• 대한치과교정학회지
• /
• 제36권1호
• /
• pp.14-29
• /
• 2006

치과교정영역에서 컴퓨터기술의 발달로 안면 경조직 및 연조직의 3차원적인 분석이 가능해졌으며 이에 따라 교정환자의 진단과 치료계획 및 치료 후에 연조직의 3차원적인 평가가 가능하게 되었다. 그러나 안면 연조직의 3차원적 분석을 위한 표준화된 기준이 없고 임상적용이 가능한 진단 프로그램은 아직 없는 실정이다. 이에 본 연구에서는 3차원 진단 시 유용한 안면 연조직 계측점들의 3차원 계측치(X, Y, Z)를 제시하고, 이를 이용하여 설정된 길이, 각도 및 비율의 정상치를 제시하고자 한다. 3차원 촬영 기구로 비접촉식 3차원 레이저 스캐너를 이용하였으며, 한국 성인 정상교합 자 남녀 각각 30명(남자평균 20.1세, 여자평균 21.7세)을 연구대상으로 하였다. Rapidform 2004 프로그램(Inus Technology Inc., Seoul, Korea)으로 3차원 영상을 만든 후 3차원 입체영상에 soft tissue nasion을 원점으로 하는 좌표계(X축-좌우, Y축-상하, Z축-전후)를 설정하고, 29개의 계측점을 지정한 후 거리계측 45개 항목, 각도 8개 항목, 거리비율 29개 항목을 분석하였다. 각각의 계측점의 3차원 좌표(X, Y, Z)를 구하였으며 이를 바탕으로 각각의 계측항목을 계산하여 표준화하였다. 특히, 각도항목에서 transverse upper lip prominence (Ch(Rt)-ULPm-Ch(Lt))는 남자 $107^{\circ}$, 여자 $106^{\circ}$였고, transverse mandibular prominence (Go'(Rt)-Pog'-Go'(Lt))는 남녀 모두 $76^{\circ}$였다. Naso frontal angle (G-N'-Pn)은 남자 $142^{\circ}$, 여자 $147^{\circ}$, transverse nasal prominence (Zy(Rt)-Pn-Zy(Lt))는 남자 $112^{\circ}$, 여자 $116^{\circ}$로 남녀 간에 통계학적으로 유의차가 있었다 (p<0.05). 하안면고경 하방 2/3 (Li-Me')와 하악체길이(Go'-Me'), 입술고경(ULPm-Li)과 폭경(Ch(Rt)-Ch(Lt))의 비율은 각각 2/5로 나타났다. 관상기준평면에서 안면의 윤곽을 나타내는 계측점인 FT, Zy, Pn, ULPm, Li, Me'까지의 거리의 비는 -1/-1/1/0.5/0.5/-0.6였다. 또한 얻어진 자료를 이용하여 한국 성인 정상교합자의 3차원 안면 모델을 제작하였으며 이는 교정진단 또는 치료결과 비교 시 template로 활용될 수 있으리라 사료된다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제20권3호
• /
• pp.97-106
• /
• 2015

본 논문에서는 DIRCM의 개발단계에서 수행하는 기만 성능검증을 위한 시뮬레이터인 위협체모사기 구축에 관한 내용에 대해 기술한다. 기존의 PC기반의 성능분석 시뮬레이터와 달리 본 연구에서 개발된 위협체모사기는 DIRCM의 레이저를 실제 운용하는 거리에서 직접 조사하는 방식으로 실제 환경에서 기만효과를 정확히 분석 할 수 있다. 또한, 실험실에서 시준기를 통해 레이저를 조사하는 방식의 기만효과 시험도 가능하도록 개발하여 기만코드 개발에 필요한 시간과 비용을 절약할 수 있도록 하였다. 본 연구에서 개발한 위협체모사기는 실제 1,2세대 탐색기와 같은 F넘버와 같은 구조의 반사광학계로 개발하였다. 그리고 코드재밍 기법에 대한 성능분석 기능과 4세대 이상의 탐색기에 적용되는 면형검출기의 포화기만 분석도 가능한 구조로 개발하였다. 실험결과, 1,2세대 모의위협체는 정확한 추적성능과 기만효과를 나타내었다.

