좁은 공간에 고출력 고에너지 레이저를 집속할 때 발생하는 고밀도, 고에너지 플라즈마 연구는 상태방정식, 실험실 천체물리, 전자가속 둥 기초 분야 뿐 아니라 X-선 및 극자외선 광원 개발, 원전 유지보수 등 다양한 산업 활용 분야를 갖고 있어 최근 미국, 프랑스, 일본, 중국 등 선진강대국에서 크게 주목 받고 있는 연구 분야이다. 한국원자력연구소는 물리나 광학의 원천기술 뿐 아니라 미래 산업에 파급효과 큰 플라즈마 기반 연구를 위하여 1 kJ급 고에너지 Nd:Glass 레이저 시설을 구축하고 있다.
Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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v.21
no.12
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pp.1120-1131
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2011
Researches using time reversal acoustics(TRA) for impact localization have been paid attention to recently. Dispersion characteristics of Lamb waves, which restrict the utility of classical nondestructive evaluation based on time-of-flight information, can be compensated through the application of TRA to Lamb waves on a plate. This study investigates the spatial focusing performance of time reversal Lamb waves on a plate using finite element analysis. In particular, the virtual sensor effect caused by multiple wave reflections at the boundaries of a plate is shown to enable the spatial focusing of Lamb waves though a very small number of surface-bonded piezoelectric(PZT) sensors are available. The time window size of forward response signals, are normalized with respect to the number of virtual active sensors. Then their effects on the spatial focusing performance of Lamb waves are investigated.
Images were acquired by the modulation of terahertz electromagnetic signals and compared by modulation frequencies. For the real-time acquisition of images a fast scanning method has been adopted utilizing a galvanometer. The acquired time domain waveforms were transformed into frequency domain data by fast Fourier transformations (FFT). We chose some frequency components to compare the resolution of images. The beam profiles at the focal position were measured by a knife-edge technique. Beam diameter was shown to decrease as the frequency increased. By scanning one- and two-dimensional samples a significant image enhancement was observed with the frequency increment. A nondesouctive imaging system using ㎔ electromagnetic pulses was also demonstrated.
The characteristics of stimulated Brillouin scattering wave for applications to high power laser was experimentally investigated. The peak power reflectivity and the phase conjugation fidelity of Stokes wave with respect to the focal length of lens were measured, and the phase conjugation fidelity for a compressed part of the Stokes wave was also investigated. For the long focal length of lens.(f=100 cm), the peak power of the Stokes wave amounts to about twice as high as that of incident wave. The phase conjugation fidelity for the compressed leading pulse is up to 90%, better than that for other temporal parts of the Stokes pulse. In spatial distribution, the Stokes pulse from the axial region has the largest SBS gain, and it has been ascertained as a best candidate to the application due to excellent pulse compression, peak power reflectivity, and good phase conjugation fidelity.
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2010.02a
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pp.99-99
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2010
최근 집속이온빔을 이용한 미세회로 교정, MEMS 공정 및 이온 도핑 등에 대한 연구개발이 활발히 이루어지고 있다. 기존에 널리 사용되었던 액체 금속 이온 소스의 경우 비교적 큰 angular divergence 및 Ga 이온 소스에 의한 오염이 문제시 되고 있어 이를 대체할 수 있는 가스 이온 소스에 대한 연구를 진행하였다. 본 연구에서 사용된 가스 이온 소스는 2 turn 안테나(1/4 inch Cu tube)가 감긴 반경 4 cm 석영관 내부에 Ar 가스를 주입 후 RF(13.56MHz)-ICP 타입 방전을 이용하였다. 운전 압력은 $10^{-5}\;Torr$ 범위이며 인가된 RF 전력은 최대 150 W이다. 석영관 내 발생된 플라즈마로부터 Ar 이온을 인출하기 위해 2단 인출 전극 구조가 사용되었으며 상단 전극에 고전압이 인가되고 하단 전극이 접지되는 형태이다. 2단 인출 전극의 최대 인출 전압은 10 kV, 상단 및 하단 전극의 구멍 크기는 각각 0.3 mm, 2 mm이다. 이온빔의 퍼짐을 최소화하기 위해 전극 간 공간 내 이온 거동 전산모사를 통해 전극 구조를 설계하였으며 이를 통해 최대 $30\;mA/cm^2$의 이온 전류 밀도 값을 얻을 수 있었다.
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2013.08a
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pp.110-110
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2013
진공중을 전파하는 번치된 전자빔은 공간전하 효과로 빔이 퍼지게 된다. 본 연구의 중점 내용은 S-band 고주파 전자 가속기를 개발하는데 있다. 전자 가속기란 전자를 수 MeV의 에너지로 가속시키는 장치이다. 가속기의 중요한 3대 요소는 진공, 전자석, RF이다. 본 연구에서는 가속기에서 중요한 좋은 진공상태에서 좋은 전자석을 사용하여 실험하였다. S-band(2852~2860 MHz) 고주파 전자가속기의 캐비티내 전기장의 효과로 가속되는 번치된 전자빔의 집속 및 스티어링 효과를 얻기 위하여 스티어링 및 솔레노이드 전자석을 제작하여 실험에 사용하였고, 실제 빔을 인출 후 포커싱 및 스티어링 효과를 관찰 할 수 있었다.
