• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.1020-1026
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• 2011

전차선은 철도 전기차량에 전기를 안정적으로 공급하기 위한 시설물로서, 차량이나 외부요인에 의한 전차선의 변형 및 파손을 검지하여 전기철도 시설물 규정에 따라 최적의 상태로 유지해야 할 필요성이 있다. 본 논문에서는 전차선 마킹을 위한 라인레이저와 고속카메라 간에 기하학적 구성을 이용하여 3차선 거리측정방식으로 전차선 높이와 편위를 측정하기 위한 시스템 개발에 관하여 기술하였다. 전차선 거리 측정방법은 이미지 상에 마킹된 전차선 프로파일의 픽셀위치를 삼각함수 기법을 적용하여 카메라와의 전차선간에 각도를 계산하였으며, 카메라는 랜즈 왜곡 및 심도, 원금감 등에 따라 측정대상에 대한 픽셀 해상도가 다르므로 전차선 위치변화에 따른 픽셀당 각도 분해능을 적용하였다. 또한 전차선은 조가선과 급전선등과 같은 다른 전기배선보다 가장 아래에 설비되어 있는 특징을 이용하여 FPGA 상에서 전차선에 마킹된 레이저 프로파일 데이터를 고속으로 추출하여 처리하였다. 개발시스템은 전차선 시설물 평가기준에 따라 전차선 높이, 편위 측정데이터를 실시간 분석하여 이상구간에 대한 실시간 자동화 진단기능을 수행토록 하였다.

• 대한소아치과학회지
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• 제27권1호
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• pp.40-44
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• 2000

연구목적은 새로운 레이저형광측정기술을 응용한 휴대용 우식진단기구인 Diagnodent를 사용한 우식진단법의 검사자내 신뢰도를 분석하는 것이었다. 발거된 사람 대구치와 소구치를 대상으로 열구를 3회, 평활면을 5회 반복 검사하였다. 측정치들의 평균치간 차이의 유의성을 t-검사로 검정하였고 측정치들간의 상관성을 Pearson 상관계수와 Spearman 순위상관계수로 산출하였으며 척도 신뢰도분석으로 검사자내 신뢰도를 분석하였다. 연구성적에서, 열구측정치들 간에 유의한 차이는 없었으나, 평활면측정치들간에는 10개 조합 중 2개에서 유의한 차이가 있었다(P<0.05). 그러나, Pearson 상관과 Spearman 순위상관은 모두 상관계수 0.9 이상의 유의한 상관성을 나타내었고(P<0.01), 신뢰도의 값은 열구측정에서 0.9980 내지 0.9981로, 평활면측정에서 0.9992로 산출되었다. Diagnodent를 사용한 우식진단법은 생체외에서 한 검사자가 반복 검사를 시행하였을 때 완전한 일치에 가까운 재현도, 곧 매우 높은 검사자내 신뢰도를 가지고 있는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.254-262
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• 2010

본 논문에서는 비부착식 진동측정기법에 의한 공용중 교량의 진동사용성을 평가하고자 레이저 진동측정장치를 이용하여 진동사용성 평가 실험을 하였으며, 그 결과를 가속도계 및 처짐계를 사용하여 얻은 결과와 비교 분석하였다. 레이저 진동측정장치의 측정에 대한 정확도는 실교량의 고유진동수를 측정하고, 이를 가속도계로 구한 값과 비교함으로서 검증하였다. 진동사용성 평가 실험 및 비교 분석 결과에 의하면, 측정속도의 수치미분을 통하여 가속도를 추정하고, 가속도 진폭에 대한 Reiher-Meister 진동사용성 평가기준을 이용함으로써 공용중 교량의 진동사용성을 평가할 수 있으며, 추정된 변위 진폭에 대한 경우 측정속도의 시간영역 수치적분 과정에서 발생된 오차로 인해 실제 측정된 변위 진폭에 대한 진동사용성 등급과는 다른 결과를 얻을 수 있음을 알 수 있었다.

• 대한소아치과학회지
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• 제45권4호
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• pp.426-435
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• 2018

