• Title/Summary/Keyword: 단색화장치

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구부린 완전결정을 이용한 중성자 단색기의 특성평가

  • 김신애;최용남;김성규;김성백;문명국;홍광표;최병훈;최영현;이창희
    • Proceedings of the Korea Crystallographic Association Conference
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    • 2003.05a
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    • pp.23-23
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    • 2003
  • Cu 단결정과 다결정 Cu 막대(rod)를 시료로 하여 구부린 완전결정(bent perfect crystal, BPC)을 이용한 중성자 단색기의 특성을 평가함으로써 단결정 회절 및 집합조직 측정장치인 4축 단결정 회절장치(FCD)에 BPC 단색기를 적용할 수 있는지 시험하였다. 측정은 한국원자력연구소의 연구용 원자로인 하나로의 571 수평공에 구성된 test station에서 수행하였다. 단색기와 시료 사이의 거리는 3000mm, 시료와 검출기 사이는 600mm, 단색화빔 인출각도(2θ/sub M/)는 44.6°로 고정하여 FCD와 거의 같은 배치를 구현하였다 직사빔의 단면분포와 강도는 저효율 2차원 위치민감형 검출기(2-D PSD)를 이용하여 확인하였다. 이 검출기는 검출면적 90x90㎟, 공간 분해능 1.2mm, 검출효율 약 1%인 저효율 검출기이다. 회절빔은 검출면적 190x190㎟, 검출효율은 1Å에서 60%인 고효율 2-D PSD를 이용하여 측정하였다. Cu 단결정 측정에 사용한 ePC 단색화 결정은 200×40×3.4㎣ 크기의 Si(220) 슬랩이며, 비대칭 기하로 Si(331)면을 사용하여 파장 λ=0.954Å으로 중성자빔을 단색화시켰다. BPC-Si를 구부려 슬랩의 곡률반경을 변화시키면서 단색기-시료-검출기가 평행배치일 때 Cu(200), (220), (400), (420)면의 rocking curve를 측정하여 각 조건에서의 분해능과 강도를 평가하였다. BPC 단색기를 집합조직 측정에 적용할 수 있는지 시험하기 위하여 다결정 Cu 막대(직경 4.5mm, 길이 18mm)를 시료로 선택하였다. 207x30x3.0㎣ 크기의 Si 슬랩을 단색화 결정으로 사용하였다. 이 슬랩은 다양한 결정면을 이용한 특별한 기하를 구현할 수 있도록 Si(111)면에서 10° 벗어난 면을 절단한 것이다. 비대칭 기하로 Si(311)면을 사용하여 파장 λ=1.253Å의 단색화된 중성자빔으로 측정하였다 BPC-Si를 구부려 슬랩의 곡률반경을 변화시키면서 단색기-시료-검출기가 평행파 반평행배치일 때 Cu(111), (200), (220), (311), (331), (420)면의 회절선을 측정하여 각 조건에서 분해능과 강도를 평가하였다.

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Optical design of soft X-ray region monochromator (Soft X-ray 영역 단색화 장치의 광학적 설계에 관한 연구)

  • 성면창;최원국;황정남;정광호;김영식
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.3 no.2
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    • pp.86-91
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    • 1992
  • We describe the design of a soft X-ray grating monochromator for synchrotron radiation in the photon energy range 300~1200eV. We investigate the optimum condition in optical parameters of CEM (cylindrical element monochromator), whose performance is well known by Dragon beam line installed recently at Brookhaven National Laboratory by C. T. Chen, fitting the parameter of PLS (Pohang Light Source) storage ring construction.

