• 제목/요약/키워드: optical fiber probe

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치료용 전자선 계측을 위한 1차원 광섬유 방사선량계의 제작 및 특성분석 (Fabrication and Characterization of a One-dimensional Fiber-optic Dosimeter for Electron Beam Therapy Dosimetry)

  • 장경원;조동현;신상훈;유욱재;전재훈;이봉수;문주현;박병기
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제19권4호
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    • pp.285-290
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    • 2008
  • 본 연구를 통하여 개발된 1차원 광섬유 방사선량계는 PMMA 팬텀에 10개의 광섬유 방사선 선세를 배열하여 제작하였다. 1차원 광섬유 방사선량계를 구성하는 각각의 광섬유 방사선 센서는 플라스틱 광섬유와 유기섬광체로 구성되어 있다. 각각의 유기섬광체는 치료용 선형가속기에서 발생되는 고 에너지 방사선에 의해 섬광빛을 방출하고 방출된 섬광빛은 플라스틱 광섬유를 통하여 광 계측장비인 다채널의 포토다이오드 증폭 시스템으로 전달된다. 본 연구에서는 1차원 광섬유 방사선량계를 이용하여 에너지와 조사야의 크기에 따른 치료용 전자선의 1차원적 선량분포를 측정하였고 섬광체의 광신호 측정에 있어 방해요소로 작용하는 체렌코프 빛을 전자선의 입사각도에 따라 계측 및 분석하였다. 또한 PMMA 팬텀의 깊이에 따른 선량을 계측함으로써 3차원적 심부선량백분율을 측정하였고 그에 따른 등선량곡선을 도시화하였다. 본 연구를 통하여 개발된 1차원 광섬유 방사선량계는 고 분해능, 실시간 측정, 쉬운 보정 등 많은 장점을 가지고 있다.

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고리형 반도체-광섬유 레이저에서 4광파 혼합에 의한 광대역 및 고속 파장 변환기 (Widely-tunable high-speed wavelength converter based on four-wave mixing in a semiconductor-fiber ring laser)

  • 최경선;서동선;이유승;기호진;전영민;이석;김동환
    • 한국광학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.15-20
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    • 2002
  • 고리형 반도체 광섬유 레이저에서 외부의 별도 펌프광 없이 4광파 혼합에 의해 파장을 가변할 수 있는 시스템을 구현하였다. -8 dBm의 10 GHz 초단펄스를 입력 신호 광원으로 인가하여 반도체 광증폭기의 이득 대역폭내에서 하향 30 nm및 상향 17 nm에 이르는 연속적인 파장변환을 성공시켰다. 구현된 변환기는 광대역 파장변환 뿐만아니라, 고속 변환 및 낮은 포화 신호전력 특성을 보임을 입증하였다.

${\mu}-PD$ 법으로 성장시킨 near-stoichiometric 조성 $Zn:LiNbO_3$ fiber 단결정 성장 및 광손상 특성 (Crystal growth and optical properties of near-stoichiometric $Zn:LiNbO_3$ fiber single crystal by ${\mu}-PD$ method)

  • 이호준;서중원;신동익;송원영;윤대호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제16권6호
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    • pp.235-239
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    • 2006
  • Micro-pulling down$({\mu}-PD)$법을 이용하여 직경 $0.8{\sim}1.0mm$, 길이 $30{\sim}35mm$의 ZnO가 첨가된 near-stoichiometric $LiNbO_3$, 단결정을 성장하였다. 성장된 결정의 결정구조를 powder x-tay diffraction(XRD) patterns으로 확인하였고, electron probe micro analysis(EPMA)를 이용하여 결정내 Zn 이온들이 균일하게 분포되었음을 확인하였다. 또한 2 mol% 이상의 ZnO 첨가시 $OH^-$ 흡수밴드의 특성이 크게 변화함을 관찰함으로써 ZnO 첨가량에 일치한 역치(threshold)가 존재함을 확인하였다.