이 연구의 목적은 두 가지 형태의 레이저 형광원리를 이용한 우식 진단 기기(DD, DDpen)의 구치부 인접면 우식을 진단 하는 능력을 비교하고, 두 기기의 최적의 절단값을 확인하는 것이다. 이 연구에는 164개의 유구치 인접면과 438개의 영구치 구치부 인접면이 연구 대상에 포함되었다. 각 치면은 순서대로 두 가지 기기를 통한 검사를 시행하였고, 두 기기를 비교할 기준으로서 교익 방사선 사진 촬영을 시행하였다. 방사선 사진 촬영 결과는 우식의 깊이에 따라 유치열 3개의 군($pR_0$, $pR_1$, $pR_2$), 영구치열 4개의 군($PR_0$, $PR_1$, $PR_2$, $PR_3$)으로 분류하였다. 유치열에서 법랑질 우식과 상아질 우식의 AUC 값은 DD가 각각 0.851과 0.890으로 나타났고, DDpen은 각각 0.883과 0.917로 나타났다. 영구치열에서 법랑질 우식과 상아질 우식의 AUC 값은 DD가 각각 0.762과 0.886으로 나타났고, DDpen은 각각 0.828과 0.958로 나타났다. 유치열과 영구치열 모두 구치부 인접면 우식을 검사하는 데에는 DDpen이 DD보다 정확한 결과를 보였다. 하지만 유치열에 대해서는 DD도 인접면 우식 검사에 활용이 가능할 것으로 보인다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.81-81
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• 2013

반도체, LCD, MEMs 등 미세 전자소자의 제작과 깊은 관련이 있는 IT 산업은 자동차 산업과 함께 세계 경제를 이끌고 있는 핵심 산업이며, 그 발전 가능성이 크다고 할 수 있다. 이 중 반도체, LCD 공정 기술에 관해서 대한민국은 세계를 선도하여 시장을 이끌어 나가고 있는 실정이다. 이들의 공정기술은 주로 높은 수율(yield)을 기반으로 한 대량 생산 기술에 초점이 맞추어져 있기 때문에, 현재와 같은 첨예한 가격 경쟁력이 요구되는 시대에서 공정 기술 개발을 통해 수율을 최대한으로 이끌어 내는 것이 현재 반도체를 비롯한 미세소자 산업이 직면하고 있는 하나의 중대한 과제라 할 수 있다. 특히 반도체공정에 있어 발전을 거듭하여 현재 20 nm 수준의 선폭을 갖는 소자들의 양산이 계획 있는데 이와 같은 나노미터급 선폭을 갖는 소자 양산과 관련된 CD (critical dimension)의 감소는 공차의 감소를 유발시키고 있으며, 패널의 양산에 있어서 생산 효율 증가를 위한 기판 크기의 대형화가 이루어지고 있다. 또한, 소자의 집적도를 높이기 위하여 높은 종횡비(aspect ratio)를 요구하는 공정이 일반화됨에 따라 단일 웨이퍼 내에서의 공정의 균일도(With in wafer uniformity, WIWU) 및 공정이 진행되는 시간에 따른 균일도(Wafer to wafer uniformity)의 변화 양상에 대한 파악을 통한 공정 진단에 대한 요구가 급증하고 있는 현실이다. 반도체 및 LCD 공정에 있어서 공정 균일도의 감시 및 향상을 위하여 박막, 증착, 식각의 주요 공정에 널리 사용되고 있는 플라즈마의 균일도(uniformity)를 파악하고 실시간으로 감시하는 것이 반드시 필요하며, 플라즈마의 균일도를 파악한다는 것은 플라즈마의 기판 상의 공간적 분포(radial direction)를 확인하여 보는 것을 의미한다. 현재까지 플라즈마의 공간적 분포를 진단하는 대표적인 방법으로는 랭뮤어 탐침(Langmuir Probe), 레이저 유도 형광법(Laser Induced Fluorescence, LIF) 그리고 광섬유를 이용한 발광분광법(Optical Emission Spectroscopy, OES)등이 있으나 랭뮤어 탐침은 플라즈마 본연의 상태에서 섭동(pertubation) 현상에 의한 교란, 이온에너지 측정의 한계로 인하여 공정의 실시간 감시에 적합하지 않으며, 레이저 유도 형광법은 측정 물질의 제한성 때문에 플라즈마 내부에 존재하는 다양한 종의 거동을 살필 수 없다는 단점 및 장치의 설치와 정렬(alignment)이 상대적으로 어려워 산업 현장에서 사용하기에 한계가 있다. 본 연구에서는 최소 50 cm에서 최대 400 cm까지 플라즈마 내 측정 거리에서 최대 20 mm 공간 분해가 가능한 광 수광 시스템 및 플라즈마 공정에서의 라디칼의 상태 변화를 분광학적 비접촉 방법으로 계측할 수 있는 발광 분광 분석기를 접목하여 플라즈마 챔버 내의 라디칼 공간 분포를 계측할 수 있는 진단 센서를 고안하고 이를 실 공정에 적용하여 보았다. 플라즈마 증착 및 식각 공정에서 형성된 박막의 두께 및 식각률과 공간 분해발광 분석법을 통하여 계측된 결과와의 매우 높은 상관관계를 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제23권2호
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• pp.53-59
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• 2019

연소실 내부의 연료 분포를 실시간으로 측정하는 목적을 가진 소형화 장비인 LIBS plug가 개발 및 제작 되었다. LIBS plug는 레이저 유도 플라즈마 분광분석법 (Laser-induced breakdown spectroscopy : LIBS)를 응용한 장비로, 기존의 LIBS 결과인 전체 스펙트럼에서 당량비와 깊게 관여하는 두 개의 파장(H: 656.3 nm, O: 777 nm)만을 선정하여 측정할 수 있도록 하였다. 렌즈와 밴드패스 필터, 포토다이오드로 구성된 본 장비로 수집한 결과에 대한 분석이 이루어졌으며, 액체(가솔린)와 기체(LPG) 연료와 공기의 혼합물에서의 당량비 측정이 이루어졌다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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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.

