해상환경에 설치된 유·무인 표지는 관리 목적으로 정기적인 광학검사를 수행한다. 접근하기 용이한 위치에 설치된 표지의 경우 측정장비를 사용하여 검사를 수행할 수 있지만, 접근하기 힘든 해상에 설치된 표지는 측정선을 활용하여 검사를 수행한다. 측정선을 활용한 측정방법은 예산문제와 측정품질에 영향을 줄 수 있기 때문에 변화가 필요한 실정이다. 본 논문에서는 드론을 활용하여 유·무인 표지의 광도를 보다 쉽게 측정할 수 있는 방법을 연구한 내용이다.
본 논문에서는 Y-cut $LiNbO_3$ 기판 위에 TIPE 방식을 이용하여 평면 광도파로 렌즈를 제작하고 그 특성을 측정하였다. Ti 내부확산 평면광도파로 및 TIPE 평면 광도파로 제작하고, 프리즘 결합으로 굴절율을 측정하였다. 측정한 기본파 유효굴절율로부터 평면 광도파로 렌즈의 궤적을 구하여, 사진식각법과 lift-off기법을 이용하여 TIPE 평면 광도파로 렌즈를 제작하였다. 도파로를 따라 도파되던 광이 평면 광도파로 렌즈에 의하여 접속되는 현상을 관측하였고 측정한 결과와 컴퓨터 시뮬레이션의 결과가 잘 일치함을 알 수 있었다. 관측한 초점의 위치 및 크기가 설계한 값과 잘 일치하였다.
광원에 대하여 서로 다른 여러 각도방향에서 광원을 바라볼 때 관측되는 광도 분포 및 재귀반사성능을 측정하기 위해 광도 분포 측정장치(배광측정기)를 제작하였다. 이 장치는 광원을 좌우로 360도, 상하로 $\pm$30도 회전 시킬수 있는 광원회전장치, 광검출기로 광전자증배관(PM Tube)을 쓰는 수광부 및 재귀반사성능 측정용 투광기와 제어 및 표시부로 구성되어 있다. 광도측정범위는 0.01~199900cd, 관측각범위는 0.2~1.5도 이고 광도의 측정오차는 $\pm$3%이다. 제작된 장치의 구조와 성능평가결과가 제기되었다.
광원에 대하여 서로 다른 여러개의 각도방향에서 광원을 바라볼 때 관측되는 광도분포 및 재귀반사성능을 측정하기 위해 광도분포 측정장치(배광측정기)를 제작하였다. 이 장치는 광원을 좌우로 360도, 상하로 $\pm$30도 회전시킬 수 있는 광원회전장치, 광검출기로 광전자중배관(PM Tube)을 쓰는 수광부 및 재귀반사성능 측정용 투광기와 제어 및 표시부로 구성되어 있다. 광도 측정범위는 0.01-199900 cd , 관측각범위은 0.2-1.5도 이고 광도의 측정오차는 $\pm$3% 이다. 제작된 장치의 구조와 성능평가결과가 제시되었다.
광도파로는 변조기, 스위치, 필터, 센서, 파장변환기 등 많은 분야에 응용이 되고 있다. 이러한 광도파로의 손실측정방법에는 프리즘 커플러를 이용하는 방법, fabry-perot 구조의 물질이 갖는 pyroelectric effect를 이용한 방법, 도파로의 입출력 단에 fiber를 커플링하여 측정하는 방법 등을 들 수 있다. 그러나, 프리즘 커플러를 이용한 방법은 미세패턴의 도파로 측정이 어렵고, pyroelectric effect를 이용하는 방법은 특정한 방향으로 도파되는 광의 측정이 불가능하며, 마지막으로 fiber 커플링 방법은 항상 같은 조건하에서의 손실 측정이 어려운 단점이 있다. (중략)
천체의 거리는 다양한안 방법을 사용하여 직접 혹 간접적으로 측정되어왔다. 특히 우주배경복사를 측정하는 인공위성 관측의 정밀도가 혁명적으로 향상됨에 따라 우주의 나이는 수 % 이내의 정밀도로 결정할 수 있는 수준으로 발전하였다. 우주의 규모가 구체적으로 정의되는 가운데 우주의 절대적인 크기를 제시하기 위하여 천체의 거리를 측정하는데 사용되는 표준등불로 세페이드 변광성 이외에 식쌍성이 새롭게 대두되었다. 이 논문에서는 식쌍성이 거리척도의 표준등불이 될 수 잇는지 검증하기 위하여 광도곡선과 시선속도곡선이 잘 알려진 알골형 쌍성 식쌍성 RY Aqr, RX Gem, RS Vul을 선정하여 거리를 산출하였다. 별을 선정한 기준은 2색 이상의 광도곡선이 발표되고, 이중 분광쌍성으로 시선속도곡선이 각 성분별로 잘 관측되어 발표되고, IUE 관측 자료가 있는 알골형 쌍성이다. 거리 산출과정에서 간접적으로 유추하여 얻는 인자를 줄이기 위하여, 광도곡선으로부터 별의 상대적인 크기를 구하고, 시선속도곡선으로부터 공전궤도의 장반경을 구하고, 별의 에너지 분포 곡선으로부터 별의 온도를 측정하였다. 위 3종류의 관측 결과를 종합하여 식쌍성의 물리적 인자와 거리를 구하였다. 이와 같은 방법으로 구한 거리는 히파크러스를 이용하여 관측한 시차와 비교하였다.