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구분린 완전결정을 이용한 중성자 단색기의 원리

  • ;;;P. Mikula
    • Proceedings of the Korea Crystallographic Association Conference
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    • 2003.05a
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    • pp.22-22
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    • 2003
  • 원자로에서 핵분열에 의해 생성된 고에너지 중성자는 감속재를 통해 열평형에 의해 에너지가 낮춰져 통계적 분포, 즉 Maxwell-Boltzman 운동에 따른 에너지 스펙트림을 갖게 된다. 중성자 산란장치는 통상 단색빔을 이용하므로 단색기(monochiomator)를 통해 이 분포에서 특정 파장의 중성자빔을 인출, 즉 단색화한다. 이때 단색기는 각각의 중성자 산란장치에 사용할 수 있는 특정 파장의 중성자빔을 인출하면서도, 파장의 퍼짐을 적절하게 조절하여 높은 중성자속(neutron flux)을 가지며 분해능도 또한 좋아야 한다. 전통적으로 많이 사용하는 단색화 방법은 결정의 내부결함을 유도하여 만든 모자익(mosaic) 결정을 이용하는 것이다. 이 방법은 특정 파장을 얻으면서도 좋은 분해능과 높은 중성자속을 갖는 모자익 결정을 만들기가 어렵고, 한번 결정된 단색기의 특성을 바꿀 수 없는 단점이 있다. 1980년대부터 몇몇 그룹이 거의 완전하게 성장된 단결정 슬랩을 미세하게 구부려서 탄성변형을 주어 effective 모자익 구조를 발생시킨 '구부린 완전결정(bent perfect crystal, BPC)' 단색기를 개발하여 특정 목적에 활용하는 시도를 하였다. BPC 단색기는 단색화된 중성자빔을 집속(focusing)할 수 있으며, 결정의 구부림 정도를 조절하고 배치 기하를 바꿈으로써 다양한 특성을 갖는 단색빔을 얻을 수 있는 장점이 있다. 이렇게 단색기의 기하학적 변수를 조절함으로써 회절빔의 집속도와 분해능을 조절할 수 있어서 잔류응력 측정이나 단결정 회절 및 집합조직 측정장치 등에 적용할 수 있다. 본 연구에서는 BPC 단색기의 원리와 여러 배치기하에 따른 빔의 특성을 소개하고자 한다.빔이 시료와 상호 작용하는 면적과 상호작용하지 않을 때의 빔을 회절모드에서 faraday cup으로 측정한 빔전류로 부터 계산하였다. Gibbsite에 대한 전자빔 조사 시 1분 이내에 급격한 Hydroxyl Ion(OH-)의 이탈로 인해 Cibbsite의 구조는 거시적 비정질화가 되며 시간증가에 따라 χ-alumina → ν-alumina → σ-alumina or δ-alumina의 순으로 상전이를 겪는다. 전자빔 조사 시 관찰된 회절자료의 가시적 변화를 통해 illumination angle 1.25mrad(Dose rate : 334 × 10³ e/sup -//sec·n㎡)일 경우 약 3초 이내에 비정질화가 시작됨을 알 수 있었고 이는 약 1 × 10/sup 6/ e/sup -//sec·n㎡ 의 전자선량에 해당되며 이를 기준으로 각각의 illumination angle에 대한 임계전자선량을 평가할 수 있었다. 실질적으로 Cibbsite와 같은 무기수화물의 직접가열실험 시 전자빔 조사에 의해 야기되는 상전이 영향을 배제하고 실험을 수행하려면 illumination angle 0.2mrad (Dose rate : 8000 e/sup -//sec·n㎡)이하로 관찰하고 기록되어야 함을 본 자료로부터 알 수 있었다.운동횟수에 의한 영향으로써 운동시간을 1일 6시간으로 설정하여, 운동횟수를 결정하기 위하여 오전, 오후에 각 3시간씩 운동시키는 방법과 오전부터 6시간동안 운동시키는 두 방법을 이용하여 품질을 비교하였다. 각 조건에 따라 운동시킨 참돔의 수분함량을 나타낸 것으로, 2회(오전 3시간, 오후 3시간)에 나누어서 운동시키기 위한 육의 수분함량은 73.37±2.02%를 나타냈으며, 1회(6시간 운

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Human Motion Measurement with One Color Camera (한 대의 칼라카메라를 이용한 인체 운동량 측정)