• 한국광학회지
• /
• 제10권4호
• /
• pp.267-272
• /
• 1999

근접장광학계 (Near-Field Scanning Optical Microscope :NSOM)의 표본과 팁의 거리 유지를 위해 소리굽쇠모양의 수정발진자 (tuning forktype quartz crystal unit)의 한쪽 다리에 광섬유를 고정시키고 광섬유 팁을 수정발진자와 같이 진동하게 만들어 사용하였다. 수정 진동자는 광섬유 팁이 시료에 얼마나 가까이 갔느냐에 따라 진폭이 바뀌게 되고 이 변화를 일반적인 방법인 레이저 빛에 의하여 읽어내는 것이 아니라 바로 수정 발진자의 임피던스 변화에 따른 전압 변화를 측정하여 알아냈다. 팁이 표면에 접근함에 따라 수정발진자 진동폭의 변화와 팁을 통해 들어오는 빛의 세기 변화 등을 측정하여 계의 감도를 조사하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제35권1호
• /
• pp.53-58
• /
• 2011

초정밀 소형공작기계는 초정밀가공분야에서 마이크로/메조 스케일 가공품의 정밀제조기술의 핵심으로 개발되어 왔다. 소형초정밀기계의 기하학적 오차는 가공품의 품질에 큰 영향을 미치기 때문에 반드시 분석 및 보정되어야 한다. 기존 소형공작기계의 기하학적 오차는 주로 레이저 간섭계로 측정되었으나 한번의 설치로 모든 기하학적 오차를 측정할 수 없고 까다로운 절차를 따라야 한다. 그 대안으로써 PSD 로 구성된 측정시스템이 개발되었으나 측정가능거리가 PSD 의 유효영역에 한정되었다. 본 논문에서는 측정가능거리를 확장시키고 설치오차를 최소화하여 6-자유도 기하학적 오차를 측정하는 시스템을 제안하고 민감도 해석과 실험을 통하여 이 측정 시스템의 정확도를 증명하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.184-184
• /
• 2011

반도체 전자 소자의 초고집적회로(VLSI, Very Large Scale Integrated Circuit)가 수년간 지속됨에 따라 실리콘 기반으로 하는 MOSFET 성능의 한계에 도달하게 되었다. 재료 물성, 축소, 소자 공정 등에 대한 원인으로 이를 극복하고자 하는 재료와 성능향상에 관한 연구가 진행되고 있다. 이에 기존 시스템의 전자의 전하 정보만을 응용하는 것이 아니라 전자의 스핀 정보까지 고려하는 스핀트로닉스 연구분야가 주목을 받고 있다. Spin-FET는 스핀 주입, 스핀 조절, 스핀측정 등으로 나뉘어 연구되고 있으며 이 중 스핀 주입의 효율 향상이 우선시 해결되어야 한다. 일반적으로 스핀 주입 과정에서 소스가 되는 강자성체와 스핀 확산 거리가 긴 반도체 물질과의 Conductance mismatch가 문제되고 있다. 이에 자성 반도체는 근본적인 문제를 해결하고 반도체와 자성체의 특성을 동시에 나타내는 물질로써, Si과 Ge (4족) 등의 반도체뿐만 아니라, GaAs, InP (3-5족), ZnO, ZnTe (2-6족) 등의 반도체 또한 많은 연구가 이루어지고 있다. 자성 반도체에서 해결해야 할 가장 큰 문제는 물질이 자성을 잃는 Curie 온도를 상온 이상으로 높이는 것이다. 이에 본 연구는 전이금속이 도핑된 4족 Si 반도체 박막을 성장하고 후처리 공정을 통하여 나타나는 구조적, 자기적 특성을 연구하였다. 펄스 레이저 증착 방법을 통하여 p-type Si 기판위에 전이금속 Fe이 도핑된 박막을 500 nm 로 성장하였다. 성장 온도는 $250^{\circ}C$로 하였고, 성장 분압은 $3 {\times}10^{-3}$Torr 로 유지하며 $N_2$ 가스를 사용하였다. 구조적 결과를 보기 위해 X선 회절 분석과 원자력 현미경 결과를 확인하였고, 자기적 특성을 확인하기 위해 저온에서 초전도 양자 간섭계로 조사하였다. XRD를 통해 (002)면, (004)면의 Si 기판 결정을 보았으며, Fe 관련된 이차상이 형성됨을 예측해 보았다. ($Fe_3Si$, $Fe_2Si$ 등) 초전도 양자 간섭계에서 20 K에서 측정한 이력 현상을 관찰하고, 온도변화에 따른 전체 자기모멘트를 관찰하였으며 이는 상온에서도 강자성 특성이 나타남을 확인하였다.