Separate confinement heterostructure(SCH) 구조를 갖는 InGaAs/InGaAsP 다중양자우물구조의 상호섞임을 이용하여 광도파로를 제작하였다. 광도파로는 $CH_4/H_2$ 혼합가스를 이용한 반응성 이온 식각 방식으로 제작하였으며, 제작된 광도파로는 폭이 $5{\mu}m$이고, 식각 깊이가 $1.2{\mu}m$이다. 광도파로의 전송손실은 tunable laser를 이용한 Fabry-Perot 간섭현상을 이용하여 측정하였다. $800^{\circ}C$, 30s 열처리한 후 제작된 광도파로는 1550,nm TE 모드에서 3.76dB/cm, TM 모드에서 3.95dB/cm의 전송손실을 보였다. 이 전송 손실은 지금까지 ,IFVD를 이용해 제작한 광도파로와 비교해서 매우 작은 값이다. 따라서, 이 방법은 광도파로등의 수동소자와 전자소자의 집적에 응용될 수 있다.
Type Ia 초신성을 이용한 거리측정은 암흑에너지의 존재를 암시하는 가장 직접적인 증거를 제시하며, 이것은 Type Ia 초신성의 밝기가 표준화된 광도에서 모두 같다고 하는 가정하에서 성립한다. 하지만 최근 표준화된 Type Ia 초신성의 광도가 모은하의 특성과 상관관계가 있음을 보이는 연구결과들이 등장하여 이러한 가정에 대한 의문이 제기되었다. Gallagher et al. (2008)은 조기형 모은하의 나이와 중원소 함량이 Type Ia 초신성의 밝기와 갖는 상관관계에 대하여 시도하였으나, 전체 은하의 표본갯수와 나이측정, 그리고 Hubble Residual을 구하는 과정에서 오차로 인한 한계가 있었다. 우리는 Type Ia 초신성에 나타나는 광도진화효과를 확인하기 위하여 가까운 거리에 있는 Type Ia 초신성의 조기형 모은하에 대하여 CTIO 1.5m, 보현산 1.8m, LCO 2.5 m 망원경의 긴 슬릿 분광기를 이용한 분광관측을 수행하고 있다. 관측된 모은하의 분광스펙트럼으로부터 방출선에 의한 영향을 제거한 뒤, 흡수선의 세기를 이용하여 Lick/IDS indices를 측정하고 있으며 이를Yonsei Evolutionary Population Synthesis model (YEPS)과 비교하여 은하의 나이와 중원소 함량을 추정하였다. 이 결과를 이용하여 Type Ia 초신성의 Hubble Residual과 항성종족의 나이 및 중원소 함량간의 상관관계를 통하여 Type Ia 초신성의 광도진화효과에 대해 분석할 예정이다. 현재까지 조기형 모은하 20여개에 대한 분광관측을 진행하였으며, 앞으로 긴 슬릿 분광기와 McDonald 2.7m 망원경의 VIRUS-P를 이용한 모은하의 분광관측을 추가로 수행할 예정이다.
V711 Tau의 채층활동을 조사하기 위하여 자외선 영역의 Mg II 방출선의 세기와 광도 변화의 상관 관계를 유추하였다. 첫째, 가시광선 영역의 광도곡선의 형태와 자외선 영역의 광도곡선의 형태를 비교하고, 둘째, IUE 고분산 스펙트럼에서 Mg II 방출선의 세기를 위상별로 측정하고 방출선 부근의 연속선을 이용하여 자외선 광도곡선을 완성하였다. 방출선의 세기와 광도곡선을 비교한 결과 방출선이 강하게 나타나는 위상, $0.^{p}4$에서는 광도가 어둡게 나타나 최소가 되고, 방출선의 세기가 약할 때는 광도가 밝아져서 최대가 되었다. 이는 자기장이 강한 위상에서는 채층활동과 흑점의 크기가 증가하고 반대로 자기장이 약한 위상에서는 채층활동과 흑점의 크기가 작다는 것을 뜻한다. 그러므로 자기장, 채층활동, 별 표면의 흑점과의 상관 관계가 밝혀지고, V711 Tau의 변광은 표면의 채층활동과 흑점에 의한 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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