  • 안정호
    • Journal of Biomedical Engineering Research
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    • v.22 no.1
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    • pp.41-47
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    • 2001
  • 본 연구는 한 대의 칼라 카메라와 광학장치를 이용하여 인체의 운동량을 측정하는 시스템에 관한 것이다. 광학을 이용하여 인체의 운동량을 측정하기 위해서는 일반적으로 두 대 이상의 카메라로부터 획득된 영상으로 측정물체에 대한 좌표를 구하는 입체화상법을 사용한다. 제시한 시스템은 서로 다른 색의 칼라필터와 거울을 통과한 두 개의 광경로를 빔스플리터로 중첩시켜서 한 대의 칼라카메라로 영상을 획득하여 분석하는 것으로, 한 대의 칼라카메라가 두 대의 단색 가상카메라 역할을 하는 것이다. 단색 가상카메라는 적색, 녹색과 청색의 세 가지로 본 실험에서는 적색의 밝기가 가장 낮아서 녹색과 청색 가상카메라를 사용하였다. 광학장치를 이용하여 칼라카메라로 획득된 적색, 녹색과 청색별로 8bit인 24bit 디지털영상에서 녹색과 청색 영상은 각각 녹색과 청색의 가상카메라로 획득한 영상이다. 이 영상들을 이진화하여 측정물체를 배경으로부터 분리하고, 이진영상에서 일정한 면적을 지닌 영역의 중심을 측정물체가 영상면에 투영된 좌표로 본다. 녹색과 청색 영상에서 동일한 측정물체에 대한 영상선을 구하고 이들의 교차점을 측정물체의 공간좌표로 하였다. 이 시스템을 이용하여 직립 및 신전자세에서 척추의 형상을 측정하였으며 향후 시스템의 추가적인 개발과 적응분야에 대하여도 살펴보았다.

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X-ray Radiography에 적합한 Double Multilayer Monochromaotr (DMM) 설계와 제작

  • Jeong, Sun-Yong;Yang, Seong-Seon;Im, Jae-Hong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.08a
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    • pp.118-118
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    • 2013
  • DMM은 방사광가속기의 백색광으로부터 단색광을 추출하기 위해 두 개의 다층 박막 (multilayer) 거울을 사용하는데, 첫 번째 거울은 Bragg 반사를 통해 분광을 하여 단색광을 생산하는 용도이고, 두 번째 거울은 이 단색광을 반사시켜 지면과 평행하게 출사되게 하기 위함이다. 일반적으로 사용되는 DCM (Double Crystal Monochromator)과의 차이점은, Bragg 반사를 위해 DCM에서는 결정을 사용하는 반면 DMM은 밀도차이가 많이나는 두 종류의 물질을 교대로 쌓아 올린 다층 박막을 사용한다는 것이다. 다층 박막의 주기가 곧 Bragg 반사에서의 d-spacing이 되며, X-선 분광의 목적으로 사용되는 d-spacing은 10-50 $\AA$ 사이이다. DCM이 0.01% 대의 우수한 에너지 분해능을 보이는데 비해, DMM은 1% 정도이다. 이 때문에 출사광의 밝기가 DCM에 비해 100배 밝은 특징이 있어서 에너지 분해능보다 광량이 더 중요한 응용에서 DMM이 사용된다. X-선 영상이나 방사선치료가 바로 이러한 응용에 해당한다. DMM은 포항가속기연구소와 (주) 벡트론에서 공동 설계하였으며, (주)벡트론에서 제작하였다. 그림 1에 DMM의 외형과 내부 구조를 나타내었다. Bragg 각의 조절 범위는 0.24-0.9도 이다. 입사광과 출사광의 수직 방향 offset을 10 mm로 유지하기 위해 두 번째 다층 박막이 수평방향으로 1,000 mm 가량 이동할 수 있어야 한다. 이를 위해 두 대의 고니오미터 stage를 사용하여 각각 첫 번째 및 두 번째 다층 박막의 위치와 방향을 제어한다. 첫 번째 다층 박막을 제어하는 고니오미터 stage는 하부가 전체 프레임에 고정되어 있고, 이 고니오미터의 회전축에서 Bragg 각을 조절한다. 두 번째 다층 박막을 제어하는 고니오미터 stage는 높이방향과 수평방향으로 이동이 가능하다. 다층 박막의 pitch는 고니오미터의 회전축에서 조절한다. 그리고 tilt stage를 사용하여 다층 박막의 roll을 조절한다.

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Automatic Alignment of a Collimating Mirror by Using Phase Image Correlatio (위상 이미지 상관기법을 이용한 시준거울의 자동정렬)

  • Kim, Hyun-Suk;Tserendolgor, D.;Kim, Dae-Suk;Lee, Hyung-Chul;Kim, Soo-Hyun
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.22 no.1
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    • pp.30-34
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    • 2011
  • A novel alignment method that can be used for aligning the collimating mirror employed in a monochromator is described. In most of the spectrometer industry, the alignment of optical components such as a focusing mirror, a grating and a collimating mirror has been performed manually so far. In this paper, we use a matchedfilter based image correlation technique for measuring the accurate image position which is used for aligning the collimating mirror. The experimental results show that with the proposed scheme automatic alignment can be completed within 10 seconds.

