• Journal of Space Technology and Applications
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• v.3 no.2
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• pp.154-164
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• 2023

In space exploration, spectroscopic observation is useful for understanding objects' composition and physical properties. There are various methods for analyzing spectral data, and there are differences depending on the object and the wavelength. This paper introduces a method for analyzing visible & nearinfrared (VNIR) spectral data, which is mainly applied in lunar exploration. The main analysis methods include false color ratio image processing, reflectance pattern analysis, integrated band depth (IBD) processing, and continuum removal as preprocessing before analysis. These spectroscopic analysis methods help to understand the mineral properties of the lunar surface in the VNIR region and can be applied to other celestial bodies such as Mars.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.32 no.2
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• pp.125-131
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• 2021

Semiconductor-based photocatalysts can only be activated with ultraviolet or visible light due to their intrinsic bandgap, and they cannot use the energy in the near-infrared region, which accounts for about 50% of solar energy. Therefore, in order to improve the performance of the semiconductor photocatalyst, it is necessary to utilize more solar energy in a broad band ranging from ultraviolet to near-infrared. Combining upconversion nanoparticles with semiconductor photocatalysts for near-infrared absorption have thus been reported. Upconversion nanoparticles can sequentially absorb multiple near-infrared photons and convert them into ultraviolet or visible to activate photocatalysts. In addition, by coupling the semiconductor photocatalyst and the upconversion nanoparticles with the plasmonic metal nanoparticles, the photocatalytic activity can be further improved. This review summarizes the recent studies on improving the photocatalytic performance with near-infrared absorption by using upconversion nanoparticles.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 1998.12a
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• pp.368-373
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• 1998

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.34 no.1
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• pp.31-37
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• 2014

The aim of this study was the non-destructive evaluation of bloody eggs using VIS/NIR spectroscopy. The bloody egg samples used to develop the sorting mode were produced by injecting chicken blood into the edges of egg yolks. Blood amounts of 0.1, 0.7, 0.04, and 0.01 mL were used for the bloody egg samples. The wavelength range for the VIS/NIR spectroscopy was 471 to 1154 nm, and the spectral resolution was 1.5nm. For the measurement system, the position of the light source was set to $30^{\circ}$, and the distance between the light source and samples was set to 100 mm. The minimum exposure time of the light source was set to 30 ms to ensure the fast sorting of bloody eggs and prevent heating damage of the egg samples. Partial least squares-discriminant analysis (PLS-DA) was used for the spectral data obtained from VIS/NIR spectroscopy. The classification accuracies of the sorting models developed with blood samples of 0.1, 0.07, 0.04, and 0.01 mL were 97.9%, 98.9%, 94.8%, and 86.45%, respectively. In this study, a novel nondestructive sorting technique was developed to detect bloody brown eggs using spectral data obtained from VIS/NIR spectroscopy.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.36 no.2
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• pp.149.1-149.1
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• 2011

보현산 천문대의 근적외선 카메라시스템인 KASINICS(KASI Near Infrared Camera System)를 사용하여 다주기 변광성 BL Cam을 관측하였다. BL Cam(${\alpha}=03^h47^m19^s$, ${\delta}=+63^{\circ}22'7"$[J2000.0], V=13.10, ${\Delta}V$=0.33mag)은 광학적 쌍성으로 SX Pheoenics 변광성 중 하나이며 0.03 - 0.08day의 짧은 주기를 갖는 다주기 변광성으로 알려져 있다. 대상 천체의 적외선 관측을 위하여 한국천문연구원에서 개발한 지상 망원경용 근적외선 카메라 시스템 KASINICS를 사용해 J, H, Ks filter로 시계열 관측을 하였다. 대상 천체의 가시광 파장대에서의 관측 자료와 적외선 파장대에서의 관측 자료를 비교 분석함으로써 천체의 외곽층에서 발생하는 상호작용에 대해 알아볼 수 있다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.33 no.1
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• pp.17-27
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• 2022

Fluorescence imaging is widely used to image cells or small animals due to its high temporal and spatial resolution. Because conventional fluorescence imaging uses visible light, the penetration depth of light within the tissue is low, phototoxicity may occur due to visible light, and the detection sensitivity is lowered due to interference by background autofluorescence. In order to overcome this limitation, long-wavelength light should be used, and fluorescence imaging using near-infrared-I (NIR-I) in the region of 700~900 nm has been developed. To further improve imaging quality, researchers are interested in using a longer wavelength light, near-infrared-II (NIR-II) ranging from 1000 to 1700 nm. In the NIR-II region, light scattering is further minimized, and the penetration depth of light in the tissue is improved up to about 10 mm, and autofluorescence of the tissue is reduced, enabling high sensitivity and resolution fluorescence imaging. In this review, among various NIR-II fluorescence imaging probes, inorganic nanoparticle-based probes with excellent photostability and easily tunable emission wavelength were described, focusing on single-walled carbon nanotubes, quantum dots, and lanthanide nanoparticles.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.32 no.6
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• pp.286-295
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• 2021

