• 한국광학회지
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• 제28권3호
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• pp.108-115
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• 2017

본 논문은 400~900 nm 파장 대역을 갖는 가시광 및 근적외선 분광기의 조립 및 성능 평가에 대하여 보고한다. 본 분광기는 이 후 결상 망원경과 함께 시야각 ${\pm}7.68^{\circ}$을 갖는 f/2.5의 영상 분광기를 구성한다. 검출기로는 $24{\times}24{\mu}m$ 피치로 이뤄진 $640{\times}480$ 전하결합소자(CCD)가 적용된다. 분광기는 두 개의 동심 구면으로 구성된 오프터 타입이며, 분광을 위하여 2번째 거울이 회절격자 거울로 교체되어 있다. 본 논문에서 다루는 분광기 광학 설계가 제곱평균제곱근(root mean suqared, RMS) 파면 잔여 수차가 210 nm(파장 600 nm 기준, $0.35{\lambda}$)로 통상 적용되는 간섭계를 이용한 이중 경로 광학 측정법 적용이 어렵고, 또한 측정 및 정렬의 용이성을 고려하여 샤크-하트만 센서를 적용한 단일 경로 파면 측정법을 적용하여 정렬 및 조립 절차를 수립하였다. 최종 조립 후 RMS 파면 오차 변화가 전 시야에 걸쳐 90 nm이내로 정렬되었음을 확인하였다. 이 후 조립 광학 구성을 유지한 채 2개 적층슬릿 지그를 이용하여 생성한 다중 핀 홀의 크립톤 램프 분광 이미지를 획득하였으며, 획득된 이미지의 분석을 통하여 조립 분광기의 분광 분해능, 키스톤 및 스마일이 각 4.32 nm, 0.08 픽셀 및 0.13 픽셀로 요구 사항을 만족하는 것을 확인하였다. 결론적으로 샤크-하트만 센서를 적용한 오프너 분광기의 조립 절차는 유효함을 확인하였다.

• 대한화학회지
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• 제37권4호
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• pp.371-377
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• 1993

불안정한 분자의 방출분광학에 상요이 가능하도록 Fourier Transform 분광기를 변형시켰다. 불안정한 분자 라디칼 $CH_3S$는 고전압 직류 방전에 의한 supersonic expansion 속에서 jet 형태의 흐름으로 생성되었다. Supersonic expansion에 의하여 냉각된 라디칼의 형광 스펙트럼은 Fourier Transform UV/VIS 분광기에 의해서 얻어졌다. 스펙트럼의 signal/noise 비율은 증가하였으며, 분자 라디칼 $CH_3S$의 회전구조도 명확하게 볼 수 있었다.

• 대한방사선방어학회:학술대회논문집
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• 대한방사선방어학회 2011년도 춘계 학술발표회 및 심포지엄
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• pp.98-99
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• 2011

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.412-412
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• 2010

플라즈마는 미세 전기 소자 제작에 있어 박막의 증착, 식각, 세정등 여러 가지 공정에서 널리 사용되고 있다. 미세 소자의 선폭의 감소와 높은 생산성을 위한 웨이퍼 면적의 대형화가 진행됨에 따라 플라즈마의 균일도는 공정 수율 향상의 관점에서 중요한 요소로 그것의 계측과 공정 중 실시간 감시에 필요성이 부각되고 있다. 플라즈마에 존재하는 라디칼의 밀도, 이온의 밀도, 전자 온도 등의 웨이퍼 상에서의 공간 분포와 공정 결과물과의 상관관계에 대한 연구는 현재까지 다양하게 진행 되었으며 특히, 라디칼의 공간 분포가 공정 결과물의 균일도와 큰 상관 관계가 있는 것으로 알려져 있다. 라디칼의 농도 분포를 계측은 레이저 유도 형광법, 발광 분광법, 흡수 분광법 등을 통하여 이루어져 왔으며, 특히 발광 분광법의 경우 계측의 민감성, 편의성등을 이유로 가장 널리 사용되고 있다. 그러나 현재 까지 진행된 발광 분광법을 이용한 라디칼의 공간 분포 계측은 그 자체로 공간 분포를 계측하는 것이 아닌 플라즈마 밀도의 축 대칭성을 가정하여 Abel inversion을 적용하거나, 광섬유를 플라즈마에 직접 삽입하는 방식을 사용하기 때문에 실제 반도체 제작공정을 비롯한 미세소자 공정 플라즈마의 라디칼 밀도 분포를 실시간, 비 접촉 방식으로 계측 하는데 한계가 있다. 본 연구에서는 반도체 공정 플라즈마의 밀도 균일성 분석을 위한 공간 분해 발광 분광기를 제안한다. 기존의 발광 분광법과 비교하여 공간 분해능 향상을 위하여 직렬로 설치된 다수의 렌즈, 개구, 그리고 핀홀을 이용하였다. 공간 분해 발광 분광기의 공간 분해능을 계산하였으며, 실험을 통하여 검증 하였다. 또, HDP CVD를 이용한 $SiO_2$ 박막 증착 공정에서 산소 라디칼의 농도와 증착된 박막의 두께 분포의 상관 관계를 계측 함으로써 공간 분해 발광 분광기의 플라즈마 공정 적용 가능성 입증 하였다.