Design Spectrophotometer for Blocking the $2^{nd}$ diffracted Light (2차 회절광 차단을 위한 분광 광도계 설계)

  • 홍영주;곽윤근;김수현
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 2004.10a
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    • pp.875-880
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    • 2004
  • Stray light is the light except the light of the analytic wavelength and the source of measurement error of absorbance. Some experimental results showed that diffractive grating is the major factor of stray light in spectrophotometer. Through the ray tracing with the software tool, classified the paths of the diffractive light from grating and found the range of wavelength which reach the exit slit. The quantity of the stray light(0.025%) is more than the minimum limit of stray light(0.01%) of the single monochromator. A novel optical layout design method, which prevent the reflected rays entering the diffractive grating is proposed.

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Fabrication of reflectometer for vacuum ultraviolet spectral characteristic measurements of optical component (광학부품의 진공자외선특성 측정용 분광반사율계 제작)

  • 신동주;김현종;이인원
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.15 no.4
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    • pp.325-330
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    • 2004
  • We fabricated a vacuum ultraviolet spectre-reflectometer which consists of a deuterium light source, a vacuum monochromator, and a sample chamber and detector module. The operation was performed in the ultraviolet spectral ranges between 115 nm and 330 nm at the vacuum pressure of 3.0 ${\times}$ 10$^{-4}$ Pa. The wavelength of the vacuum monochromator was calibrated with the line spectrum of a low pressure Mercury lamp of 253.652 nm and 184.95 nm wavelengths, and its resolution was 0.012 nm, and the precision of wavelength was $\pm$ 0.03 nm. With this reflectometer and a deuterium lamp, we measured the spectral regular transmittance and reflectance of materials(MgF$_2$, CaF$_2$, BaF$_2$, SiO$_2$, Sapphire) used as optical components over the spectral range between 115 nm and 230 nm.

Determination of Trace Lead by Laser Resonance Ionization Spectroscopy (I). Dependence of Detection Limit on Ionization Schemes (레이저 공명이온화에 의한 극미량 납의 정량 (I). 이온화 경로에 따른 검출한계의 변화)

  • Kyuseok Song;Jong Hun Lee;Jongmin Lee
    • Journal of the Korean Chemical Society
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    • v.36 no.6
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    • pp.832-839
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    • 1992
  • Lead has been determined by Resonance Ionization Mass Spectrometry (RIMS) through one-color-two-photon ionization, two-color-two-photon ionization and three-color-three-photon ionization in a vacuum chamber equipped with Time-of-Flight(TOF) mass spectrometer. In all cases, the first excited state chosen was 6p7s($^3P_1$) state and the transition was at 283.3 nm in wavelength from the ground state. By using various concentrations of lead standard solutions, the calibration curve is obtained in the range of 0.1 ${\mu}g$ to 1.0 pg in both ionization schemes. The detection limit was estimated as 20 pg for the two-color ionization, while 10 pg for the three-color ionization experiment.

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Structure of Tetra-ter-butyl-tetrapropionyloxycalix[4]arene (Tetra-tert-butyl-tstrapropionyloxycalix [4] arene의 구조)

  • 김회진;노광현
    • Korean Journal of Crystallography
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    • v.4 no.1
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    • pp.25-35
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    • 1993
  • Tetra-tert-butyl-tetrapropionycalix (4) arena (C56H7208) is Triclinic, space group Pl, with a=13.664(5), b=17.585(5), c=12.863(2)A, a=109.33(2), B=111.97(2), γ=76.45(3) ˚, Z=2, V=2684.08A3, D, =1.152g/cm3, Dm=1.15g/cm3. The intensity data were collected on an Enraf-Nonius CAD-4 Diffractometer with a graphite monochromated Mo-Ka radiation. The structure was solved by direct methods and refined by leastsquares methods. The final R factor was 0.084 for 2561 observed reflections. The configuration of the molecule from the X-ray crystallographic investigation has the partial cone conformation, three tort-butylphenyls are down and a tort-butylphenyl is up. Three propionyloxy groups direct toward the exterior of the macrocycle cavity.

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