우리는 국내에서 처음으로 직경 300 mm인 광집속장치를 정렬 및 조립하였다. 이 장치는 주경, 부경 그리고 5개의 연결 거울로 구성된다. 이중에서 가장 중요한 부품인 주경은 각 구조물들과의 조립때마다 발생할 수 있는 변형을 정밀 측정하였다. 또한 사용되는 거울의 개수가 많기 때문에 광학정렬에는 체계적인 정렬 알고리즘을 도입하였다. 최종 조립결과 파면수차는 1.9 wave rms(wave =633 nm)로 예상치의 7배정도 큰 값이었다. 이것의 주원인은 조립 과정에서 발생한 연결 거울들의 변형인 것으로 확인되었다. 본 광집속장치를 정렬하면서 발생했던 문제점들에 대한 고찰은 향후 대형광학계를 만들 때 유용하게 사용될 수 있다.
버퍼가스와 세슘 증기가 혼합된 광 증폭 시스템을 구성하고 세슘 용기의 온도 및 빔 직경의 변화에 따른 광 증폭 특성을 조사하였다. 광 증폭인자 및 추출 효율 등 광 증폭기 특성이 세슘 용기의 온도 및 빔 직경에 따라 크게 변하는 것을 확인하였는데, 90 ℃의 세슘 용기온도에서 200 ㎛ 직경을 가진 펌프(500 mW) 및 씨앗 광(10 mW)이 입사하였을 때 최대 56%의 광 추출효율을 얻을 수 있었다. 또한, 전산 모사를 통하여 계산한 광 증폭 특성이 실험으로부터 얻은 결과와 합리적으로 일치하는 것을 확인하였다.
국제 직선형 충돌 가속기 (ILC; International Linear Collider). 자유전자 레이저 (FEL: Free Electron Laser)와 같은 차세대 가속기에 사용 할 공동형 빔위치 측정기 ( 공동형 BPM: cavity-type beam position monitor)를 일본 고에너지 연구소 (KEK; High Energy Accelerator Research Organization)와 공동으로 개발하였다. ILC 및 FEL의 운전을 위해서는 빔 기반 정렬 (beam-based alignment)과 되먹임 장치 (feedback system)가 필수적으로 요구되는데, 이를 위해서는 적절한 위치에 서브마이크론의 분해능을 지닌 빔위치 측정기를 설치하여야 한다 [1]. 공동형 BPM은 기계적인 정밀도에 매우 민감하므로 정밀한 제작과 미세한 기계적 조정을 통하여 성능을 달성하게 된다. 우리는 제작 오차를 줄이기 위하여 공진 공동, 빔 튜브, 도파관, 전기도입기 등 모든 부품을 조립 후 한꺼번에 진공 브레이징 하였다. 공동의 외주면에는 네 개의 튜닝 핀을 두어 공진주파수 및 x-y 격리도 (x-y isolation between coupled waveguide)를 미세 조정할 수 있도록 하였다. 현재 개발된 공동형 BPM 은 공진주파수는 6.422 GHz 이며, 공동 내경은 53.822 mm, 빔의 위치 측정 범위는 ${\pm}250 {\mu}m$이다. network analyzer를 관측하면서 튜닝핀을 이용하여 x-y 격리도를 -40 dB 이하로 조정할 수 있었다. 실제 KEK ATF2에서의 전자빔을 이용한 시험에서 신호의 모양, x-y 격리도, 민감도 등에서 만족한 결과를 얻었다.
Distal 3D Real Object Duplication System(RODS) consists of 3D Scanner and Solid Freeform Fabrication System(SFFS). It is a device to make three-dimensional objects directly from the drawing or the scanning data. In this research, we developed an office type SFFS based on Three Dimensional Printing Process and a industrial SFFS using Dual Laser. An office type SFFS applied sliding mode control with sliding perturbation observer(SMCSPO) algorithm for control of this system. And we measured process variables about droplet diameter measurement and powder bed formation etc. through experiments. Also, in order to develop more elaborate and speedy system for large objects than existing SLS process, this study applies a new Selective Multi-Laser Sintering(SMLS) process and 3-axis dynamic Focusing Scanner for scanning large area instead of the existing $f\theta$ lens. In this process, the temperature has a great influence on sintering of the polymer. Also the laser parameters are considered like that laser beam power, scan speed, scan spacing. Now, this study is in progress to eveluate the effect of experimental parameters on the sintering process.
리모트 용접용 2D 스캐너 F-theta 렌즈의 역설계가 광선 추적기법을 사용하여서 수행이 되었다. 렌즈의 곡면 및 렌즈간 거리를 변수로 설정하고 초점거리를 Marginal Ray Height 로 설정하여, 상용 광선추적기법 프로그램을 사용하여 무한반복 최적화를 수행 하였다. 최종목표 값을 설정 후 Merit Function에 정의된 기준에 따라, 최종 초점거리와 초점의 크기를 최종 목표 값 가중치로 설정하였다. 최적화된 렌즈는 총 4매이며, 벤치마킹된 상용렌즈의 초점거리(185mm) 보다는 다소 근거리인 137mm로 최적화 되었지만, 초점의 크기는 레이저 입사각에 따라 RMS 기준 $1.3{\mu}m$, $6.2{\mu}m$ 그리고 $16.1{\mu}m$로 계산 되었으며, 이는 상용렌즈에 근접하는 성능을 구현한다. 입사각별 왜곡도를 중첩 하여서 비교 분석한 결과, 입사각 $0^{\circ}$와 $12.5^{\circ}$에서는 기존 렌즈와 거의 유사한 형태로 나타나는 것을 볼 수가 있어, 본 연구에서 제안된 역설계기법이 사용자 환경에 따라서 효과적으로 적용되어 최적설계가 이루어질 수 있을 것으로 기대가 된다.
