외관이 유사하여 육안식별이 어려워 국내산 쌀로 둔갑할 우려가 있다. 이에 신속하고 비파괴적으로 쌀의 원산지를 판별할 수 있는 기술 개발이 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 국내산 쌀과 중국산 쌀의 원산지를 신속하게 판별가능한 영상 처리기술을 개발하였다. 쌀은 국내에서 생산된 중립종 50점과 중국에서 생산된 단립종 및 중립종 51점이 수집되어 사용되었다. 쌀의 분광 영상은 초분광 가시광 및 근적외선 영상 시스템을 이용하여 측정하였다. 이 시스템은 할로겐-텅스텐 라인광, 시료 이송부, 초분광 영상 획득부로 구성되어 있다. 텅스텐-할로겐 라인광은 $15^{\circ}$ 각도로 대칭으로 시료에 조사되고 400 ~ 1000 nm 파장 영역의 반사광 영상 스펙트럼이 측정되었다. 초분광 영상 데이터는 광에 노출되지 않은 암실에서의 파장별 영상과 반사율이 99% 이상인 기준판의 파장별 영상을 이용하여 교정되었다. 부분최소제곱회귀법을 이용하여 쌀 원산지 판별모델 식을 개발하였고, 이 판별 모델식을 교정된 초분광 영상에 적용하여 영상처리 판별 모델을 개발하였다. 그 결과, 원산지 판별정확도가 97.4% 이상으로 나타났으며, 국내산과 중국산 쌀의 원산지 판별이 가능하였다.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.26 no.1
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• pp.23-29
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• 2015

In this paper, we propose a microscope system for detecting both a tumor and blood vessels in brain tumor surgery as fluorescence images by using multiple light sources and a beam-splitter module. The proposed method displays fluorescent images of the tumor and blood vessels on the same display device and also provides accurate information about them to the operator. To acquire a fluorescence image, we utilized 5-ALA (5-aminolevulinic acid) for the tumor and ICG (Indocyanine green) for blood vessels, and we used a beam-splitter module combined with a microscope for simultaneous detection of both. The beam-splitter module showed the best performance at 600 nm for 5-ALA and above 800 nm for ICG. The beam-splitter is flexible to enable diverse objective setups and designed to mount a filter easily, so beam-splitter and filter can be changed as needed, and other fluorescent dyes besides 5-ALA and ICG are available. The fluorescent images of the tumor and the blood vessels can be displayed on the same monitor through the beam-splitter module with a CCD camera. For ICG, a CCD that can detect the near-infrared region is needed. This system provides the acquired fluorescent image to an operator in real time, matching it to the original image through a similarity transform.

• Journal of the Korea Society of Computer and Information
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• v.28 no.4
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• pp.105-112
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• 2023

In this paper, we propose a new method for displaying colored defects by measuring the relative density with the wide-area and local densities of X-ray. The relative density of one pixel represents a relative difference from the surrounding pixels, and we also suggest a colorization of X-ray images representing these pixels as normal and defective. The traditional method mainly inspects materials such as plastics and metals, which have large differences in transmittance to the object. Our proposed method can be used to detect defects such as sprouts or holes in images obtained by an inspection machine that detects X-rays. In the experiment, the products that could not be seen with the naked eye were colored with pests or sprouts in a specific color so that they could be used in the agricultural product selection system. Products that are uniformly filled with a single ingredient inside, such as potatoes, carrots, and apples, can be detected effectively. However, it does not work well with bumpy products, such as peppers and paprika. The advantage of this method is that, unlike machine learning, it doesn't require large amounts of data. The proposed method could be applied to a screening system using X-rays and used not only in agricultural product screening systems but also in manufacturing processes such as processed food and parts manufacturing, so that it can be actively used to select defective products.

• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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• v.18 no.3
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• pp.113-127
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• 2015

Recently, there has been a growing interest in UAS(Unmanned Aerial System), and it is required to develop techniques to effectively detect water body from the recorded images in order to implement flood monitoring using UAS. This study used a UAS with RGB and NIR+RG bands to achieve images, and applied supervised classification method to evaluate the accuracy of water body detection. Firstly, the result for accuracy in water body image classification by RGB images showed high Kappa coefficients of 0.791 and 0.783 for the artificial neural network and minimum distance method respectively, and the maximum likelihood method showed the lowest, 0.561. Moreover, in the evaluation of accuracy in water body image classification by NIR+RG images, the magalanobis and minimum distance method showed high values of 0.869 and 0.830 respectively, and in the artificial neural network method, it was very low as 0.779. Especially, RGB band revealed errors to classify trees or grasslands of Songsan amusement park as water body, but NIR+RG presented noticeable improvement in this matter. Therefore, it was concluded that images with NIR+RG band, compared those with RGB band, are more effective for detection of water body when the mahalanobis and minimum distance method were applied.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.229.1-229.1
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• 2015

