• 한국광학회:학술대회논문집
• /
• 한국광학회 1990년도 제5회 파동 및 레이저 학술발표회 5th Conference on Waves and lasers 논문집 - 한국광학회
• /
• pp.91-94
• /
• 1990

헬름홀쯔 공명기에서 광음향 셀과 광음향 신호의 특성을 고찰하였고, CO2 농도에 따른 광음향 신호를 측정한 결과 2.4 ppm의 CO2를 검출하였다.

• 한국광학회지
• /
• 제28권4호
• /
• pp.158-165
• /
• 2017

광 흡수체로부터 측정되는 광음향 신호의 크기가 광 흡수계수 값의 증가에 따라 증가하다가 포화되는 광음향 비선형성에 대한 기존의 분석에서는 초음파 측정기의 물리적 형태를 고려하지 않았다. 이 논문에서는 초음파 측정기의 구면 초점 형태가 광음향 비선형성에 미치는 영향을 분석하였다. 구면 초점 초음파 측정기의 공간 필터링에 의한 광음향 공명 현상을 고려하고 기존의 광음향 비선형성에 대한 연구 방법을 보완하여 구면 초점 초음파 측정기로 측정한 광음향 신호에 대한 해석식을 이론적으로 유도하였다. 이 해석식에 의한 결과는 광음향 신호가 특정한 광 흡수계수 값에서 최대값을 나타내고 최대값 이후로는 광 흡수계수 값의 증가에 따라 오히려 감소함을 보였다. 주파수 영역에서 구면 초점 초음파 측정기에 의해 측정된 광음향 신호의 공명 스펙트럼과 초음파 측정기의 주파수 전달 함수를 비교하여 이 기존의 통념과는 다른 특징을 보이는 광음향 비선형성을 이해하였다. 또한, 이 주파수 영역에서의 물리적 해석으로 인해 광음향을 발생시키는 광 흡수체 내부의 광 조도 형태도 광음향 비선형성에 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.

• 한국광학회지
• /
• 제22권2호
• /
• pp.77-82
• /
• 2011

광음향 분광학 연구에 빈번히 사용되는 최소 부피 개방형 광음향 셀을 이용하여 광음향 신호를 측정할 경우 최소 부피 광음향셀의 밀폐상태는 광음향 신호의 재현성에 큰 영향을 미친다. 따라서 본 논문에서는 최소 부피 광음향 셀의 밀폐 효율을 높일 수 있는 고무오링 밀폐재를 적용한 구조를 설계하고 제작한 후, 제작한 구조체를 이용하여 다양한 재질의 고무 오링에 대한 광음향 신호를 주파수 별로 측정하고 분석하였다. 실험 결과 진공 그리스를 이용하여 광음향 셀을 밀폐하는 기존의 방식과 비교했을 때, 실리콘 고무 오링을 밀폐재로 사용하는 경우 광음향 신호의 진폭과 위상의 재현성이 각각 최대 53.4%와 80.4%까지 향상될 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국음향학회지
• /
• 제38권4호
• /
• pp.476-484
• /
• 2019

광음향 영상 기술은 광학영상 및 초음파영상 기법을 융합한 영상 기술로 높은 공간 해상도 및 대조도의 영상을 실시간으로 제공이 가능하다. 광음향 영상은 전임상 연구에서 많은 연구가 진행되었으며 최근 광음향 영상의 임상적 응용을 위한 연구에 많은 노력을 기울이고 있다. 본 논문은 광음향 영상을 이용한 원발 종양 및 전이 진단 기술 연구 현황에 대해 소개하고 임상적용을 위한 문제점에 대해서 알아보도록 한다.