An amorphous $Ge_2Sb_2Te_5$ thin film is one of the most commonly used materials for phase-change data storage. In this study, $Au_x(Ge_2Sb_2Te_5)_{1-x}$ thin film amorphous-to-crystalline phase-change rate were evaluated in using 658 nm laser beam. The focused laser beam with a diameter <10 ${\mu}m$ was illuminated in the power (P) and pulse duration (t) ranges of 1-17 mW and 10-460 ns, respectively, with subsequent detection of the responsive signals reflected from the film surface. We also evaluated the material characteristics, such as optical absorption and energy gap, crystalline phases, and sheet resistance of as-deposited and annealed films. The result of experiments showed that the thermal stability of the $Ge_2Sb_2Te_5$ film is largely improved by adding Au.
치아우식증은 산에 의해 법랑질이 탈회되는 현상으로 소아 및 청소년기에 가장 흔히 발생하는 구강질환 중의 하나로서, 치아우식증의 원인요소 중 다른 인자들보다 객관적으로 조사할 수 있는 구강내 세균에 대한 연구가 활발히 이루어져 왔다. 이 연구는 구강내의 치태라는 고체상태의 조건과 유사한 상태로 Er:YAG 레이저가 구강내 산 생성세균인 S. mutans의 증식에 미치는 영향 및 레이저의 조사시간에 따른 차이를 평가하고자 하였다. Er:YAG 레이저의 구강내 산 생성 세균인 S. mutans에 대한 증식억제효과를 평가하기 위하여 S. mutans pellet에 Er:YAG 레이저를 비접촉식 방법으로, 50mJ, 10Hz, 그리고 조사시간을 1초, 3초, 5초, 7초, 9초로 달리하여 조사하고 이때의 세균의 성장률과 산 생성능을 0, 2, 4, 8, 12, 24, 36, 48시간 동안 측정한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 레이저를 조사한 군이 레이저를 조사하지 않은 대조군에 비해 세균의 성장률이 감소되었다(P<0.01). 2. 레이저를 조사한 후 12시간까지 1, 3, 5초 조사군에 비해 7, 9초 조사군에서 세균의 성장율이 유의하게 감소되었으나(P<0.05), 24시간 후부터는 서로 유의할만한 차이를 보이지 않았다. 3. 레이저를 조사한 시간이 증가함에 따라 세균의 산 생성능력이 회복되는 시간이 길어짐이 관찰되었고 24시간 후에는 대조군과 차이를 보이지 않음으로써 일정 시간 이후에는 점차적으로 산 생성능력이 회복됨을 알 수 있었다.
Spray characteristics of external mixing sonic twin-fluid atomization nozzles are investigated experimentally. Particle sizes are measured by the Fraunhofer diffraction method using the Malvern particle analyzer, and their radial distributions are obtained using the tomographical transformation technique. The spatial distribution of SMD shows that the drop size increases in the radial direction at a fixed liquid flow rate, and the distribution is getting uniform rapidly as the atomizing gas pressure increases. The SMD decreases as the liquid flow rate increases at a fixed GLR. It is found that the atomization efficiency of the flush type sonic nozzle is superior to that of protrusion type. The effect of laser beam diameter of the particle analyzer on the spatial SMD distribution is minor at present experimental conditions.
Local mean fluctuating velocity components were measured in the separating and reattaching axisymmetrc region of turbulent boundary layer over the wall of convex cylinders placed in a water tunnel by using 2-color 4-beam fiber optics laser Doppler velocimetry. Measurements were made with three different diameters of cylinders with four different diameters of cylinders with four different diameter of the obstructions. The range of Reynolds number based on step height was between 5,000 to 25,200. The study demonstrates that the reattachment length decreases with decreasing cylinder radius and is always shorter than that for the two-dimensional backward-facing step flow at the condition of the same step height. It was also observed that the turbulent kinetic energy in the recirculating region increases with an increases in the radius of convex curvature. The measured velocity field suggests that the transverse curvature can effect definitely the formation of corner eddy.
To improve the conventional optical chromatography, the continuous particle separator, the cross-type optical chromatography, is fabricated using micro-channel and fiber optics. A laser beam irradiates into the liquid solution containing particles in the perpendicular to the liquid flow direction. The different sized polystyrene latex micro-spheres, $2.0\;{\mu}m\;{\pm}\;0.02\;{\mu}m$, $5.0\;{\mu}m\;{\pm}\;0.05\;{\mu}m$, and $10.0\;{\mu}m\;{\pm}\;0.09\;{\mu}m$ diameter, are separated in cross-type optical chromatography. The separated particles are delivered to down stream in the micro-channel maintaining the retention distance continuously. The measured retention distances for different sized particles well agree with theoretical predictions.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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