The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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v.16
no.8
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pp.719-731
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1991
This paper introduces a relatively simple computer simulation method for analyzing trajectory of electron beam in cylindrical electrode of the CRT, which outputs the cutoff voltag, beam current, spot size and plots out the trajectory, rom the input data on physical construction and applied voltages of electron gun. In order to improve computing speed in obtaining potential distibution, the authors have ivided the space into seveal setos and allocated different mesh sizes epending on the acuracy required to each sector and applied the finite difference method in calculation. The plot of trajectoy obtained from the simulation provided useful insight into the focusing mechanism of the CRT. The computed and measured result including beam curent. spot sizs and cutoff voltages for several model guns have ageed within eperimental error. The simulation program enables the designer to compare the effects of varied electrode shpe without the epense of building an actual gun and may be appli in esigning and implementing the electron gun assemply.
We analyze the characteristics of the coherent beam combination of lasers by monitoring the speckle pattern of the beam reflected from a scattering medium. Three collimated laser sources with high coherence are focused on a scattering target using a lens, and we then examine the speckle pattern of the returned beam in the Fourier domain. We observe that the size of the speckle pattern changes, depending on the focused-beam size or degree of spatial overlap of the three beams. Furthermore, through Fourier-domain analysis of the speckle pattern we obtain the monitoring variable to qualify the efficiency of the coherent beam combination.
In order to obtain high resolution images, a focusing ultrasonic transducer operated in very high frequency (VHF) range was fabricated and its characteristics were evaluated. A 9-${\mu}m$ thick PVDF film with only one metalized surface for electric ground was adhered to a CCP (Copper-clad polyimide) film by using epoxy. It was pressed by a metal ball to form a concave surface and its rear side was filled with the epoxy. The radius of curvature and the f-number of the fabricated transducer are 7.5 mm and 1.7, respectively. The pulse-echo measurement results from a target located at the focal point showed that the frequency bandwidth was 35.0 MHz and the insertion loss near the peak frequency of approximately 40 MHz was about 60 dB. Those values agreed well with the simulation results by the KLM equivalent circuit analysis including the effect of the epoxy bonding layer. When the image of thin copper lines by the 35 MHz transducer of the UBM (Ultrasonic Backscattering Microscope) system was compared with the image by the transducer fabricated in this study, the fabricated transducer was observed that the axial resolution was improved although the lateral resolution was degraded.
Kim, Dong-Bin;Mun, Ji-Hun;Kim, Hyeong-U;Kim, Deuk-Hyeon;Lee, Jun-Hui;Gang, Sang-U;Kim, Tae-Seong
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2015.08a
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pp.91-91
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2015
반도체 공정의 발전에 의해 최근 생산되는 메모리 등은 십 수 나노미터까지 좁아진 선 폭을 갖게 되었다. 이러한 이유로, 기존에는 큰 문제를 발생시키지 않던 나노미터 영역의 입자들이 박막 증착 공정과 같은 반도체 제조공정 수율을 저감시키게 되었다. 따라서 오염입자의 유입을 막거나 제어하기 위해 transmission electron microscopy (TEM)나 scanning electron microscopy (SEM)과 같은 전자현미경을 활용한 비 실시간 입자 측정 방법 및 광원을 이용하는 in-situ particle monitor (ISPM) 및 전기적 이동도를 이용한 scanning mobility particle sizer (SMPS) 등 다양한 원리를 이용한 실시간 입자 측정방법이 현재 사용중에 있다. 이 중 진공 내 입자의 수농도를 측정하기 위해 개발된 particle beam mass spectrometer (PBMS) 기술은 박막 증착 공정 등 chemical vapor deposition (CVD) 방법을 이용하는 진공공정에서 활용 가능하여 개발이 진행되어 왔다. 본 연구에서는 PBMS의 한계점인 입자 밀도, 형상 등의 특성분석이 용이하도록 PBMS와 scanning electron microscopy (SEM), 그리고 energy dispersive spectroscopy (EDS) 기술을 결합하여 입자의 직경별 개수농도, 각 입자의 형상 및 성분을 함께 측정 가능하도록 하였다. 협소한 반도체 제조공정 내부 공간에 적용 가능하도록 기존 PBMS 대비 크기 또한 소형화 하였다. 각 구성요소인 공기역학 집속렌즈, electron gun, 편향판, 그리고 패러데이 컵의 설치 및 물리적인 교정을 진행한 후 입자발생장치를 통해 발생시킨 sodium chloride 입자를 상압 입자 측정 및 분류장치인 SMPS 장치를 이용하여 크기별로 분류시켜 압력차를 통해 PBMS로 유입시켜 측정을 진행하였다. 나노입자의 입경분포, 형상 및 성분을 측정결과를 토대로 장치의 측정정확도를 교정하였다. 교정된 장치를 이용하여 실제 박막 증착공정 챔버의 배기라인에서 발생하는 입자의 수농도, 형상 및 성분의 복합특성 측정이 가능하였으며, 최종적으로 실제 공정에 적용가능하도록 장치 교정을 완료하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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