• 전자공학회논문지CI
• /
• 제44권4호통권316호
• /
• pp.28-35
• /
• 2007

최근 중요한 매핑기술이 된 LiDAR(Light Detection And Ranging)는 다른 수치표고자료 획득 기법에 비해 높은 정확도와 세밀한 밀도를 가지고 있어 3차원 모델링에 필요한 높이정보를 제공한다. 이러한 시스템의 가장 중요한 작업은 디지털화된 리턴 펄스의 모양을 이해하여 수신권내의 반사되어 오는 시간을 측정하여 이와 대응되는 표면 위치를 계산하고 이를 지리좌표와 연결시키는 것이다. 디지털화된 파형(waveform)은 수신권내의 지표 형태에 따라 다른데 처음 발생된 펄스와 같은 단일 모드이거나 수신권내에 여러 표면이 있는 경우 각 반사 표면에 해당하는 여러 모드로 구성된 복잡한 파형일 수 있다. 자료처리 과정에서 반사표면에 대해 일관성 있는 거리측정 지점을 찾기 위해서는 리턴 파장에서 각 모드의 중심위치나 피크 진폭의 위치를 찾아내는 방법이 필요하다. 복잡한 파장의 경우에는 여러 개의 반사지점에 대해 정확한 높이를 계산해 내는 것이 쉽지 않은데 이를 위해 각 모드가 수신권내의 반사 표면에서 레이저 에너지가 반사되는 분포를 나타낸다고 가정하고 리턴 파장을 각 구성 모드로 분해하는 방법이 제안되었다. 이때 분석을 단순화하기 위해 레이저 출력 펄스 모양이 가우시안 분포를 따른다고 가정하고 전체 리턴 파장을 다변량 가우시안(multivariate Gaussian) 분포를 이용하여 분석한다. 여기서는 혼합분포에서 정확한 피크 위치와 half-width와 같이 모형의 파라미터에 대한 추정치를 구하기 위해 EM 알고리즘을 적용하여 MLE 값을 구하였다. 그러나 실제 레이저 고도계에서 얻어진 데이터는 가우시안이 아닌 오른쪽으로 기울어진 분포를 보여주고 있어 응용분야에 따라 정확한 분석이 필요한 경우 이러한 펄스 모양을 고려한 방법이 필요하다. 본 연구에서는 이러한 펄스 모양을 처리하기 위한 새로운 방법론이 제시되어 있다.

• 한국광학회지
• /
• 제10권6호
• /
• pp.500-506
• /
• 1999

레이저 다이오드와 수신광검출기가 집적된 소자를 V-홈을 가진 실리콘 광학벤치에 flip-chip 본딩하고, 경사면을 가진 하나의 단일모드 광섬유와 수동정렬하는 방법을 사용하여 가입자망을 위한 저가의 양방향 송수신 모듈을 설계, 제작하였다. 광섬유의 단면 경사각에 따른 송신광결합 효율과 수신광결합 효율사이의 병목점을 찾기 위해 Gaussian빔 모델을 사용하여 수평정렬거리, 광섬유 단면 경사각, 수직정렬오차등의 변수에 따른 광결합계수를 계산함으로써, 최적의 광정렬조건을 예측하였다. 또한 실리콘 광학벤치에서 광결합효율을 측정하여 광섬유의 수직정렬오차에 따른 광결합계수의 감소가 광섬유의 경사각에 의해 보상될 수 있다는 계산결과의 타당함을 확인하였다. 실제의 sub-module 제작 및 광결합 실험에서 송신빔이 광섬유 단면에 반사되어 PD로 입사되는 것을 최소화하기 위하여 광섬유 단면을 경사절두원추형으로 제작함으로써 PD의 수신 잡음을 $30mu$m 이상의 정렬거리에서 -35dB이하로 유지할 수 있었다. 같은 조건에서 단면 경사각이 $12^{\circ}$인 광섬유에 의해 -12.1dB의 송신출력과 0.2A/W의 responsivity를 얻을 수 있었다.