구조물의 균열 진전 탐지를 위한 광섬유 브래그 격자 센서 (Fiber Optic Bragg Grating Sensor for Crack Growth Detection of Structures)

  • 권일범;서대철;김치엽;윤동진;이승석
    • 비파괴검사학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.299-304
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    • 2007
  • 구조물의 주요 부재들은 임의의 부분에 과대 하중이 작용하거나 반복 하중을 받아서 재료가 열화되면 균열이 발생한다. 이러한 균열은 구조물의 안전성을 평가할 수 있는 중요한 인자이며 균열의 진전 여부가 구조물의 안전성을 평가하기 위한 중요한 지표로 사용할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 구조물의 기존 균열이 진전하는지를 감시하기 위하여 광섬유 브래그 격자 센서를 개발하였다. 이 센서 시스템은 탐촉자, 파장제어 광원부 및 광수신부, 그리고 가진부로 구성된다. 센서 탐촉자 부분은 광섬유 브래그 격자 소자만으로 구성된다. 파장제어 광원부는 전류공급회로와 DFB(distributed feedback) 레이저 다이오드로 구성되고 파장 제어 회로는 레이저 다이오드의 온도를 바꾸어 파장을 제어한다. 또한 가진부는 강체 낙하구에 의하여 구현한다. 이렇게 구성된 센서의 성능은 알루미늄판에 임의의 균열을 만들고 센서를 작동시키면서 출력 신호를 검토하면서 확인하였다. 광섬유 브래그 격자 센서의 출력 신호의 변화는 균열 길이 변화에 따라서 크게 변화되어 나타나므로 균열 진전 탐지 가능성이 충분함을 확인할 수 있었다.

광선추적법을 이용한 핸드피스용 광섬유 광학계 시뮬레이션 및 특성 평가 (Simulation and evaluation of fiber optics for hand-piece using ray tracing method)

  • 박진홍;김휘;양병춘;이병호;유영종;김대욱;이창원;안세영
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1962-1963
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    • 2002
  • The hand-piece fiber optics is applied to medical appliances such as glaucoma theraphy to focus semiconductor laser on the affected parts efficiently. In this paper, we evaluate optical properties such as beam power and radius of a hand-piece probe by experiments and we also simulate the hand-piece optics by ray tracing method in order to study major parameters to optimize focalization ability. As results, we show experimental and simulation results of the hand-piece optics and also summarize several requirements that have to be considered in optimizing the hand-piece optics.

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이동 가능한 소형 근적외선 분광 분석기를 사용한 종이 기록물 내 산성도 및 함수율 분석에 대한 연구 (The study for analysis of acidity and moisture in paper record by mobile small NIR spectrometer)

  • 이창영;김찬봉;이성욱;조원보;김효진
    • 분석과학
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    • 제25권6호
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    • pp.370-374
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    • 2012
  • 종이 기록물의 품질 평가에 있어서, 종이 내에 산성도와 함수율이 중요하다. 특히 중요한 종이 기록물에 있어서는 현장에 가서 직접 측정해야 하는데, 현재의 종이 기록물의 품질 평가하는 ISO 표준 분석 방법의 경우에는 파괴적인 방법이면서 현장에서 직접 분석하기에는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 현장에서 직접 측정하면서 비파괴적인 방법으로 분석하기 위해서, 이동 가능한 소형 비파괴 분석기인 근적외선 분광 분석기를 사용하였다. 소형 분광기의 파장 대역은 900부터 1700 nm 파장 대역을 사용하였으며, 확산 반사형 광화이버를 사용하여 종이의 표면에 측정하였다. 그리고 1970 년대부터 2003년까지의 종이 기록물을 사용하여 산성도와 함수율을 측정하였다. 측정 결과는 산성도와 함수율이 각각 0.9 이상으로 두 인자에 대한 높은 상관관계를 확인 하였다. 이로써 소형 근적외선 분광 분석기와 광화이버를 사용하여 이동하면서 종이 기록물의 평가 시스템 개발이 가능한 것으로 확인 되었다.