생체 시료인 세포나 조직을 분석을 위해 임의로 파괴하거나 훼손하지 않은 본래의 상태에서 세포에 존재하는 다양한 생체분자 물질의 질량과 조성을 분석하고 영상화할 수 있는 대기압 표면 질량분석 이미징 기술을 개발했다. 생체 시료의 표면을 질량 분석을 하기 위해서는 대기압 분위기에서 시료에 열적 손상이 없는 조건으로 시편의 이온화 및 탈착 과정이 이루어지게 하기 위해 저온 대기압 탈착/이온화원으로 저온대기압 플라즈마 젯과 펨토초 적외선 레이저를 결합하여 대기압 이온화원을 제작하였다. 기존에 잘 알려진 저온 대기압 플라즈마 젯 소자는 유리관에 방전기체를 흘려주고 전극에 고전압을 인가하는 방식으로 제작했으며, 또 다른 대기압 이온화원으로서 근적외선 대역의 고출력 펨토초 레이저 빔을 현미경용 대물렌즈로 집속하여 생체시료에 조사시켰다. 수백 나노미터에서 수 마이크로미터 수준으로 빔을 집속할 수 있는 펨토초 레이저는 금나노로드의 도움으로 생체 시료를 매우 작은 수준으로 탈착하는 데 주로 사용하며, 수십 마이크로미터에서 수 밀리미터 정도의 크기를 가지는 저온 대기압 플라즈마 젯은 탈착된 물질을 이온화시키는데 사용하여, 이 두 가지 이온화원을 결합하여 이온화원으로 사용한다. 시료에서 발생한 이온을 질량분석기 입구까지 잘 끌고 갈 수 있도록 이온 전달관을 설계하고 보조펌프를 장착 사용한다. 이렇게 자체 개발한 대기압 이온화원을 상용 질량분석기기와 결합하여 대기압 분위기에서 시료의 표면을 질량분석할 수 있는 시스템과 측정 기술을 개발했다. 현미경 스테이지에 정밀 2-D 자동 스캐닝 스테이지를 장착하여 질량분석 정보에 공간 정보를 더할 수 있는 질량분석 이미징 기술 방법을 개발하여 생체 시편의 질량분석 이미징을 얻었다. 수분을 포함하는 생채시료로부터 단백질, 지질, 대사물질을 직접 분리하여 분석하는 이 새로운 질량분석법은 기존의 분석법에 비해 훨씬 더 많은 생체분자 정보를 얻을 수 있으며 공간정보를 더해 영상화할 수 있는 큰 장점이 있다. 대기압 표면 질량분석 기술은 생체시료를 파괴해서 용액화할 필요도 없으며, 진공 챔버에 넣기 위해 필요한 복잡한 전처리 과정 단계를 간략화 할 수 있으며 최종적으로는 살아있는 세포나 생체 조직도 정량 분석이 가능하여 생명과학 및 의료진단 분야에서 응용할 수 있는 분야는 무궁무진할 것이다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.23 no.3
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• pp.37-41
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• 2016

In this paper, we introduced a near infrared fluorescence imaging system that has long working distance and analyzed on the effects of measurement variables such as gain, exposure time, working distance, magnification. Fluorescence signal intensity is growing up according to exposure time and magnification increasing, and it is getting stronger according to increase of gain, but the background signal intensity is getting stronger together. It causes low SBR. Due to a laser irradiation method, laser intensity distribution of the introduced system is not uniform and it makes fluorescence signal weak. So, we proposed a solution.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.35 no.1
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• pp.24-29
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• 2024

We propose a hyperbolic metastructure based on a nanopatterned metal (Ag)-dielectric (PDMS) multilayer and report on its performance in an infrared (IR) cut-off filter for imaging devices. By optimizing the size of the square-shaped Ag nanopattern and the thickness of PDMS surrounding the Ag nanopattern, the proposed IR cut-off filter blocks 99% of light in the 0.70-1.01 ㎛ wavelength band while maintaining a high transmittance of over 94% in the visible region. Here, the cut-off wavelength band starts at a region above the epsilon-near-zero wavelength of the hyperbolic metastructure and ends at the point where plasmonic absorption appears strongly. It is observed that transmittance in the wavelength region longer than the IR cut-off band increases again due to plasmonic coupling among horizontally adjacent Ag nanopatterns. This metastructure can improve the performance of IR-blocking filters as well as allow it to be manufactured ultra-thin, which is applicable to various planar optical elements and integrated optical components.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• v.10 no.4
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• pp.135-142
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• 2023

A various technology of remote sensing and image analysis are applied to study landscape changes and their influencing factors in stream corridors. We developed a method to detect landscape changes over time by calculating the optical index using multispectral images taken from satellites at various time points, calculating the threshold to delineate the boundaries of water bodies, and creating binarized maps into land and water areas. This method was applied to the upstream reach of the weirs in the Geumgang River to track changes in the sandbar formed by the opening of the weir gate. First, we collected multispectral images with a resolution of 10 m × 10 m taken from the Sentinel-2 satellite at various times before and after the opening of the dam in the Geumgang River. The normalized difference water index (NDWI) was calculated using the green light and near-infrared bands from the collected images. The Otsu's threshold of NDWI calculated to delineate the boundary of the water body ranged from -0.0573 to 0.1367. The boundary of the water area determined by remote sensing matched the boundary in the actual image. A map binarized into water and land areas was created using NDWI and the Otsu's threshold. According to these results of the developed method, it was estimated that a total of 379.7 ha of new sandbar was formed by opening the three weir floodgates from 2017 to 2021 in the longitudinal range from Baekje Weir to Daecheong Dam on the Geumgang River. The landscape detection method developed in this study is evaluated as a useful method that can obtain objective results with few resources over a wide spatial and temporal range.