• 한국광학회지
• /
• 제34권4호
• /
• pp.139-150
• /
• 2023

다양한 구조의 라이다(light detection and ranging, LiDAR)가 존재함에도 불구하고 넓은 화각을 유지하면서 장거리 측정과 수직, 수평 방향 모두에서 높은 해상도를 만족하는 LiDAR를 구현하는 것은 매우 어렵다. 스캐닝 구조는 장거리 탐지 및 수직, 수평 방향에 대한 높은 해상도를 만족하는 고성능 LiDAR를 구현하는 데 유리하지만, 넓은 화각을 확보하기 위해서는 검출 속도에 불리한 대면적 광 검출기(photodetector, PD)가 필수적이다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해 다수의 소면적 PD를 고속의 단일 대면적 PD로 작동할 수 있는 static unitary detector(STUD) 기술 기반의 PD를 제안하였다. 본 논문에서 제안하는 InP/InGaAs STUD PIN-PD는 1,256 ㎛×19 ㎛의 단위 면적을 가지는 32개 소면적 PD를 활용하여 1,256 ㎛×949 ㎛ 이내에서 다양한 형태로 설계 및 제작하였다. 이후 다양한 형태로 제작된 STUD PD의 특성과 감도는 물론 이를 활용한 LiDAR 수신 보드의 잡음 및 신호 특성에 대해 측정 및 분석하였다. 마지막으로 STUD PD가 적용된 LiDAR 수신 보드를 1.5-㎛ master oscillator power amplifier 레이저를 광원으로 활용하는 3차원 스캐닝 LiDAR 시제품에 적용하였고, 이를 통해 대각 32.6도의 광각에서 50 m 이상의 장거리 물체를 정밀하게 탐지하면서 320 px×240 px의 고해상도 3차원 영상을 동시에 확보하였다.

• 한국안광학회지
• /
• 제13권2호
• /
• pp.17-22
• /
• 2008

목적: X선용 545 nm 형광판을 위한 결상광학계 개발. 방법: 캐논(Canon)사 CX2-70 모델을 참조하여 설계 기준을 정한 다음 Sigma 2000 광학 설계 프로그램으로 X선용 545 nm 형광판을 위한 결상광학계를 설계 제작하였다. 결과: 새로 설계 제작되어진 X선용 545 nm 형광판 결상광학계의 배율은 -0.225배이고, 이미지 크기는 90 mm${\times}$90 mm이며, 분해선폭은 30% MTF 값 기준으로 0.033 mm인 특성을 보여준다. 이는 캐논 CX2-70 모델보다 큰 화면으로 판독을 할 수 있고, 판독의 분해능도 우수함을 의미한다. 또한 이미지 측 NA값이 -0.196으로 캐논 CX2-70 모 델 -0.139보다 약$\sqrt{2}$배 크게 하였고, 물체 측 NA값도 0.044로 캐논 CX2-70 모델 0.022보다 약 2배 크게 하였다. 이는 필름의 감도를 4배 증가 시킬 수 있는 것을 의미하며 X선의 피폭시간을 1/4로 줄일 수 있음을 뜻한다. 결론: 이미지 크기가 90 mm${\times}$90 mm이고, 15 lines/mm에서 MTF 30% 이상인 특성을 가지며, 캐논 CX2-70 모델에 비해 X선 피폭시간을 1/4로 줄일 수 있는 새로운 X선용 545 nm 형광판 결상광학계를 설계 제작하였다.

• Journal of the Optical Society of Korea
• /
• 제14권3호
• /
• pp.215-220
• /
• 2010

Aerosol observation with Raman LIDAR in NIES (National Institute for Environmental Studies, Japan) LIDAR network was conducted from 17 April to 12 June 2008 over Beijing, China. The aerosol optical properties derived from Raman LIDAR were compared with the retrieved data from sun photometer and sky radiometer observations in the Aerosol Robotic Network (AERONET). The comparison provided the complete knowledge of aerosol optical and physical properties in Beijing, especially in pollution and Asian dust events. The averaged aerosol optical depth (AOD) at 675 nm was 0.81 and the Angstrom exponent between 440 nm and 675 nm was 0.99 during experiment. The LIDAR derived AOD at 532 nm in the planetary boundary layer (PBL) was 0.48, which implied that half of the total AOD was contributed by the aerosol in PBL. The corresponding averaged LIDAR ratio and total depolarization ratio (TDR) were 48.5sr and 8.1%. The negative correlation between LIDAR ratio and TDR indicated the LIDAR ratio decreased with aerosol size because of the high TDR associated with nonspherical and large aerosols. The typical volume size distribution of the aerosol clearly demonstrated that the coarse mode radius located near 3 ${\mu}m$ in dust case, a bi-mode with fine particle centered at 0.2 ${\mu}m$ and coarse particle at 2 ${\mu}m$ was the characteristic size distribution in the pollution and clean cases. The different size distributions of aerosol resulted in its different optical properties. The retrieved LIDAR ratio and TDR were 41.1sr and 19.5% for a dust event, 53.8sr and 6.6% for a pollution event as well as 57.3sr and 7.2% for a clean event. In conjunction with the observed surface wind field near the LIDAR site, most of the pollution aerosols were produced locally or transported from the southeast of Beijing, whereas the dust aerosols associated with the clean air mass were transported by the northwesterly or southwesterly winds.

