• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1069-1077
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• 2008

레이저와 카메라를 이용한 레일 마모도 측정 시스템은 정확한 마모도 측정을 위하여 레일에 조사된 레이저의 영역을 왜곡 없이 획득하고 이를 레일 단면과 정밀하게 일치시키는 과정이 매우 중요하다. 그러나 기존의 레일 마모도 측정 시스템은 빗물 등의 레일 위에 이물질이 있을 경우와 온도와 같은 측정 환경에 민감하게 반응하는 레이저의 특성으로 인하여 오차가 발생할 수 있으며 특히 외부에서 유입되는 태양광, 등과 같이 레일에 조사된 레이저와 같은 파장을 가지는 빛의 간섭에 의하여 레일에 조사된 레이저 영역 추출에 한계를 가진다. 또한, 2차원 상의 좌표 값으로 표현되는 추출된 레이저 영역을 레일단면에 맵핑시키는 과정에서 발생하는 기하학적 왜곡과 변형으로 측정 정밀도에 대한 한계가 발생하는 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 레일 마모도 측정을 위하여 카메라로부터 입력되는 1메가급 해상도의 영상을 초당 480 프레임의 속도로 실시간 처리할 수 있는 DSP와 FPGA가 탑재된 고성능 영상처리보드를 개발하고 이를 기반으로 각 프레임에 대한 2D 영상 데이터를 3차원 상의 데이터로 맵핑함으로써 정밀한 레일 마모도 측정 방법을 제안하고자 한다. 획득한 영상으로부터 레일에 조사된 레이저의 영역을 정확하게 추출하기 위하여 웨이브렛 기반의 영상 알고리즘을 적용하고 2차원 상의 좌표값으로 표현된 레이저 영역을 카메라 모델과 투시 변환을 이용하여 레일의 단면에 정확하게 위치시킴으로서 ${\pm}0.5mm$ 이하의 오차범위를 가지는 고정밀 레일 마모도 측정 시스템을 개발하였다.

• 한국광학회지
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• 제14권6호
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• pp.606-612
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• 2003

위상형 직선격자에 가간섭 광원인 레이저 광을 조명하였을 때 이 격자가 렌즈없이 회절에 의하여 결상되는 자체결상 현상(또는 렌즈없는 결상)을 회절이론으로 해석하고 실험적으로 조사하였다. 위상형 격자의 위상분포가 강도분포로 바뀌면서 1:1 로 결상하는 자체결상거리( $Z_{T,a}$)를 진폭형 직선격자의 자체결상시 정의되는 자체결상거리 $z_{T,a}$를 이용하여(4n-3) $z_{T,a}$/4(n=양의 정수)와 같이 새로이 정의하였다. 실험적으로 $z_{T,p}$= $z_{T,a}$/4와 $z_{T,p}$=5 $z_{T,a}$/4에서 위상형 직선격자를 이용하여 자체결상거리에서 자체결상이 되는 것을 확인하였으며, $z_{T,p}$=3 $z_{T,a}$/4위치에서는 이 자체결상된 상의 위상이 반전되는 현상도 동시에 관찰하였다. 이러한 자체결상시 격자의 수에 따라 자체결상된 상의 가시도를 FFT(fast Fourier transform)로 처리하여 측정한 결과, 위상형 직선격자는 15 개 이상의 직선격자들로 구성되어야만 자체결상된 상의 가시도가 최대값 0.10 근처에서 일정하게 유지됨을 알 수 있었다.일정하게 유지됨을 알 수 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제28권1호
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• pp.1-12
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• 2021