• 한국음향학회지
• /
• 제41권5호
• /
• pp.507-517
• /
• 2022

광음향 현미경은 높은 공간 해상도와 높은 대조도를 갖는 영상을 제공할 수 있어 생명과학 연구와 의료응용에 있어 유용하다. 광음향 현미경은 레이저 펄스 송신 후 생체조직에서 발생하는 광음향 신호를 수신하여 영상을 구성한다. 일반적으로 광음향 신호의 크기는 작기 때문에, 고품질의 광음향 현미경 영상을 얻기 위해서는 고성능의 광학 및 음향 모듈과 더불어 신호 수신용 고성능 시스템이 필요하다. 그러나 대부분의 광음향 현미경 시스템은 광음향 신호의 수신, 증폭, 품질향상, 디지털화를 위해 여러 상용 장비의 조합으로 구성된다. 이러한 이유로 광음향 현미경은 부피가 클 수밖에 없으며, 최적의 성능을 제공하기 어렵다. 본 논문에서는 향상된 신호 대 잡음비와 대조도를 제공할 수 있는 광음향 수신 시스템의 구조를 제안하고 성능 평가 결과를 제시한다. 개발한 저잡음 광대역 광음향 신호 수신 시스템은 두개의 저잡음 증폭기, 두 개의 가변 이득 증폭기, 아날로그 필터, 아날로그 디지털 변환기, 그리고 디지털 제어 로직으로 구성되어 있다. 개발된 시스템의 영상 성능은 생체 모사 혈관 팬텀, 와이어 타겟 팬텀 영상 실험을 통하여 상용 신호수신 시스템의 성능과 비교하여 평가하였다. 영상 비교 실험을 통해 개발한 광음향 현미경 시스템이 상용 장비 보다 신호 대 잡음비는 6.7 dB 이상 높았고, 영상의 대조도는 3 dB 이상 높다는 것을 확인하였다.

• 한국음향학회지
• /
• 제13권6호
• /
• pp.24-30
• /
• 1994

본 논문에서는 금속에서의 광음향신호를 분석하기 위해 CW $CO_{2}$ 레이저를 사용하여 광음향 신호검출 시스템을 구성하였으며 알루미늄, 탄소강 및 활동을 샘플로 선택하고 레이저 변조주파수, 록인앰프의 시정수를 변화시키면서 샘플의 종류 및 두께에 따른 수 nA정도의 광음향 신호를 검출하여 신호처리 기법에 의해 금속에서의 광음향 신호의 특성을 분석하였다. 실험결과 시정수를 조정하여 광음향 신호를 안정화시킬 수 있었고 광음향 신호는 금속고유의 열팽창계수에 대한 열용량에 비례하여 증가하고 샘플두께 및 변조주파수에 대하여 지수함수적으로 감소함을 확인하였다.

• 한국광학회지
• /
• 제30권2호
• /
• pp.48-58
• /
• 2019

구면 초점 초음파 측정기에 의해 구형의 광 흡수체로부터 측정된 시간(즉, 펄스 형태 광원) 및 주파수 영역(즉, 처프 형태 광원) 광음향 신호의 신호 대 잡음비(signal-to-noise ratio)를 이론 및 시뮬레이션으로 분석하였다. 이전 문헌과 마찬가지로 시간 영역 광음향 측정에 의한 신호 대 잡음비 값이 주파수 영역 광음향 측정의 경우보다 더 높았는데 이 근본적인 이유를 최대허용노광량(maximum permissible exposure)에 따른 광원의 세기와 주파수 필터링을 통한 두 측정 모드의 광음향 스펙트럼들에 대한 분석을 통해 이해하였다. 또한, 분석의 결과로서 주파수 영역 광음향의 처프 형태 광원에 대한 정합 필터링에 더해 DC 스펙트럼 부분을 제거하니 신호 대 잡음비가 5 dB 정도 상승하는 것을 발견하였다. 특히, 주파수 필터 함수의 주파수 상한 값의 변화에 따라 신호대 잡음비 값이 급격하게 변동하였는데 신호 대 잡음비가 최대가 되는 주파수 상한 값이 두 광음향 측정 모드에서 서로 다르게 나타남을 관찰하였다.