• 비파괴검사학회지
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• 제22권1호
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• pp.22-31
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• 2002

일반적으로 구조물용 외부의 정적 및 동적 하중과 외부환경으로 인하여 피로균열과 부식이 발생하며, 이것은 구조물의 변형을 유발하여 결국 파단으로 이어지기 때문에 균열과 부식의 검출 및 평가와 함께 구조물의 변형에 의한 진동, 변위 기울기와 같은 거동을 감시하는 것도 매우 중요하다. 이에 레이저 센서 시스템을 이용하여 이러한 거동을 측정하여 이상 유무를 모니터링 할 수 있는 구조물 안전감시 시스템을 개발하였다. 본 시스템은 2차원으로 배열한 광전센서를 이용하여 구조물의 변형에 의해 유발된 광궤적의 변화를 감시하며, 또한 데이터를 취득하고 신호처리 할 수 있는 운용 프로그램도 갖추고 있다. 본 연구에서는 개발한 안전 진단 시스템의 필드 적용에 앞서 실험실에서의 몇 가지 실험을 통하여 그 효용성을 검증하였다.

• 지구물리
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• 제9권1호
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• pp.47-62
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• 2006

국내 지형의 약 70%는 산악지역이며, 도로, 철도 및 터널 등에는 무수한 암반 불연속면이 존재한다. 이러한 암반 불연속면의 조사, 안정성 분석 및 합리적인 안정화 대책공법 등의 시스템 구축이 시급한 실정이다. 기존의 암반 불연속면 조사방법은 인력, 시간 및 현장 접근성 등의 여러 한계점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 보안하기 위한 방법으로현재 정밀한 3차원 공간정보군(群)을 얻을 수 있는 지상 레이저 스캐닝 시스템을 활용한 방법을 제안하였다. 지상 레이저스캐닝 시스템을 이용한 방법은 측정시간이 짧고, 대절토사면 및 접근이 불가능한 지역에서도 측량이 가능한 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 암반사면의 안정성 분석, 댐체 및 터널내부의 변위특성을 지상 레이저 스캐닝 시스템을 이용하여 3차원 공간정보(좌표)를 갖는 측점운(測點雲: point-cloud)을 측정함으로써 만족할 만한 결과를 얻을 수 있었다. 암반사면의 경우, 실제 암반사면의 3D 모델링 결과로부터 불연속면의 방향성 추출, 파괴형태 분석, 절리면의 거칠기 정량화 및 붕괴체적 등을 구할 수 있었다. 댐체 및 터널과 같은 구조물의 경우에는 역설계를 수행하여, 설계도면과의 오차 확인 및 구조물의 변위측정 등 안전진단에 활용할 수 있었다.

• 대한소아치과학회지
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• 제31권4호
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• pp.671-679
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• 2004

레이저와 플라스마 광, 할로겐 광 중합기를 이용하여 각 개인의 우식 활성토를 측정할 수 있는지를 규명하기 위해 7-8세 아동 45명을 대상으로 치아의 순면과 협면에 각 광원을 조사하고 특수 필터를 사용하여 초기 치아우식증으로 판별된 치아의 개수를 측정하여 기존의 우식활성도 측정방법인 dDfFtT rate와 mutans streptococci 측정법, Lactobacilli 측정법과 비교, 평가하고 그 특이도, 민감도, 예측력을 평가하였다. 1. 아르곤 레이저, 플라스마 광, 할로겐 광 조사시 육안검사시 보다 유의하게 많은 초기우식 병소가 관찰되었다(p<0.05). 2. 아르곤 레이저, 플라스마 광, 할로겐 광을 이용한 우식활성도 측정법은 dDfFtT rate와 양의 상관관계 (${\gamma}=0.42,\;0.41,\;0.39$)를 보였다(p<0.01). 3. 기존의 우식활성도 측정방법을 기준으로 하여 평가한 결과 특이도와 민감도, 예측력은 모두 레이저가 가장 높았으며 플라스마 광, 할로겐 광 순으로 나타났다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 아르곤 레이저와 플라스마 광, 할로겐 광을 이용한 형광법은 모두 양호한 진단학적 지표를 보여줌으로써 향후 광학적 우식활성검사법으로 활용 가능성이 높을 것으로 사료된다.