본 논문에서는 레이저 유도에 의한 그래핀 합성 기술 및 이를 이용한 전기/전자 소자 제조 기술과 다양한 소자 제조 기술을 검토하였다. 최근까지 개발되고 있는 3차원 그래핀 구조 활용으로 설계된 마이크로/나노 패턴화는 효율적인 제조공정으로 인하여 많은 각광을 받고 있으며, 차세대 기판 소재로의 응용까지 다양하게 개발되고 있다. 산업에서 요구하는 실제적인 적용 연구의 예들은, 레이저의 파장대역 선택, 출력 조정 및 광 간섭 기술 응용 등의 점진적인 해결방안 논의를 통해 큰 발전 가능성을 보여주고 있다. 기존의 그래핀의 전기/전자 소자 장치로의 응용 확장성은 이미 검증된 바 있으며, 새로운 합성 방식 및 기판 적용 기술은 마이크로 패키징 기술과의 통합 운용으로, 바이오센서, 슈퍼커패시터, 다공성 전기화학 센서 등 응용분야가 매우 다양하다. 본 논문에서 소개하는 레이저 기반 그래핀 가공 기술은 가까운 미래에 휴대형 소형 전자기기 및 전자 소자에 쉽게 적용 가능하리라 사료된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.109-117
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• 2022

기존 화석 연료의 고갈 및 환경오염의 문제와 대용량 발전을 위하여 해양환경 및 자원을 이용한 친환경에너지 발전에 대한 연구 및 개발이 증가하고 있으며, 이 중 높은 발전 효율을 가진 해상태양광 발전에 대한 연구가 크게 증가하고 있다. 환경하중이 비교적 약한 내수조건과 달리, 환경하중이 강한 해양에서의 태양광 발전을 위해서는 더 강한 강성의 구조재를 사용해야 한다. 하지만, 구조재의 생산 가능성, 무게를 포함한 구조물 특성 및 경제적 효율성 등의 제약조건이 발생할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 부유식 방파제를 설치함으로써 태양광구조물에 작용하는 파랑하중을 감소시켜 구조재의 강성 강화를 최소화하고자 하였다. 부유식 방파제의 크기 및 구조물로부터의 거리를 변화하여 이에 따른 파랑하중 및 구조재 응력의 감소 정도를 확인하였다. 다수 부력체의 상호간섭을 고려한 파랑하중의 경우, 고차경계요소법(Higher-Order Boundary Element Emthod)을 이용해 산정하였으며, 구조재에 작용하는 응력은 유한요소법(Finite Element Method)을 통해 평가하였다. 각 조건에서의 최대응력을 분석 및 비교함으로써 해상태양광 발전 시스템에 대한 부유식 방파제의 영향을 확인하였으며, 부유식 방파제의 크기가 파랑하중 및 구조재 응력 감소에 큰 영향을 미침을 확인하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제14권1호
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• pp.94-108
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• 1997

열권 상부의 온도는 일반적으로 태양 활동에 따라 변화하며, 특히 고위도 지역에서는 지자기 활동에 의해서도 크게 변화된다. 본 연구에서는 장기간에 걸쳐 관측된 열권 온도를 이용하여 태양 활동 지수 및 지자기 활동 지수와의 상관 관계를 정량적으로 분석하였다. 본 연구에서 사용된 온도 자료는 미시간 대학에서 운용하고 있는 그린랜드의 두 관측소인 Thule Air Base(76.6$^{\circ}$N, 68.4$^{\circ}$W, Λ = 86$^{\circ}$)와 Strømfjord (67.0$^{\circ}$N,50.9$^{\circ}$W, Λ - 74$^{\circ}$)에서 측정된 것으로 두 곳 모두 지리적 뿐만 아니라 지자기적으로도 고위도 지역에 위치하고 있다. 자료는 페브리-페로 간섭계를 이용하여 6300 $\AA$ 대기광을 관측한 것이며 관측기간은 Thule Air Base 관측소는 1986~1991년, Søndre Strømfjord 관측소는 1986~1994년이다. 본 연구에서 얻어진 분석 결과는 다음과 같다. (1)Thule 지역의 관측 온도와 태양 활동 지수와의 상관 관계는 3$\leq$Kp$\leq$4에서 가장 높게 나타나며 Søndre Strøfjord 지역의 상관 관계는 Kp 지수가 커질수록 증가함을 보인다. (2) 전반적인 온도는 고위도 지역인 Thule 지역에서 높지만, 태양 활동 지수 변화에 따른 온도 변화의 증가율은 Søndre Strømfjord 지역에서 더 크게 나타났다. (3) 겨울철 Thule 지역의 하루 온도 변화는 13-14 LT(LT=UT-4) 부근에 최대 온도를 가진 일일 주기(24hrs) 변화를 보이지만, 태양 활동이 미약한 경우에는 반일 주기 (12 hrs) 변화가 우세하게 나타났다. (4) 고층 대기분야에서 통용되는 MSIS86 모델과 VSH 모델은 여기서 분석된 관측치에 비해 전반적으로 낮은 온도를 예측하고 있으며, 이러한 차이는 특히 태양 활동이 증가함에 따라 더욱 심해짐을 보였다. 따라서 보다 많은 관측 자료를 이용한 새로운 열권 모델의 개발이 시급하다고 생각된다.

