• Title/Summary/Keyword: 레이저 평면광

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Investigation of Vortical Flow Field Visualization by Micro Water Droplet and Laser Beam Sheet (미세수적과 레이저 평면광에 의한 와류장의 가시화 연구)

  • 이기영;손명환
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.6 no.1
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    • pp.55-62
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    • 2002
  • A new off-surface visualization method of using the micro water droplet and laser beam sheet was presented. About a size of 5 to TEX>$10\mu\textrm{m}$ micro water droplet could be made from home-style ultrasonic humidifier, A 3 W Argon ion laser and cylindrical lens were used to generate a laser beam sheet, which interrogate specific cross section of the vortical flow field. Application of this new visualization method was conducted in KAFA small-sized low speed wind tunnel of having the test section of 0TEX>$0.9 m(W){\times}$0.9 m(H){\times}2.1 m(L)$$$. Visualization results show this method relatively easy and safe flow visualization method for wind tunnel testing. Moreover, this method is also make up for the disadvantage of smoke visualization, and can be applied to higher flow velocity range than that of smoke visualization.

광소자 제작용 레이저 묘화 시스템 개발

  • 김정민;조성학;이응숙
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 2004.05a
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    • pp.123-123
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    • 2004
  • 최근에 급속히 성장하고 있는 광통신, 전자, 생명산업 등의 발전에 있어서 주목할 만한 경향중의 하나는 제품의 소형화 및 집적화라고 할 것이다. 현재 제조되고 있는 초정밀 미세 가공 부품 및 제조시스템은 반도체 공정에 기반을 두고 생산되고 있다. 반도체 공정은 기본적으로 웨이퍼 규모의 소형제품 제조에 최적화 되도록 제조시스템이 설계 및 제작되어 있다 그리고 광통신 분야에 사용되는 광기능성 소자는 벌크형 광부품 및 광섬유형 광부품 기술에서 평면 광도파로형(PLC) 광부품으로 발전되고 향후 평면 광도파로형 부품은 집적화되어 광IC화로 발전하고 있다.(중략)

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A Planar Imaging System for Spray Patternation (분무 패턴 측정을 위한 평면 이미지 기법)

  • 이경진;정기훈;윤영빈;정경석;정인석
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1998.10a
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    • pp.7-7
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    • 1998
  • 액체 연료 분포의 균일성과 대칭성은 연소 효율을 높이고, 공해 물질을 줄이는데 있어서 필수적인 요소이기 때문에 분무 패턴을 정량적으로 해석하는 것은 매우 중요하다. 고전적으로 사용되고 있는 mechanical patternator는 ⅰ) 유동을 교란시키고, ⅱ) 공간 분해능이 떨어지며, ⅲ) 복잡한 재순환 유동이나 화학 반응이 있는 유동에서의 적용이 어렵다는 단점을 가지고 있다. 이러한 단점들을 극복하기 위하여 레이저를 이용한 optical patternator에 대한 연구가 진행되고 있다. Optical patternator는 유동을 교란시키지 않으면서 고해상도의 분무 패턴 측정을 할 수 있다. 형광 신호는 물질의 체적에 비례한다. 따라서, 레이저 평면광을 분무에 조사시켜 주어서 유도되는 형광 신호를 이용하는 평면액체 레이저 유도 형광법(PLLIF : Planar Liquid Laser Induced Fluorescence)은 분무패턴을 알아보는 매우 유용한 방법이다.

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평면 레이저 유도 형광법을 이용한 엔진 연소실 OH 라디칼 계측

  • 오승묵;조규백;이중재;고동섭
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.10 no.6
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    • pp.468-472
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    • 1999
  • 평면 레이저 유도 형광법을 사용하여, 가시와 엔진내부에서 연소 과정이 진행되느 동안 OH라디칼 분포에 대한 2차원 영상을 계측하였다. Rayleigh 산란광을 차단하기 위해서 광대역 필터인 UG11을 사용하였으며, OH 형광 영상은 ICCD카메라로 수집하였다. OH라디칼 은 Q1(11)과 P2(8) 파장으로 여기하였다. 엔진 연료로는 iso-octane을 사용하였으며, 이 연료에서는 자체 형광이 발생하지 않았다. 난류를 암시하는 주름진 화염 경계면을 명확하게 관측하였으며, 어떤 영상에서는 화염 섬(flame island)이 나타나기도 한다.