• 천문학회보
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• 제35권1호
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• pp.35.2-35.2
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• 2010

한국천문연구원은 미국 BBSO(Big Bear Solar Observatory)에 건설 중인 1.6 m NST(New Solar Telescope) 개발사업에 참여하고 있다. 고속태양영상분광기, FISS(Fast Imaging Solar Spectrograph)는 한국천문연구원과 서울대학교가 공동으로 개발하는 태양관측용 영상분광기로서, Echelle 회절격자를 분광소자로 사용하고 있다. FISS는 빠른 영상 스캐닝과 고속 CCD 카메라를 이용하여 동시에 두 파장을 관측할 수 있으며, NST의 적응광학계로부터 영상을 입력받기 때문에 회절한계에 가까운 분광영상을 얻을 수 있다. 본 연구에서는 FISS 제작을 위한 요구사항 분석, 분광기 구성과 광학설계, 구성품의 제작, 그리고 분광기의 성능검증을 위한 태양 시험관측 결과에 대해 소개한다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제18권3호
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• pp.219-230
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• 2001

원자외선 분광기 (Far ultraviolet IMaging Spectres.mph; FIMS)는 과학위성 1호의 주탑재체로 개발되고 있다. 원자외선 분광기 광학부에 대한 민감도 분석과 오차 예산 분석을 광범위하게 수행하였다. 몬테카를로 시뮬레이션을 통하여 제작 오차 및 조립 오차 등의 모든 오차가 함께 존재할 때 실제 원자외선 분광기가 갖게 되는 성능을 조사하였다. 시뮬레이션 결과 과학 임무를 위해 필요한 모든 요구 조건을 99.9% 이상의 확률로 만족하고 있음을 확인하였다.

• 한국광학회지
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• 제24권3호
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• pp.143-147
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• 2013

라만 분광기는 그래핀의 특성을 분석하기 위한 필수적인 방법이다. 상용 마이크로 라만 분광기는 작은 면적에 대해 유용하게 사용되고 있으나 작은 면적 측정으로 인하여 산업적으로는 시료 측정 등에 제한적으로 사용되고 있다. 본 논문에서는 그래핀의 대면적 이미지 얻을 수 있는 라만 분광기에 대해 제안하였다. 이 이미지를 이용하여 그래핀의 유무 및 결함에 대한 정보를 빠르게 얻었다. 이를 이용하여, 실시간으로 그래핀에 대한 결함 유무, 층 수에 대한 균일도를 확인할 수 있으며, 양산 그래핀에 대한 품질 평가에 활용할 수 있을 것이다.