• 대한치과교정학회지
• /
• 제41권2호
• /
• pp.76-86
• /
• 2011

본 연구는 3차원 레이저 스캐너를 이용하여 안면 입체영상을 재구성할 때 스캔각도와 횟수에 따른 입체영상의 정확도를 평가하고자 시행되었다. 사람의 얼굴형상을 한 두부 마네킹 10개를 대상으로 안면에 마커를 부착하고 비접촉식 3차원 레이저 스캐너를 이용하여 정면, 정면에 대해 각각 좌우 20도, 45도, 60도 측방면을 스캔하고 좌우 20도 측방면을 스캔한 2가지 영상, 정면과 좌우 20도 측방면을 스캔한 3가지 영상, 좌우 45도 측방면을 스캔한 2가지 영상, 정면과 좌우 45도 측방면을 스캔한 3가지 영상, 정면과 좌우 60도 측방면을 스캔한 3가지 영상, 정면과 좌우 20도, 60도 측방면을 스캔한 5가지 영상 등 6가지 방법으로 3차원 역설계 소프트웨어 프로그램을 이용하여 재구성한 각 방법에 따른 입체영상에서 마커간 거리를 측정하고 마네킹에서의 실측치와 비교하였다. 마네킹 실측치에 대한 레이저 스캔영상 계측치의 확대율은 0.14 - 0.26%로 나타났다. 좌우 20도 측방면을 스캔한 경우, 정면과 좌우 20도 측방면을 스캔한 경우와 좌우 45도 측방면을 스캔한 경우는 여러 계측치가 실측치와 차이를 보인 반면, 정면과 좌우 45도 혹은 정면과 좌우 60도 측방면을 스캔한 경우와 정면과 좌우 20도와 60도를 스캔한 경우는 한 계측치 (Pn-Pg')를 제외한 모든 계측항목에서 실측치와 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 본 연구 결과는 스캔각도와 횟수가 안면 입체영상의 정확도에 영향을 미치는 것을 의미하며 정확한 재구성을 위해서는 좌우 45도 이상의 측방면을 스캔 하는 것이, 그리고 정면을 포함하여 최소 3개의 영상을 이용하여 합성하는 것이 바람직함을 시사하였다.

• 대한치과교정학회지
• /
• 제41권6호
• /
• pp.411-422
• /
• 2011

브라켓의 접착에 의한 입술 주위 연조직의 변화를 평가하기 위하여 심한 골격적 부조화가 존재하지 않는 18세 이상, 29세 미만의 성인 환자 중 포괄적 교정 치료를 위하여 상, 하악 치아의 순측에 브라켓을 접착한 45명을 대상으로 3차원 레이저 스캐너를 이용하여 브라켓의 접착 직전과 직후의 3차원 입체 영상을 획득하였다. 브라켓의 접착 전후 입술 및 입술 주위 연조직의 변화를 3차원 좌표계 상에서 분석하였다. 3차원 변화량(distance: 동일 계측점 간의 변화에 대한 최단 거리)에서 유의성을 보인 모든 계측점에서 전방 변화량이 가장 크게 나타났으며, 측면 계측점들은 측방으로 유의성 있는 변화가 나타났다. 상순의 계측점들은 상방으로, 하순의 계측점들과 B'는 하방으로 유의성 있는 변화가 나타났다. 하순의 Li (labrale inferius)에서 1.39 mm로 가장 큰 변화가 나타났고 ($p$ < 0.01), Li Rt (labrale inferius right), Li Lt (labrale inferius left)에서 1.15 mm, 1.09 mm의 변화가 나타났다 ($p$ < 0.01). 상순의 양측 ULP (upper lip point), Ls (labrale superius), Ls Rt (labrale superius right), Ls Lt (labrale superius left)에서 0.81 mm, 0.85 mm, 0.82 mm, 0.97 mm, 0.92 mm의 변화를 보여 ($p$ < 0.01), 하순에 비하여 상순의 변화가 작게 나타났다. 양측 Ch (cheilion)과 Stm (stomion)에서 1.17 mm, 1.16 mm, 1.02 mm ($p$ < 0.01), Sn (subnasale)와 B' (soft tissue B point)에서 0.46 mm, 0.63 mm ($p$ < 0.01, $p$ < 0.05)의 변화가 나타났다. 브라켓의 종류에 따른 연조직 변화량은 차이가 나타나지 않았다. 이상의 결과는 성인 교정 환자에서 브라켓의 접착에 의한 입술 및 입술 주위 연조직 변화의 예측에 참고 자료가 될 것이다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
• /
• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
• /
• pp.55-55
• /
• 2011