전기 방사를 이용한 고분자/금속산화물 복합소재 기반의 투명전극 제조 및 특성 분석 (Preparation and Characterization of transparent electrode based on polymer/metal oxide composite via electrospinning)

  • 강혜주;정현택
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제38권6호
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    • pp.1553-1560
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    • 2021
  • 본 연구는 나노섬유를 제조하는데 빠르고 효과적인 전기방사법을 이용하여 PVA(Polyvinyl alcohol)와 AgNO3를 혼합하여 제조한 용액을 금속산화물 기반 나노 섬유로 이루어진 투명 전극을 제조하고 그 특성을 분석하였다. PVA/AgNO3 혼합 용액을 전기방사법을 이용하여 유리기판 위에 나노섬유 구조체 형태로 방사하여 250 ℃에서 2 시간 동안 열처리 과정을 통해 전기 전도성이 향상된 은나노 섬유 기반 투명 전극을 제조하였다. 제조된 투명전극은 four-point probe 장비를 이용하여 전기적 특성을 분석하였으며, UV - Vis spectrophotometer 를 이용하여 제조된 투명전극의 투과도를 확인하였다. 또한, Scanning Electron Microscopy (SEM)과 Energy Dispersive Spectrometer(EDS)를 통해 은 나노 섬유의 표면 특성과 성분을 확인하였다. 이러한 분석들을 통해, 전기 방사 시간에 따른 면 저항과 투과도의 최적화된 조건을 확인할 수 있었으며, 은 나노 섬유로 이루어진 투명 전극은 전기적, 광학적, 기계적 특성이 우수하여 태양전지, 디스플레이, 터치스크린과 같은 차세대 유연 디스플레이에 적용 가능성을 보여주었다.

주사형(走査型) 전자현미경(電子顯微鏡)의 응용분야(應用分野) (Applications of the Scanning Electron Microscope)

  • 김용락
    • Applied Microscopy
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    • 제2권1호
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    • pp.39-46
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    • 1972
  • There are many kinds of microscopes suitable for general studies; optical microscopes(OM), conventional transmission electron microscopes (TEM), and scanning electron microscopes(SEM). The optical microscopes and the conventional transmission electron microscopes are very familiar. The images of these microscopes are directly formed on an image plane with one or more image forming lenses. On the other hand, the image of the scanning electron microscope is formed on a fluorescent screen of a cathode ray tube using a scanning system similar to television technique. In this paper, the features and some applications of the scanning electron microscope will be discussed briefly. The recently available scanning electron microscope, combining a resolution of about $200{\AA}$ with great depth of field, is favorable when compared to the replica technique. It avoids the problem of specimen damage and the introduction of artifacts. In addition, it permits the examination of many samples that can not be replicated, and provides a broader range of information. The scanning electron microscope has found application in diverse fields of study including biology, chemistry, materials science, semiconductor technology, and many others. In scanning electron microscopy, the secondary electron method. the backscattererd electron method, and the electromotive force method are most widely used, and the transmitted electron method will become more useful. Change-over of magnification can be easily done by controlling the scanning width of the electron probe. It is possible. to continuously vary the magnification over the range from 100 times to 1.00,000 times without readjustment of focusing. Conclusion: With the development of a scanning. electron microscope, it is now possible to observe almost all-information produced through interactions between substances and electrons in the form of image. When the probe is properly focused on the specimen, changing magnification of specimen orientation does not require any change in focus. This is quite different from the conventional transmission electron microscope. It is worthwhile to note that the typical probe currents of $10^{-10}$ to $10^{-12}\;{\AA}$ are for below the $10^{-5}$ to $10^{-7}\;{\AA}$ of a conventional. transmission microscope. This reduces specimen contamination and specimen damage due to heatings. Outstanding features of the scanning electron microscope include the 'stereoscopic observation of a bulky or fiber specimen in high resolution' and 'observation of potential distribution and electromotive force in semiconductor devices'.