• 청정기술
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• 제25권4호
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• pp.316-323
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• 2019

대기 오염 물질 저감과 연소 효율 증가를 위해서 연소 환경 내 일산화탄소를 정밀하게 측정하는 것은 필수적인 요소이다. 일산화탄소(carbon monoxide, CO)는 불완전 연소 때 급격히 증가하며 질소산화물(nitrogen oxide, NOx)과 Trade-off 관계로 오염 물질 배출량과 불완전 연소 반응에 기여하는 중요한 가스종이다. 특히, 대형 연소 시스템 중 열처리로의 경우, 강판 표면위 산화층 형성을 억제하기 위해 과잉 연료 조건에서 환원 분위기로 운전이 진행된다. 이는 많은 양의 미연분 일산화탄소가 배출되는 원인이기도 하다. 하지만 연소 환경 내에서 일산화탄소 농도는 불균일한 연소 반응과 열악한 측정 환경으로 인하여 실시간 측정이 어렵다. 이러한 문제점을 극복하기 위해서 광학적 측정 방식인 파장 가변형 다이오드 레이저 흡수 분광법(tunable diode laser absorption spectroscopy, TDLAS)이 각광을 받고 있다. TDLAS 기법은 열악한 현장 측정, 빠른 응답성, 비접촉식 방식으로 연소 환경 내 특정 가스종 농도 측정에 적합하다. 본 연구는 과잉 연료 조건에서 당량비 제어를 위한 연소시스템을 제작하였으며 연소 배기가스 생성을 위해 LPG/공기 화염을 이용하였다. 당량비 변화에 따른 CO 농도 측정은 TDLAS와 Voigt 함수 기반 시뮬레이션으로 분석하였다. 또한 연소 생성물로부터 간섭이 없는 CO 광 흡수 영역 확보를 위해 근적외선 영역의 4300.6 cm^-1을 선택하여 실험을 진행하였다.

• 한국환경농학회지
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• 제25권1호
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• pp.7-13
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• 2006

비닐하우스는 노지보다 UV-B 선량이 적고 외기와 차단되어 노지와 다른 생육환경 하에서 작물이 생육하게 된다. 본 연구는 UV-B 저선량 상태인 비닐하우스 재배 잎들깨에 UV-B를 처리하여 수량과 생리변화를 검토하고자 수행하였다. UV-B는 형광램프를 이용하여 잎들깨 수관으로부터 150, 120, 90 cm에서 처리하여 각각 노지자연량, 노지자연량+50% 증가량, 노지자연량+100% 증가량을 다른 광의 간섭이 없는 밤 9시부터 2시간씩 30일간 처리하였다. UV-B 처리에 의한 잎들깨 수량은 비닐하우스, 노지 자연량 150% 증가량, 노지자연량, 노지자연량+100% 증가량 처리 순이었다. 7월 20일의 자연 UV-B 선량은 노지 13.6 kJ/일, 비닐하우스 4.9 kJ/일로 비닐하우스의 UV-B 선량은 노지보다 64% 감소되는 것으로 측정되었다. UV-B가 균일하게 처리된 잎들깨의 단백질을 추출하여 2차원전기영동으로 분리하고, 이미지분석하여 발현량을 분석한 결과 UV-B에 의해 33개의 단백질 발현이 변화되었으며 이중 10개가 동정되었다. 동정된 단백질의 기능별로 분류하면 광합성과 관련된 것이 40%, 스트레스 및 스트레스 방어와 관련된 것이 60%였다. UV-B에 의해 발현이 감소한 단백질은 광합성과 관련된 ATP synthase CF1 alpha chain이었고 발현이 증가한 단백질은 DNA recombination and repair protein recF, Heat shock protein 21, Catalase, Galactinol synthase, S-adenosyl-L-methionine, Calcium-dependent protein kinase(CDPK)-like 로 주로 스트레스 및 스트레스 방어와 관련된 단백질들로서 UV-B는 잎들깨 세포내 DNA와 광합성기구를 손상시켜 광합성에 저해적으로 작용하여 수량을 감소시킨 것으로 판단되었다.