• 한국음향학회지
• /
• 제33권5호
• /
• pp.300-308
• /
• 2014

광음향 영상은 조직의 형태학적 정보뿐만 아니라 병리학적 정보도 함께 제공할 수 있어 죽상동맥경화증 진단에 유용하게 사용될 수 있다. 높은 해상도의 광음향 영상을 획득하기 위해서는 광음향 신호를 수신할 초음파 변환기가 고주파수 및 광대역 특성을 가져야만 한다. 또한 죽상동맥경화증 진단을 위해서는 혈관에 변환기를 직접 삽입하여 광음향 영상 신호를 획득해야하기 때문에 그 크기가 1 mm 이하가 되어야만 한다. 본 논문에서는 PVDF 압전 소재를 이용하여 혈관내 광음향 영상을 위한 고주파수, 광대역 특성을 갖는 초음파 변환기 제작이 가능함을 보였다. 개발한 광음향 수신 변환기는 단일소자이며 구경은 $0.5{\times}0.5mm$이고 전체 변환기 크기는 직경이 1 mm이내가 되도록 하였다. 작은 크기로 인해 형태학적 빔집속이 아닌 자연집속 깊이를 조절하여 관심영역(1~5 mm)에서 빔집속이 되도록 설계하였다. 제작한 혈관내 광음향 수신 변환기의 주파수 특성을 펄스-에코 응답실험을 통해 알아보았다. 제작된 변환기는 -6 dB 대역폭이 40.1~112.8 MHz이며, 중심 주파수가 76.83 MHz인 고주파수 및 광대역 특성을 갖는다는 것을 실험적으로 확인하였다.

• 대한화학회지
• /
• 제48권6호
• /
• pp.553-560
• /
• 2004

반도체 제작 과정에서 증착이나 식각, 회로의 검사 등에서 생겨날 수 있는 미세한 흠집이나 불완전성을 검사하기 위해 광음향 현미경법을 응용하였다. 반도체 표면에서 발생되는 광음향 신호를 측정하여 흠집의 형태와 깊이를 결정함으로써 3차원 영상을 분석하여 그 구조를 밝혔다. 또한 광음향 현미경법을 이용하여 진성 GaAs 반도체의 운반자 운송성질(비방사 벌크재결합 및 비방사 표면재결합)과 열확산도 및 시료 깊이에 따른 3차원 영상을 분석하여 진성 GaAs 반도체 열확산도 측정 시, 빛이 조사되는 표면조건에 따라 광음향신호의 주파수 의존성이 달라짐을 관측하였다. 실험결과 표면상태가 거친 면에서 매끄러운 면으로 갈수록 높은 주파수 의존성을 나타내었다. Si 웨이퍼 위에 임의로 제작되어진 흠집을 만들고 이를 광음향 현미경법으로 측정한 결과 광음향 신호는 변조되는 주파수와 웨이퍼의 열적 특성에 따라 달라지며 이를 통하여 흠집의 형태와 위치 및 크기를 확인하였다. 광음향 현미경은 반도체 소자나 세라믹 물질에 대하여 비파괴 검사와 비파괴 평가에 관한 연구가 가능하며 반도체 공정 과정에서 생겨날 수 있는 시료의 깨짐이나 결함 등을 검사하는데 응용 가능한 분석법임이 증명되었다.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제35권2호
• /
• pp.112-119
• /
• 2015

고해상도 분자 영상이 가능한 광음향 현미경의 공간해상도는 초음파 변환기에 의해 결정되기 때문에 높은 동작 주파수, 광대역, 높은 신호 수신 효율을 갖는 광음향 수신 변환기는 고성능 광음향 현미경에 필수적이다. Polyvinylidene fluoride (PVDF)는 이러한 광음향 수신 변환기 성능 확보가 가능한 압전소재이다. 그러나 PVDF는 낮은 음향 임피던스로 인해 사용되는 흡음층에 의해서 중심주파수 및 대역폭이 영향을 받게된다. 본 논문에서는 광음향 현미경에 적합한 PVDF 기반 고주파수 초음파 수신 변환기의 최적 흡음층 소재의 음향 임피던스가 최종 변환기 성능에 어떠한 영향을 주는지에 관한 연구를 수행하였다. 이를 위해 EPO-TEK 301, E-Solder 3022, RTV를 각각 흡음층 물질로 사용하여 고주파수 초음파 수신 변환기를 제작하고 그 음향 특성을 평가하였다. 제작된 변환기의 공간해상도를 평가하기 위해 $25{\mu}m$ 직경을 갖는 철심을 표적으로 사용하여 영상을 획득하였으며, 실험을 통해 얻은 펄스-에코 신호 크기 및 중심주파수, -6 dB 대역폭, 공간해상도 평가를 통해 PVDF의 음향 임피던스보다 약간 높은 음향 임피던스를 갖는 EPO-TEK 301이 가장 적합한 흡음층 물질임을 알 수 있었다.