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Qualitative Analysis and Plasma Characteristics of Soil from a Desert Area using LIBS Technique

  • Farooq, W. Aslam;Tawfik, Walid;Al-Mutairi, Fahad N.;Alahmed, Zeyad A.
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제17권6호
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    • pp.548-558
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    • 2013
  • In this work, laser induced breakdown spectroscopy (LIBS) is used to investigate soil samples collected from different desert areas of Riyadh city in Saudi Arabia. Both qualitative analysis and plasma parameters are studied via the observed LIBS spectra. These experiments have been done using a Spectrolaser-7000 system with 50 mJ fundamental wavelength of Nd:YAG laser and detection delay time of 1 microsecond. Many spectral lines are highly resolved for many elements like Al, Fe, Mg, Si, Mn, Na, Ca and K. The electron temperatures Te and electron densities Ne, for the constituent of generated LIBS plasma, are determined for all the collected samples. It is found that both Te and Ne vary from one desert area to other. This variation is due to the change of the elemental concentration in different desert areas that affects the sample's matrices. Time dependent measurements have also been performed on the soil samples. While the signal-to-base ratio (SBR) reached its optimal value at 1 microsecond, the plasma parameters Ne and Te reach values of $4{\times}10^{17}cm^{-3}$ and 9235 K, respectively, at 2.5 microsecond. The later indicate that the plasma cooling processes are slow in comparison to the previously observed results for metallic samples. The observed results show also that in the future it is possible to enhance the exploitation of LIBS in the remote on-line environmental monitoring application, by following up only the values of Ne and Te for one element of the soil desert sample using an optical fiber probe.

IN-LINE NIR SPECTROSCOPY AS A TOOL FOR THE CONTROL OF FERMENTATION PROCESSES IN THE FERMENTED MEATS INDUSTRY

  • Tamburini, Elena;Vaccari, Giuseppe;Tosi, Simona;Trilli, Antonio
    • 한국근적외분광분석학회:학술대회논문집
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    • 한국근적외분광분석학회 2001년도 NIR-2001
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    • pp.3104-3104
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    • 2001
  • The research described here was undertaken with the aim of monitoring, optimizing and ultimately controlling the production of heterofermentative microbes used as starters in the salami industry. The use of starter cultures in the fermented meats industry is a well-established technique used to shorten and standardize the ripening process, and to improve and control the organoleptic quality of the final product. Starter cultures are obtained by the submerged cultivation of suitable microorganisms in stirred, and sometimes aerated, fermenters where monitoring of key physiological parameters such as the concentration of biomass, substrates and metabolites suffers from the general lack of real-time measurement techniques applicable to aseptic processes. In this respect, the results of the present work are relevant to all submerged fermentation processes. Previous work on the application of on-line NIR spectroscopy to the lactic acid fermentation (Dosi et al. - Monreal NIR1995) had successfully used a system based on a measuring cell included in a circulation loop external to the fermenter. The fluid handling and sterility problems inherent in an external circulation system prompted us to explore the use of an in-line system where the NIR probe is immersed in the culture and is thus exposed to the hydrodynamic conditions of the stirred and aerated fluid. Aeration was expected to be a potential source of problems in view of the possible interference of air bubbles with the measurement device. The experimental set-up was based on an in-situ sterilizable NIR probe connected to the instrument by means of an optical fiber bundle. Preliminary work was carried out to identify and control potential interferences with the measurement, in particular the varying hydrodynamic conditions prevailing at the probe tip. We were successful in defining the operating conditions of the fermenter and the geometrical parameters of the probe (flow path, positioning, etc.) were the NIR readings were reliable and reproducible. The system thus defined was then used to construct and validate calibration curves for tile concentration of biomass, carbon source and major metabolites of two different microorganisms used as salami starters. Real-time measurement of such parameters coupled with the direct interfacing of the NIR instrument with the PC-based measurement and control system of the fermenter enabled the development of automated strategies for the interactive optimization of the starter production process.

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