• 제목/요약/키워드: Multiple light scattering

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근적외선 분광법 기반 비침습식 혈당 검출 센서 시스템 (Non-invasive Blood Glucose Detection Sensor System Based on Near-Infrared Spectroscopy)

  • 강영만;한순희
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제16권5호
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    • pp.991-1000
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    • 2021
  • 비침습식 혈당 검출 기술 중 광학 기법은 생물학적 매체를 통과할 때 빛의 반사와 흡수 및 산란 특성을 이용하는 방법으로 통증이나 측정의 불편함을 감소시키고 감염 위험이 없어 혈당 검출 연구의 주요 흐름이 되고 있다. 이 중 근적외선 분광법은 혈당 분자와 유사한 흡수 기능을 공유하는 단백질과 산의 간섭들로 감지된 신호 분석 시 복잡성이 증가하는 단점이 있다. 본 연구에서는 근적외선의 피부 흡수로 발생할 수 있는 혈당검출 기능저하를 완화시키기 위해 다중 근적외선 대역의 비침습식 센서시스템을 설계하고 제작하였다. 제작한 시스템의 검증을 위해 혈액 조사를 실시하였으며, 혈액 내의 혈당 반응 정도를 스펙트럼 데이터로 수집하고, 데이터와 혈당과의 상관관계 관점에서 정량적으로 본 연구의 성과를 검증하였다.

Super-resolution Microscopy with Adaptive Optics for Volumetric Imaging

  • Park, Sangjun;Min, Cheol Hong;Han, Seokyoung;Choi, Eunjin;Cho, Kyung-Ok;Jang, Hyun-Jong;Kim, Moonseok
    • Current Optics and Photonics
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    • 제6권6호
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    • pp.550-564
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    • 2022
  • Optical microscopy is a useful tool for study in the biological sciences. With an optical microscope, we can observe the micro world of life such as tissues, cells, and proteins. A fluorescent dye or a fluorescent protein provides an opportunity to mark a specific target in the crowd of biological samples, so that an image of a specific target can be observed by an optical microscope. The optical microscope, however, is constrained in resolution due to diffraction limit. Super-resolution microscopy made a breakthrough with this diffraction limit. Using a super-resolution microscope, many biomolecules are observed beyond the diffraction limit in cells. In the case of volumetric imaging, the super-resolution techniques are only applied to a limited area due to long imaging time, multiple scattering of photons, and sample-induced aberration in deep tissue. In this article, we review recent advances in super-resolution microscopy for volumetric imaging. The super-resolution techniques have been integrated with various modalities, such as a line-scan confocal microscope, a spinning disk confocal microscope, a light sheet microscope, and point spread function engineering. Super-resolution microscopy combined with adaptive optics by compensating for wave distortions is a promising method for deep tissue imaging and biomedical applications.

UV-VIS 초분광 위성센서 모의복사휘도를 활용한 다양한 관측환경에서의 에어로솔 유효고도에 대한 O4 대기질량인자 민감도 조사 (Investigation of O4 Air Mass Factor Sensitivity to Aerosol Peak Height Using UV-VIS Hyperspectral Synthetic Radiance in Various Measurement Conditions)

  • 최원이;이한림;최철웅;이양원;노영민
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제36권2_1호
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    • pp.155-165
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    • 2020
  • 본 연구에서는 복사전달모델을 사용하여 다양한 변수환경(파장 (340 nm, 477 nm), 에어로솔 종류(스모크, 황사, 황산염), AOD (aerosol optical depth), 지표면 반사도, 관측기하)에 따라 에어로솔 유효 고도(aerosol peak height; APH)에 대한 O4 대기질량인자(air mass factor; AMF)의 민감도를 조사하였다. 전반적으로, 477 nm의 O4 AMF 가 340 nm 보다 APH에 대한 민감도가 크고 안정적으로 산출 가능한 것으로 확인하였다. AOD가 높을 때 APH에 대한 O4 AMF의 민감도가 커지는 것을 확인하였다. 477 nm에서는 340 nm 보다 지표면 반사도의 영향이 큰 것으로 나타났다. 태양천정각 증가에 따라 340 nm에서의 O4 AMF가 감소하는 추세를 발견하였으며, 이러한 경향은 태양천정각 40°인 환경에서 높은 Rayleigh 및 Mie 산란에 의한 장벽효과로 인해 O4 흡수가 발생하는 광경로 길이가 줄어들기 때문인 것으로 사료된다. 477 nm에서는 태양천정각이 증가함에 따라 Rayleigh 및 Mie 산란에 의한 다중산란이 일부 발생하여 O4 AMF가 비선형함수 형태로 증가하는 경향을 보였다. 마지막으로, AOD의 불확실성이 APH 산출오차에 미치는 영향을 조사하였다. 황산염 타입에 대한 APH 산출 시, AOD의 불확실성으로 인한APH 산출오차가 다른 에어로솔 타입보다 크게 나타났으며, 황사의 경우 AOD 불확실성에 대한 APH 산출오차에 대한 영향이 미미하게 나타났다. 이러한 결과는 각 에어로솔 타입의 흡수 산란 특성이 다양하기 때문에, 에어로솔 타입이 APH 산출 오차에 영향을 미칠 수 있음을 의미한다.