• 대기
• /
• 제31권1호
• /
• pp.113-141
• /
• 2021

The impacts of ice clouds on the energy budget of the Earth and their representation in climate models have been identified as important and unsolved problems. Ice clouds consist almost exclusively of non-spherical ice crystals with various shapes and sizes. To determine the influences of ice clouds on solar and infrared radiation as required for remote sensing retrievals and numerical models, knowledge of scattering and microphysical properties of ice crystals is required. A conventional method for representing the radiative properties of ice clouds in satellite retrieval algorithms and numerical models is to combine measured microphysical properties of ice crystals from field campaigns and pre-calculated single-scattering libraries of different shapes and sizes of ice crystals, which depend heavily on microphysical and scattering properties of ice crystals. However, large discrepancies between theoretical calculations and observations of the radiative properties of ice clouds have been reported. Electron microscopy images of ice crystals grown in laboratories and captured by balloons show varying degrees of complex morphologies in sub-micron (e.g., surface roughness) and super-micron (e.g., inhomogeneous internal and external structures) scales that may cause these discrepancies. In this study, the current idealized models representing morphologies of ice crystals and the corresponding numerical methods (e.g., geometric optics, discrete dipole approximation, T-matrix, etc.) to calculate the single-scattering properties of ice crystals are reviewed. Current problems and difficulties in the calculations of the single-scattering properties of atmospheric ice crystals are addressed in terms of cloud microphysics. Future directions to develop physically consistent ice-crystal models are also discussed.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제28권2호
• /
• pp.307-313
• /
• 2022

지구 온난화와 기후변화에 대응하기 위해 국제적으로 재생 에너지의 개발이 확대됨에 따라 풍력발전의 비중도 점차 늘어가고 있다. 태양광발전에 비해 24시간 생산이 가능하지만 대형 풍력발전기를 대규모로 설치하기 때문에 주변의 레이더나 통신 장비들의 동작에 간섭을 일으키는 지에 대한 분석이 필요하다. 본 연구에서는 해상풍력 발전단지 외해를 항해하는 선박이 VHF 대역으로 조난 통신을 송신할 경우, 육지의 기지국에서 신호를 수신할 수 있는지를 분석하였다. 대상지역 주변의 수치지형도, 풍력발전기 캐드 모델, 풍력발전단지 배치도를 바탕으로 주변 해역 및 발전단지를 수치해석이 가능하도록 모델링하였다. 광범위한 지역에 대한 전파 분석에 적절한 고주파 해석기법 중 PO, SBR 기법을 적용한 전용 프로그램으로 전자파 간섭 여부를 분석하였다. 해상풍력 발전단지 외곽에서 송신한 VHF 대역 전자파에 대해 육상 기지국에서는 약간의 수신전력 저하는 있지만 기준치 이상의 전력을 수신하였다. 선박과 육상 기지국 사이의 가시선을 완전히 가리는 경우에 수신 전력의 저하가 발생하였으나, VHF대역이 파장이 길어 회절이나 반사 등의 효과로 육상 기지국까지 충분한 전파가 도달하는 것으로 판단된다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
• /
• pp.249-249
• /
• 2009

We have grown large area BSTO($(Ba_{1-x}Sr_x)TiO_3$) thin films (x=0.4) on 2 inch diameter MgO (001) single crystal substrates using a pulse laser deposition(PLD) system. Substrate temperature and oxygen pressure in the deposition chamber, and the laser optics for ablating a target have been controlled to obtain the uniform thickness and preferred orientation of the films. Results of x-ray diffraction and rocking curve analysis revealed that the BSTO films were grown on MgO substrates with a preferred orientation (002), and the full width half maximum of the rocking curve was measured to be 0.86 degree at optimum condition. Roughness of the films have been measured to be $3.42{\AA}$ rms by using atomic force microscopy. We have successfully deposited the large area BSTO thin films of $4000{\AA}$ thickness on 50 mm diameter MgO substrates.