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Spray Visualization Using Laser Diagnostics (레이저를 이용한 분무 가시화)

  • 윤영빈
    • 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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    • 2005.04a
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    • pp.87-112
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    • 2005
  • 분무를 정량적으로 측정하는 것은 노즐의 설계와 개발을 위해서 뿐만 아니라 연소 시스템 전반의 효율 및 불안정성의 제거, 공해 저감 등의 요구 조건을 만족하기 위해서 중요하다. 이를 위해 이전에는 분무장 내에 수집관을 삽입하는 기계적 패터네이터(Mechanical Patternator)와 같은 삽입식 측정 방식을 이용하여 왔으나, 최근에는 고속카메라, Malvern particle analyzer, PDPA, 광학 패터네이터(Optical Patternator)와 같은 분무장을 교란시키지 않으면서도 빠른 측정이 가능한 가시화 기술들이 적용되고 있다. 특히 광학 패터네이터는 레이저 평면광을 이용하여 분무를 측정하는 비삽입식 기술로 단시간 내에 분무장 내 액체 연료의 질량 및 액적 크기의 단면 분포를 동시에 얻어낼 수 있는 장점을 갖고 있다. 그러나 분무 액적들의 수밀도가 증가하는 경우에는 이들 액적에 의한 입사광 및 신호 감쇠, 다중산란 등에 의한 오차가 심하게 발생하여, 기존의 PDPA, PLIF 등의 광학 기법으로는 충분히 신뢰할 만한 결과를 얻기가 어렵게 된다. 이러한 분무를 정량적으로 측정하기 위해서는 입사광의 감쇠뿐만 아니라 분무장 내 액적들에 의한 신호의 감쇠 과정에 대한 고려가 필요하다. 주면 액적들의 영향을 최소한으로 줄이기 위해서는 레이저 평면광을 사용하는 광학 패터네이터와 달리 레이저 광선을 분무장에 조사하여 고압에서 나타날 수 있는 다중 산란에 의한 오차를 최소화할 수 있다. 이러한 이미지 처리 기법을 이용하는 광학 선형 패터네이터(Optical Line Patternator)를 이용하여 기존 레이저 계측기법으로 측정이 곤란하였던 고압 환경 하에서의 스월 동축형 인젝터의 분무 특성을 해석할 수가 있다. 2015(년도) 6,388, 2025(년도) 13,367, 2035(년도) 18,756, 2045(년도) 22,595, 시장점유율 증가로 인한 수출액 증가분 누적(억원) : 2015(년도) 3,411, 2025(년도) 8,847, 2035(년도) 14,433, 2045(년도) 18,005 또한 시나리오 비교평가를 실시하여 본 결과, 본 연구에서 정의한 순편익 누적(Cumulative Net Profit) 변수를 적용하면 현재 연구비 추세 대비 $30\%$ 까지 연구비를 증가 시키는 것이 효율적임을 알 수 있었다.성, 생산 용이성, 제품 디자인의 우수한 정도가 a=0.01 수준 하에서 유의적으로 추정되었다. 이들 변수들 중에서 품질경쟁력에 가장 큰 영향을 미치는 측정변수는 제품의 기본 성능, 수명(내구성), 신뢰성, 제품 디자인의 순서로 추정되었다. 이것은 한국 제조업이 아직 산업 디자인이 품질경쟁력에 크게 영향을 미치는 성숙단계에 이르지 못하였음을 의미한다. (2) 제품 디자인에게 영향을 끼치는 유의적인 변수는 연구개발력, 연구개발투자 수준, 혁신활동 수준(5S, TPM, 6Sigma 운동, QC 등)이며, 제품 디자인은 우선 품질경쟁력을 높여 간접적으로 고객만족과 고객 충성을 유발하는 것으로 추정되었다. 상기의 분석결과로부터, 본 연구는 다음과 같은 정책적 함의를 도출하였다. 첫째, 신상품 개발과 혁신을 위한 포괄적인 연구개발 프로젝트를 품질 경쟁력의 주요 결정요인(제품의 기본성능, 신뢰성, 수명(내구성) 및 제품 디자인)과 연계하여 추진해야 할 것이다. 둘째, 기업은 디자인 경영 마인드 제고와 디자인 전문인력 양성을, 대학은 디자인 현장 업무를 통하여 창의력 증진과 기획 및 마케팅 능력 교육을, 정부는 디자