A modified catadioptric omnidirectional optical system (MCOOS) using an RGB/NIR CMOS sensor is optically designed for a capsule endoscope with the front field of view (FOV) in visible light (RGB) and side FOV in visible and near-infrared (NIR) light. The front image is captured by the front imaging lens system of the MCOOS, which consists of an additional three lenses arranged behind the secondary mirror of the catadioptric omnidirectional optical system (COOS) and the imaging lens system of the COOS. The side image is properly formed by the COOS. The Nyquist frequencies of the sensor in the RGB and NIR spectra are 90 lp/mm and 180 lp/mm, respectively. The overall length of 12 mm, F-number of 3.5, and two half-angles of front and side half FOV of 70° and 50°-120° of the MCOOS are determined by the design specifications. As a result, a spatial frequency of 154 lp/mm at a modulation transfer function (MTF) of 0.3, a depth of focus (DOF) of -0.051-+0.052 mm, and a cumulative probability of tolerance (CPT) of 99% are obtained from the COOS. Also, the spatial frequency at MTF of 170 lp/mm, DOF of -0.035-0.051 mm, and CPT of 99.9% are attained from the front-imaging lens system of the optimized MCOOS.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2001.02a
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• pp.212-213
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• 2001

액정은 낮은 전압에서 액정 방향자의 변화에 따른 굴절률 변조를 일으키고 가시광과 근적외선 파장에서 큰 투과도를 가지고 있어 특히 디스플레이 등의 소자에 널리 이용되고 있다. 그러나 현재 액정만을 이용한 디스플레이 등의 응용제품들은 응답속도, 구동특성으로 인해 대화면 구동이 곤란하고 편광판의 사용으로 시야각은 물론 빛 손실량이 크다는 단점과 광변조기로의 응용에 있어서는 큰 파장의존성이 있어 다중 파장의 빛 조절이 어렵고, 또한 입사편광을 왜곡한다는 단점을 가지고 있다. (중략)

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.134.1-134.1
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• 2014

콜로이달 리소그래피는 나노미터 크기의 나노구를 자가조립에 의해 정렬시킴으로써, 파장이하 크기의 주기 구조를 저비용으로 쉽게 구현할 수 있는 패터닝 기법이다. 콜로이달 리소그래피나 소프트 리소그래피와 같이 대면적 패터닝이 가능한 공정을 태양전지를 위한 반사방지 및 광 포획 증대 구조에 적용함으로써, 기존 성능을 크게 향상시켰다. 본 연구에서는, 유한차분 시간영역 수치해석법을 이용하여 반사 방지 및 광 포획 증대 구조에 대한 이론적 검증 및 설계를 진행하였고, 콜로이달 리소그래피 및 반도체 공정을 통해 샘플을 제작하였으며, 제작된 샘플의 성능을 적분구를 겸비한 자외선 가시광 근적외선 영역 분광기를 통해 평가하였다. 반사방지 나노섬을 겸비한 나노 원뿔대 언덕형 굴절률 소자를 구현함으로써, 300나노미터 이하의 구조체를 사용하지 않고도 근자외선 영역을 포함하는 태양광 에너지의 손실을 최소화할 수 있는 광대역 방사방지 구조체를 제시하였다. 나노 원뿔대가 격자상수 이상의 파장에 대한 언덕형 굴절률을 제공하고, 4분의 1파장 나노섬 반사방지막이 격자 상수 이하의 근자외선 태양광을 추가적으로 흡수하여, 근자외선 영역에서의 평균 반사율을 3.8% 수준으로 달성 할 수 있었다. 또한, 낮은 양호계수를 갖는 속삭임 회랑 공진기 어레이를 이용하여, 박막 태양전지에 적합한 유전체 기반 광포획 증대 나노구조를 제시하였다. 나노반구, 나노고깔, 나노구, 함몰형 나노구 어레이 형태를 가지며, 500nm의 주기를 갖는 유전체 표면 텍스쳐드 구조를 초박형 비정질 실리콘 필름(100nm) 위에 제작하여 광대역 광 포획 증대 효과를 실험적으로 평가하였다. 구조들 중 함몰형 나노구 어레이가 결합된 비정질 실리콘 박막이 가장 높은 성능을 보였으며, 구조가 없는 경우 대비 약 67.6%의 가중 흡수율 증가를 나타내었다. 특히, 함몰형 나노구 어레이 구조 중 폴리메틸메타아크릴레이트로 제작된 평판형 함몰층은 나노구 비정질 박막 실리콘 사이의 접착력 및 기계적 강성을 향상시켰을 뿐 아니라, 함몰층 내부로 회절되고 산란된 빛들이 도파모드 효과에 의해 부가적인 광 포획 증대를 가져옴으로써, 가장 높은 광 포획 효과를 얻을 수 있었다. 유전체 기반 나노 구조들은 간단하고 저비용이며, 대면적으로 쉽게 제작할 수 있는 자가 조립 기반 콜로이달 리소그래피 및 소프트 리소그래피 기술을 이용하여 제작되었다.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2008.02a
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• pp.71-72
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• 2008

과학기술위성3호 부탑재체로 영상분광기(COMIS, Compact Hyperspectral Imager)가 선정되어 2007년 5월부터 개발이 진행되고 있다. COMIS는 2010년 과학기술위성3호에 탑재 발사되어, 위성 궤도 700km 상공에서 해상도 30m을 가지고, 30km 폭의 지표면 또는 대기를 관측할 수 있다. 현재까지 국내에서 개발된 위성탑재 지구관측카메라가 흑백이거나 다분광(3파장)으로 지구관측을 하는 것에 반하여 COMIS는 가시광 및 근적외선 영역에서 16${\sim}$62대역(4${\sim}$15nm 파장 분해능)의 초분광 관측을 수행하게 된다. 초분광 영상은 관측 대상 물성의 상세 구분이 가능한 관계로 군사적 활용을 포함한 원격 탐사의 주요 활용 분야로 대두되고 있다. 본 논문은 과학기술위성3호 부탑재체로 개발되는 영상분광기인 COMIS(Compact Hyperspectral Imager)의 전반적인 개념, 활용 과학을 먼저 소개하고 상세 광학 설계를 발표한다.