• 생명과학회지
• /
• 제17권8호통권88호
• /
• pp.1068-1074
• /
• 2007

파브알부민(pa π albumin)은 망막의 다양한 세포타입에서 분포하고 있다. 본 연구팀은 이전연구에서 박쥐 망막의 내핵층에서의 파브알부민의 분포를 보고하였다. 현재 연구에서 본 연구팀은 한국관박쥐 (Rhinolophus ferrumequinum) 망막의 신경절세포층에 존재하는 파브알부민을 함유하는 신경세포를 규명하였고, 이들 세포의 분포양상을 조사하였다. 실험 결과,파브알부민의 면역반응성은 신경절세포층의 다수 세포에서 발견되었으며, 이들 세포는 주로 중간형 이상 크기의 세포체를 가지고 있었다. 조사된 세포체의 직경은 12.35 - 19.12 ${\mu}m$ 의 범위를 가지며 (n=166), 신경섬유층의 섬유 역시 염색되는 것으로 보아, 파브알부민을 함유하는 신경절세포는 대부분이 중간형이상 크기의 신경절세포임을 뒷받침하고 있다. NND (nearest neighbor distance) 분석을 통해서 본, 평균 NND는 59.57 에서 62.45 ${\mu}m$ 로 나타났으며, 평균 RI (regularity index) 는 2.95 ${\pm}$ 0.3 (mean${\pm}$s.d., n=4) 으로 계산되었다. 이를 종합해보면, 파브알부민은 한국관박쥐 망막의 신경절세포층에서 중간형이상 크기의 신경절세포에서 주로 발현하고 있으며, 이들은 규칙적인 배열을 가진 채 잘 조직화된 분포양상을 보여주고 있음을 알 수 있었다. 이러한 결과들은, 아직까지 명확하게 규명되어 있지 못한 박쥐의 시각에 대한 이해에 중요하게 적용될 수 있을 것이라고 사료된다.

• 한국광학회지
• /
• 제28권6호
• /
• pp.281-289
• /
• 2017

본 연구에서는 한국표준과학연구원(KRISS)에 설치된 대구경 반사경용 광학측정타워를 이용한 광학측정 시 타워에 유입되는 진동과 그로 인해 발생하는 광학측정오차에 대한 분석을 수행하였다. 여러 환경조건에 대해 타워구조물, 간섭계, Null lens의 진동측정을 수행하였으며 동시에 직경 600 mm의 축대칭 비구면 반사경의 광학측정을 수행하여 진동과 광학측정오차간의 연관성을 분석하였다. 진동측정 결과 타워의 상단에 위치한 Null lens 및 간섭계가 외부 진동요인에 매우 취약하여 외부 진동유입 시 광학측정오차가 민감하게 증가됨을 확인할 수 있었다. 특히 간섭계와 Null lens의 각 방향 진동이 서로 다르게 발생하는 경우 광학측정오차가 크게 증가하는 것으로 나타났다. 진동에 의한 간섭계, Null lens, 반사경의 정렬오차를 줄이기 위해 타워 구조 시스템이 저주파 진동에 둔감하도록 구조개선이 필요할 것으로 판단되며 진동 모니터링을 통해 간섭계와 Null lens의 진동이 안정화된 시점에 광학측정을 수행하여야 형상 오차 측정값에 대한 신뢰도를 높일 수 있는 것이라 사료된다.

• 한국광학회지
• /
• 제28권3호
• /
• pp.108-115
• /
• 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.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제22권12호
• /
• pp.1148-1154
• /
• 2011

본 논문에서는 IPO 방법을 사용하여 Ka-band Von Karman 레이돔을 해석한다. Ka-band에서 레이돔같은 큰 물체를 해석하기 위해서는 보통의 수치 방법을 사용하기 힘들다. 그리고 PO(Physical Optics) 방법은 다중 반사(multiple reflection)를 고려할 수 없어 레이돔 해석에서 중요한 파라미터인 부엽(sidelobe level) 해석의 정확도에 한계를 갖는다. 그러므로 본 논문에서는 Nystrom 기반 PO 방법을 사용하는 IPO 방법을 사용하여 Ka-band 레이돔 해석 방법을 제안하고, 정확도 검증을 위해 Ku-band 실험 데이터와 IPO 결과를 비교한다. 또 Ka-band 시뮬레이션을 통해 높은 주파수에도 제안된 IPO 방법이 사용할 수 있음을 수치적으로 보인다.