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Room-temperature 2-D PBG laser employing wafer fusion (기판 융용 접합을 이용한 상온동작 2차원 광밴드갭 레이저)

  • 황정기;류한열;송대성;한일영;이용희;장동훈
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • 2000.02a
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    • pp.274-275
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    • 2000
  • 광결정(photonic crystal)으로 광원의 자발 방출을 조절하면 문턱전류 없는 레이저, 고효율 다이오드, 파장 크기에서 손실 없이 급격히 꺾을 수 있는 광도파로 등 기존의 광소자에서 얻을 수 없는 좋은 성능을 얻을 수 있을 것으로 예상된다. 이러한 광결정은 유전체를 파장정도 크기에서 주기적으로 배치시킨 인공적인 결정인데 고체에서 원자의 주기적인 배치로 전자가 전파할 수 없는 진동수 영역, 즉 밴드갭이 생기는 것과 유사하게 빛에 대해서 빛이 전파할 수 없는 진동수 영역인 광밴드갭(photonic bandgap)을 가진다. 그런데 관심있는 광영역에서 3차원 모든 방향으로 광밴드갭이 있는 구조물은 마이크로미터보다 작은 내부 구조를 가지는 복잡한 3차원 구조물로 제작이 어렵다. 이러한 어려움을 극복하기 위해 제작이 비교적 용이한 3차원 광밴드갭 구조물이 찾아지고 있다. 다른 접근 방법으로 평면(x-y)에서는 2차원 광밴드갭을 이용하고 제 3의 방향(z축)으로는 전반사를 이용하는 구조는 제작이 용이할 뿐만 아니라 처음부터 광원의 편광을 TE 또는 TM 모드로만 방출 되도록 준비해 줄 수 있으면 거의 3차원 광결정에서 얻을 수 있는 효과를 낼 수 있는 것으로 발표되었다.$^{(1)}$ 이 방법을 이용하여 최근에 미국의 캘리포니아 공과대학(Caltech)을 중심으로 레이저 동작을 보여 주었다.$^{(2.3)}$ 공기로 둘러싸인 얇은 유전체 평판에서 생기는 전반사와 평판 위에 2차원 삼각형살창(triangular lattice)에 구멍을 뚫어 얻는 2차원 광밴드갭을 이용해 3차원 공진모드를 형성하였다. 이러한 구조에서 1개만 구멍을 매워서 만든 공진기는 저온(143 K)에서 레이저 발진을 보였고 여러 개의 구멍을 매운 경우는 상온에서 펌프 펄스의 유지시간이 0.5% 인 경우 레이저가 동작하는 것을 보여주었다. 이는 구조내에서 열전도가 문제가 된다는 것을 의미하는데 위아래가 공기로 둘러 싸여 있어 발생한 열이 가는 유전체 네트웍을 통해서만 전달 될 수 있기 때문이다. (중략)

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Unidirectonal single-mode operation of a Nd:YAG laser by using a planar semimonolithic ring cavity (평면 반일체 고리형 공진기를 이용한 Nd:YAG 레이저의 단방향 단일 모드 발진)