다른 특성을 가지는 도재가 반복소성에 따라 색조변화에 미치는 영향 (The Effect of Repeated Firing on the Color Difference of a Metal-Ceramic System with Different Porcelain Powder)

  • 황재선
    • 대한치과기공학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.23-36
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    • 2009
  • The goal of esthetic restoration is to achieve morphologic, optical, and biologic acceptance. Creation of a natural looking ceramic restoration, which blends harmoniously with surrounding dentition, is not always achieved. A successful color match is an important aspect of any esthetic dental restoration. Since natural enamel has inherent translucency, it is important that ceramic restorations reproduce the translucency and color of the natural teeth. However, the final color match of porcelain crowns to adjacent natural dentition remains some problem. Difficulties related to color matching arise from the structural differences that exist between metal ceramic crowns and natural teeth, the limited range of available ceramic shades, inadequate shade guides, different types of metal alloys, repeated firing, the condensation technique, and varying compositions of ceramic materials. Many factors contribute to the esthetic success of dental restoration: optical properties such as color and its elements of hue, value, and chroma; translucency and opacity; light transmission and scattering; and metamerism and fluorescence. The purpose of this study was to determine the color changes of metal-ceramic system with different veneering porcelain powder after repeated firing. The objectives of this in vitro study were to measure the lightness($L^*$), chromaticity($a^*$), chromaticity($b^*$), chroma($C^*$), hue(h), reflectance(%), color difference(${\Delta}E$). The following conclusions were obtained: 1. An increase in the number of firings resulted in decrease in lightness($L^*$) but increase in chromacticity($a^*$) with all porcelain. After the second sintering resulted in decrease in chromacticity($b^*$) with opaque-dentin porcelain and dentin porcelain but in increase with enamel porcelain and translucency porcelain. And after the second sintering resulted in decrease in chroma($C^*$) with opaque-dentin porcelain and dentin porcelain, but on the whole side in decrease with enamel porcelain and translucency porcelain. 2. After the second firing, a increase in the number of firings resulted in decrease reflectance(%) in all wavelength. 3. There were noticeable color differences(${\Delta}E$) between first sintering and multiple firings(dentin porcelain: 5.29~8.15, opaque-dentin porcelain: 4.83~8.2, enamel porcelain: 8.93~13.15, translucency porcelain: 9.37~12.91), but the color difference(${\Delta}E$) after second sintering were down to 4.87 in all porcelain. 4. Given the NBS Criteria, a 'trace' was not found this study but a 'slight' was found 2-3, 3-5 in dentin porcelain, 2-3 in opaque-dentin porcelain, 3-5, 5-10 in enamel porcelain and translucency porcelain, a 'noticeable' was 2-5, 3-10, 5-10 in dentin porcelain and opaque-dentin porcelain, 2-3, 2-5, 3-10 in enamel porcelain 2-3, 3-10 in translucency porcelain, an 'appreciable' was 1-2, 1-3, 2-10 in dentin porcelain 1-2, 1-3, 2-10, 3-10 in opaque-dentin porcelain, 2-10 in enamel porcelain, 2-5, 2-10 in translucency porcelain, a 'much' was 1-5, 1-10 in dentin porcelain and opaque-dentin porcelain, 1-2, 1-3, 1-5 in enamel porcelain 1-2, 1-3, 1-5, 1-10 in translucency porcelain, a 'very much' was 1-10 in enamel porcelain.