연안 및 해안공학의 발달과 더불어 부유식방파제의 기능적 효율성이 중요시 되고 있다. 흔히 사용되어오던 착저식방파제는 설치에 많은 시간과 경비가 소요되고 환경 및 생태계에 많은 변화를 줄 수 있으며, 설치 예정지의 수리학적 특성 등의 여건에 많은 제약을 받는 단점이 있다. 부유식방파제는 일본 등의 선진국을 중심으로 활용이 잦아지고 있는 방파제로서 수면 위에 설치되기 때문에 수중 생태계에 미치는 영향이 적은 친환경방파제이다. 또한 기존에 시공된 중력식방파제와는 달리 수심에 제한을 덜 받고, 공사기간이 짧기 때문에 경제적이다. 실제 시공사례로는 2007년 마산 원전항에 완공된 부유식방파제가 대표적이며, 지금까지도 부유식방파제에 대한 여러 연구자들의 관심이 증가하고 있는 추세이다. 방파제뿐만 아니라 우리나라처럼 국토의 면적이 작은 지역에서 증가하는 해상물동량을 소화하기 위해서 부유식방파제 등을 이용한 항만의 시공이 필요한 실정이다. 이러한 부유식방파제의 분석적인 측면에 있어서 수치해석은 파랑과 구조물의 상호작용을 해석하는 데 한계가 있으며, 부유식방파제 단면형상을 정확하게 재현할 수 없으므로, 수리모형실험을 통한 부유식방파제의 연구가 필요할 것으로 판단된다. 최근 기술의 발달로 인한 유동장 해명이 가능해 졌으며, PIV(Particle image velocimetry) 및 LDV시스템은 다양한 분야에서 응용되고 있다. 특히, LDV시스템은 측정하려는 한 지점에 대하여 레이저 빔을 단면(Cross-section)으로 만들고 입자의 산란광을 후방산란(Back scatter)으로 받아서 도플러 효과를 이용, 속도에 대한 주파수를 획득하며, 유속을 측정하는 장비로 매우 높은 정확도와 비접촉식 이라는 장점을 가지고 있다. 또한, PIV 시스템에 비하여 측정시간이 오래 걸리는 반면 데이터를 가공하지 않고 활용할 만큼 높은 정확성을 가지고 있다. 본 연구에서는 수리모형실험을 통하여 단독형, 2열형 및 3열형 부유식방파제의 형상, 흘수 및 거리를 변화시키며 유동장을 수집하였으며, 방파성능에 따른 와의 생성 및 소멸시점에서의 파랑변형과의 관계를 분석하였다. 방파제의 형상과 흘수를 달리하여 수리모형실험을 수행하였으며, 와류의 상관관계를 분석하였다. 또한, 연직 2차원 Navier-Stokes 방정식 모형을 이용하여 수치모형실험을 수행하였으며, 수치모형실험 결과와 수리모형실험 결과를 비교 분석하였다. 후방방파제에서 발생되는 파랑은 입사파의 주기가 길어질수록 상대적으로 커지는 현상을 보였으며, 흘수심이 깊어질수록 전방방파제 입사 면에서 자유 수면이 높게 관측되는 결과를 보였다. 또한, 비교적 장주기파랑에 해당하는 입사파랑의 경우 전달파고비 산정에 있어서 설계기준인 0.5를 대다수 초과하는 반면, 3열형 구조에서는 대부분이 0.5이하로 상당히 높은 방파성능 결과를 나타내었다.