• 천문학회보
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• 제43권2호
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• pp.43.5-44
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• 2018

한국천문연구원은 미국 텍사스대학교(UT)와 협력하여 2009년부터 2013년까지 IGRINS 분광기를 개발하였다. IGRINS는 UT의 맥도널드(McDonald) 천문대 2.7미터 망원경과 로웰(Lowell) 천문대의 4.3미터 망원경, 제미니(Gemini) 천문대 8.1미터 망원경에 장착하여 성공적으로 사용되어 왔으며, 최근 한국천문연구원이 제미니 천문대 운영에 정식으로 참여하면서 IGRINS와 유사한 관측기기를 8.1미터 망원경 전용으로 개발해 달라는 요청을 받고 개발계획을 준비하고 있다. 담금격자(immsersion grating)를 사용하는 IGRINS는 거대마젤란망원경(GMT)의 1세대 관측기기 중 하나로 선정된 적외선 고분산 분광기 GMTNIRS의 핵심 요소기술을 검증하기 위한 선행개발 기기의 의미도 갖고 있다. 한국천문연구원은 2011년 UT와 공동으로 GMTNIRS의 개념설계를 수행하였으며, 이후 개발팀에 카네기(Carnegie) 천문대가 합류하여 6.5미터 마젤란(Magellan) 망원경용으로 GMTNIRS와 유사한 담금격자 적외선 분광기를 개발하고 시험운영함으로써 GMTNIRS의 개발을 앞당기는 계획을 추진 중이다.

• 천문학회보
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• 제38권2호
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• pp.97.1-97.1
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• 2013

적외선 분광 관측은 상대적으로 온도가 낮은 태양계 천체를 연구하는데 있어서 매우 강력한 관측 기술이다. 특히 근적외선 및 중적외선 분광선은 태양계 천체의 지표 및 대기의 성질에 대해서 많은 정보를 주는 파장대이다. 따라서 우주탐사선 뿐만 아니라 지상 망원경으로도 근적외선 및 중적외선 영역의 분광관측은 지속적으로 관측이 수행되고 있는 영역이다. 이렇게 획득된 분광선은 모델링의 과정을 통하여 천체의 구성성분, 생성 과정 및 생성 시기, 물리, 화학적 진화 등을 연구할 수 있다. 본 연구에서 개발 중인 3~5 micron 중적외선 분광기 지상모델은 향후 태양계 천체들에서 물 또는 얼음을 찾을 수 있는 가능성이 있는 파장대이며, 또한 국내에서 개발된 적이 없는 파장대이다. 본 연구에서는 우주탐사선에 탑재된 중적외선 분광기에 의해 관측된 지표를 가진 태양계 천체 (수성, 금성, 화성, 타이탄, 혜성, 소행성)들의 연구 사례를 조사하였다. 이 자료는 본 연구에서 개발하고자 하는 중적외선 분광기 지상모델의 완성 단계에서 지표를 가진 태양계 천체, 특히 달에 대한 과학적 임무를 결정하는데 중요한 역할을 할 것으로 기대하고 있다.

• 천문학회보
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• 제38권2호
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• pp.78.2-78.2
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• 2013

외계행성 연구는 외계생명체 발견과 밀접한 관계가 있으므로 선진국에서는 국가중점연구로 지정하여 연구에 집중하고 있는 기초학문 연구분야다. 기초학문 연구분야이다. 외계행성 연구는 현재까지 발견을 위주로 행해져 왔고, 그 결과 수백 개의 외계행성이 발견되는 성과를 얻을 수 있었다. 최근에는 지구의 크기와 온도에 근접하는 외계행성이 발견이 언론에 소개 되기도 하였다. 외계행성의 분광 연구는 지금까지 그 밝기가 아주 어두운 관계로 Broad band 관측이 주로 행해졌다 (e.g., Swain et al. 2010). 그러나 최근 3-m급 망원경과 중분산 분광기를 사용한 연구에서 구체적인 적외선 분광구조가 드러나게 되었다 (e.g., Waldmann et al. 2012). 따라서 앞으로 GMT의 분광기를 사용하여 상당히 구체적인 분광구조 관측이 가능하리라고 예측 할 수 있게되었다. 이번 발표에서는 GMT분광기들을 사용한 외계행성 적외선 분광 연구를 원활히 수행하기 위한 준비 단계로 태양계 행성에 대한 국내외 적외선 분광 연구 현황을 논의 하고자 한다.