  • 박종락;이해웅;윤태현;정명세
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.10 no.4
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    • pp.311-317
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    • 1999
  • Unidirectional single-mode operation of a diode-pumped Nd:YAG laser with a planar semimonolithic ring cavity has been demostrated at 1064 nm. The semimonolithic cavity consists of a laser active medium placed in a magnetic field, a crystal quartz plate, and an output coupling mirror. They form an optical diode by acting each part as a Faraday rotator, a reciprocal polarization rotator and a partial polarizer, respectively. An eigenpolarization theory for the cavity configuration was presented and losses for the eigenmodes were calculated. A pump-limited single-mode output power of 155 mW and a slope efficiency of 17% were obtained when the laser was pumped by a 1.2 W, 809 nm diode-laser. A laser linewidth of less than 100 kHz is inferred from a beat note frequency spectrum between two identical laser systems and continous single-mode tuning range was more than 2 GHz.

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3-Dimensional Profile Measurement of Free-Formed Surfaces by Slit Beam Scanning Topography (슬릿광 주사방법에 의한 자유곡면의 삼차원형상 측정)

  • 박현구;김승우;박준호
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.17 no.5
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    • pp.1202-1207
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    • 1993
  • An optical method of slit beam scanning topography is presented for the 3-dimensional profile measurement of free-formed surfaces. A slit beam of laser is projected in a scanning mode and its illuminated trajectory on the object is captured by using a CCD camera. The 3-dimensional coordinates of the trajectory is then computed by using the given geometry between the slit beam and the camera, so that the whole surface profile of the object can be obtained in a successive manner. Detailed optical principles are described with special emphasis to lateral are discussed to demonstrate the measuring performances of the slit beam scanning topography proposed in this study.

Three dimensional information detective instrument development using laser and computer vision (레이저와 비전을 이용한 3차원 정보 추출 계측기 구현)

  • Chun, Y.S.;Suh, Y.S.;Ro, Y.S.
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2005.07d
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    • pp.2504-2506
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    • 2005
  • Cross Laser 와 카메라를 이용하여 2차원 영상정보를 통해 대상체의 3차원 정보를 구하는 3차원 계측 시스템을 구현하였다. 주변에서 값싸게 구할 수 있는 USB Web 카메라를 이용하여 50nm 정밀도를 가지는 구현하기 위해 카메라 보정을 실시하였으며 카메라와 레이저광 사이의 보정도 실시하였다. Cross Laser을 사용함으로써 대상체의 평면의 방정식을 구할 수가 있어 대상체의 기울어짐에 대해서도 알 수 있다.

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Optical Mode Properties of the 2-D Photonic Crystal Slab (2차원 광결정 슬랩 구조에서 광모드 특성)

  • 류한열;황정기;이용희
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • 2000.02a
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    • pp.260-261
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    • 2000
  • 광결정(photonic crystal)은 빛의 파장 크기 정도의 격자 상수를 지닌 1차원, 2차원, 또는 3차원의 주기적인 구조이다. 광결정에는 광밴드갭(photonic bandgap)이라는 빛의 자발 방출이 억제된 진동수의 영역이 존재하는데, 이 영역을 이용하여 빛의 자발 방출을 조절하고 빛의 흐름을 제어할 수 있다. $^{[1]}$ 지난 10여년간 2차원, 3차원의 광결정 구조에 대한 연구가 많이 이루어져 왔는데, 최근에는 슬랩 도파관(slab waveguide)에 2차원 광결정을 만든 구조에 대한 연구가 활발하게 진행중이다. 이 구조는 평면 방향으로는 광밴드갭 효과로 광모드를 가둘 수 있고 수직 방향으로는 전반사를 이용하여 모드를 가둘 수 있어서 3차원적인 모드 confinement 효과를 얻을 수 있다. [그림 1]의 (a)에 air-bridge 형태의 2차원 광결정 슬랩(photonic crystal slab) 구조를 도식적으로 나타내었고, (b)에는 본 연구실에서 제작한 구조 표면의 scanning electron micrograph을 나타내었다. 현재 몇몇 연구 그룹에서 이와 같은 광결정 슬랩 구조를 이용한 반도체 레이저를 실현하는데 성공하였다.$^{[2,3]}$ (중략)

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