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연기 파티클에 대한 포톤 매핑 기반의 렌더링 기법 (Photon Mapping-Based Rendering Technique for Smoke Particles)

  • 송기동;임인성
    • 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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    • 제14권4호
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    • pp.7-18
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    • 2008
  • 연기와 같은 유체의 모습을 영화나 애니메이션에서의 특수 효과에 활용하기 위해는 연기를 사실적으로 모델링하는 과정과 모델링 된 연기 내부에서의 빛의 흐름이 잘 반영된 렌더링 과정이 필요하다. 컴퓨터 그래픽스 분야에서는 연기 모델링의 사실성을 살리기 위해 물리 기반의 유체 시뮬레이션 기법을 많이 차용하고 있는데, 그동안 시뮬레이션 기법으로 주로 연구되어 온, 격자 기반의 Euler 방법과는 근본적으로 다른, 파티클 기반의 Lagrange 방법이 시뮬레이션 단계에서 얻을 수 있는 장점 때문에 최근 관심이 높아지고 있다. 연기 렌더링은 연기 모델링 방법에 종속적일 수밖에 없으므로, 결과적으로 격자 기반의 시뮬레이션 결과에 대한 렌더링 방법은 많이 연구되고 있는 데 비해, 파티클 형태로 산출된 연기 데이터에 대하여 사실적인 영상을 생성해주는 랜더링 기술에 대한 연구는 아직 부족한 상황이다. 이에, 본 논문에서는 Lagrange 기법을 적용하여 생성한 파티클 집합 형태의 연기 시뮬레이션 데이터를 사실적으로 렌더링하기 위해, 전역 조영을 위한 최신 랜더링 기술인 포톤 매핑 기법을 파티클 데이터에 맞게 변형 및 확장한 파티클맵 기법을 소개하고, 개선된 파티클템 기법을 제시하여, 기존 연구와의 차이점을 보여준다. 또한 렌더링 과정에서 효율성을 높이기 위해 볼륨 렌더링 방정식의 다중 산란 항을 미리 계산하는 광도맵이라는 방법을 제시한다.

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입자 저감 및 pH가 ATO (안티몬도핑 산화주석)의 분산 특성에 미치는 영향 (The Effects of Size Reduction and pH on Dispersion Characteristics of ATO (Antimony-Doped Tin Oxide))

  • 김진훈;정의경;이상헌;한원희;이영석
    • 공업화학
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    • 제21권3호
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    • pp.311-316
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    • 2010
  • 본 연구는 높은 분산 안정성을 유지하는 antimony-doped tin oxide (ATO) 분산액을 제조하기 위하여, 습식 볼밀법으로 분쇄시간에 따른 ATO의 입자크기, 입도분포, 분산성의 변화를 고찰하였다. 또한 각각의 습식 볼밀 처리된 ATO 분산액의 pH를 변화시켜 ATO 분산액의 분산 특성을 고찰하였다. 습식 볼밀 분쇄 조건에 의하여 ATO의 입자크기 및 입도 분포 변화는 레이저회절 입도분석기와 주사전자현미경을 이용하여 평가하였고, 습식 볼밀 분쇄 시간 및 pH조건에 따른 ATO 입자의 분산성은 제타전위 측정법과 다중광산란(multiple light scattering)법을 이용하여 평가하였다. 분쇄 조건 중 60 min 동안 처리된 ATO 입자 크기는 30% 이하로 작아지고, $1{\sim}35{\mu}m$에서 $0.1{\sim}5{\mu}m$로 입도분포를 갖는 균일한 입자를 얻을 수 있었다. 그러나 분쇄조건을 60 min 이상 처리한 것은 역분쇄 및 재응집 현상의 발생으로 인하여 한계 분쇄 시간이 나타나는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과로부터 ATO 분산액은 습식 볼밀 분쇄 시간을 증가시킬수록 입자 크기가 감소하고 표면 에너지가 증가하여 입자간의 반발력이 커지게 됨을 알 수 있었고, 또한 용액의 pH를 증가시킬수록 입자의 표면 이온화도가 커짐으로 인하여 ATO 분산액의 분산성이 향상되는 것을 알 수 있었다.