• 한국환경생태학회지
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• 제30권4호
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• pp.771-782
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• 2016

우리나라 도서지역 산림식생의 인간 간섭 유무와 정도에 따른 생태적 보전 및 관리를 위한 기초 정보를 수집하기 위하여 남해안 유인도서(대모도)와 무인도서(구도)를 대상으로 식물사회학적 연구방법으로 산림식생을 분류하고 그 구조 및 종조성 특성(총피도, 중요치, 종다양성, 지표종, 생활형 조성 등)을 파악하였다. 산림식생 유형은 대모도에서 총 11개 식생단위(1개 군락군, 2개 군락, 개 아군락, 9개 변군락, 그리고 4개 아변군락), 구도에서 총 8개 식생단위(2개 군락군, 5개 군락, 그리고 6개 아군락)가 구분되었다. 총피도(S)와 종다양도(H')에 있어서 구도는 교목층이, 대모도는 관목층이 다른 층위에 비하여 상대적으로 아주 높게 나타났다. 생활형 조성 체계는 대모도 N-R5-D2-e, 구도 MM-R5-D2-e로 나타났다. 과중요치(FIV) 분석결과 대모도에서는 차나무과와 소나무과, 구도는 녹나무과와 참나무과 분류군들이 상위그룹을 이루고 있었으며, 과별 종구성비에 있어서는 대모도는 국화과가 4.5%(19종류), 구도는 백합과가 7.3%(8종류)로 가장 높게 나타나 두 도서간 인위적 교란 정도를 가늠할 수 있었다. 지표종 분석에서는 대모도는 청미래덩굴, 광나무, 사스레피나무 등 미소지상식물(N)이, 구도는 황칠나무, 구실잣밤나무, 육박나무 등 대형지상식물(MM)이 대개 유의한 지표종(p<0.0005)으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권4호
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• pp.765-773
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• 2000

$TiO_2$ 코팅매체를 이용한 humid acid의 광분해 특성을 조사하였다. $TiO_2$ 코팅은 $TiOCl_2$ 수용액을 암모니아수로 침전시킨 겔을 과산화수소로 용해한 용액 혹은 졸이나 titanium tetraisopropoxide (TTIP)의 가수분해로부터 제조한 졸을 이용하여 dip-coating법으로 제조하였다. Titanium peroxo 용액을 열처리하여 제조한 졸을 이용한 코팅층은 X-선 회절 분석으로부터 $25^{\circ}C{\sim}500^{\circ}C$ 온도 범위에서 모두 anatase형 결정구조를 가지고 있었다. 반면에 TTIP의 가수분해로 생성된 졸로부터 만든 코팅막은 $400^{\circ}C$ 이상에서 anatase의 결정형이 나타났다. 이로부터 titanium peroxo 용액을 열처리하여 제조한 졸은 내열성 및 비내열성 기판에도 결정성 $TiO_2$ 코팅층을 만들 수 있는 장점이 있다. 코팅막의 두께 및 균일성은 인출속도, 코팅졸의 농도 및 코팅 횟수에 영향을 받았으며, 코팅막의 두께에 따라 다양한 간섭색상을 나타냈다. 0.2M 졸을 이용하여 인출속도 2.5cm/min로 2회 코팅했을 경우, 약 50nm 두께의 투명하면서도 균일한 흐린 남색을 띠는 $TiO_2$ 코팅막을 얻을 수 있었다. 이상의 방법으로 직경 0.3cm의 유리구슬에 $TiO_2$ 코팅막을 제조한 후 $580cm^3$의 반응조를 사용하여 $UV/H_2O_2$ 공정으로 humic acid를 40분 동안 광반응시킨 결과, 초기 시료의 $COD_{cr}$ (40ppm) 을 약 85% 이상, 흡광물질을 약 95% 이상 제거하였다.