• 한국광학회지
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• 제10권2호
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• pp.95-101
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• 1999

1.06$\mu\textrm{m}$ Nd:YAG 펌프레이저의 반복률 5 Hz 이하에서 라만매질 $CH_4$ 의 압력변화에 따른 전방, 후방 1.54 $\mu\textrm{m}$ 유도라만 산란광 및 후방 1.06 $\mu\textrm{m}$ 유도 Brillouin 산란광의 출력특성을 분석하였다. 전방보다 후방 유도라만 산란광이 더 효율적이고, 후방 유도 Brillouin 산란광보다 전방과 후방 유도라만 산란광의 변환효율이 높게 나타났다. 이는 유도라만 산란광의 생성조건이 정상상태이나 Brillouin 산란광은 transient 상태이기 때문이다. 매질 $CH_4$가 순환되지 않을 때, 반복률 5 Hz에서 후방 유도라만 산란광과 Brillouin 산란광의 출력에너지는 라만매질의 열발생으로 모두 약47% 감소하였다. 그러나, 후방에 의한 펌프광의 소모가 감소하여 전방 유도라만 산란광은 오히려 8.5% 증가하였다. 이는 반복률에 따른 열발생이 후방 산란광 생성영역에서 강하게 발생함을 의미한다. 또, 메니스커스형 이색성 집속렌즈를 사용하여 인가에너지 40 mJ에서 유도라만 산란광은 37% 이상의 변환효율을 보였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.35-35
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• 2011

반도체 공정 및 디스플레이 공정에서 발생하는 오염입자는 공정 불량을 일으키는 가장 큰 원인 중의 하나이며, 수십 나노에서 수 백 나노의 크기를 갖는다. 최근 디스플레이 및 반도체 산업이 발전함에 따라 회로의 선폭이 점차 감소하고 있으며 오염입자의 임계 직경(critical diameter) 또한 작아지고 있다. 현재 반도체 및 디스플레이 산업에서 사용되는 측정방법은 레이저를 이용하여 공정 후 표면에 남아있는 오염입자를 측정하는 ex-situ 방법이 주를 이루고 있다. Ex-situ 방법을 이용한 오염입자의 제어는 웨이퍼 전체를 측정할 수 없을 뿐만 아니라 실시간 측정이 불가능하기 때문에 공정 모니터링 장비로 사용이 어려우며 오염입자와 공정 간의 상관관계 파악에도 많은 제약이 따르게 된다. 이에 따라 저압에서 in-situ 방법을 이용한 실시간 오염입자 측정 기술 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 저압 환경에서 실시간으로 입자를 모니터링 할 수 있는 장비를 입자의 광 산란 원리를 이용하여 개발하였으며, 산란 신호를 입자크기로 변환하는 신호 분석 알고리즘 연구를 수행하였다. 빛이 입자와 충돌하게 되면 산란 및 흡수 현상이 발생하게 되는데 이 때 발생하는 산란 및 흡수량과 입자 크기와의 연관성이 Gustav Mie에 의해서 밝혀졌으며, 현재까지 광을 이용한 입자 크기 분석 장치의 기본 원리로 사용되고 있다. 하지만, Mie 이론은 단일입자가 일정한 강도를 가진 광을 통과할 경우인 이상적인 조건에서 적용이 가능하고 실제 조건에서는 광이 가우시안 분포를 가지며 광 집속에 의해서 광 강도가 위치에 따라 변하기 때문에 이러한 조건을 가지는 광을 입자가 통과할 때 발생하는 산란량은 단순히 Mie 이론에 의해서 계산하는 것이 불가능 하다. 본 연구에서는 이러한 현상을 입자 측정의 불확정성 이라고 규정하고 입자가 특정한 위치를 통과할 확률을 이용하여 신호를 분석하는 알고리즘을 개발 및 연구를 수행하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.77-77
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• 2008

금(Au)이나 은(Ag)과 같은 귀금속 물질로 형성된 금속 나노 구조체는 표면 플라즈몬 공진(Surface Plasmon Resonance, SPR) 현상과 이의 국부 환경(local environment) 변화에 대해 민감한 의존성으로 인하여 생화학적 센서로의 응용이 주목 받고 있다. 표면 플라즈몬 공진은 광 흡수와 광 산란을 수반하는데, 두 가지 특성 모두 분광학적 신호검출방식으로 센서에 응용가능하다. 이 중 광 산란을 이용하는 방식은 광원의 배경잡음 효과가 배제되기 때문에 단일 입자 검출에 유리하다. 광 흡수와 광 산란 특성은 금속 나노 구조체는 크기, 형상, 주변 매질, 물질의 선택에 따라서 영향을 받는다. 본 연구에서는 금 나노 디스크(nanodisc)의 형상에 따라서 여기 되는 표면 플라즈몬이 광 흡수와 광 산란 특성에 미치는 영향을 가시광과 근적외선 영역에 대해서 불연속 쌍극자 근사법(Discrete Dipole Approximation, DDA)을 이용하여 전사모사(simulation) 하였다. 금 나노 디스크의 형상과 플라즈몬 특성 간의 관계는 공명 파장과 산란 양자 거둠율(scattering quantum yield, $\eta$)을 이용하여 분석하였고, 센서로서의 응용을 가늠하기 위해 주변 매질의 굴절률을 조절하여 그에 따른 민감도(sensitivity )를 비교하였다. 나노 디스크의 모양이 판상에 가까워질수록 공명 파장은 적색 편이하였고 광 산란 효율과 민감도는 증가하는 현상이 나타났다. 또한, 산란 양자 거둠율은 증가하다가 완만하게 감소하는 경향이 나타났다.

• 한국광학회지
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• 제11권4호
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• pp.250-254
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• 2000

반도체 레이저 광원의 되먹임 효과를 이용하여 레이저 도플러 속도계를 구현하였다. 움직이는 물체의 표면에 조사된 레이저광이 산란될 때 산란광은 물체의 속도에 비례한 도플러 변이를 일으킨다. 산란광의 일부를 레이저 공진기 내부로 입사키면 공진기 안에서는 발진광과 입사된 산란광이 혼합되어 두 개 광 사이의 차주파수로 레이저 전류가 변조되는 원리를 이용한 것이다. 본 실험에서는 원형 회전체에 레이저를 조사할 때 발생하는 산란광을 사용하여 회전 속도와 도플러 편이 주파수와의 관계를 비교하였다. 또한 회전면에 대한 레이저 입사 각도에 따른 도플러 주파수의 변화를 관찰하였다. 이로부터 도플러 주파수와 회전체 각속도 사이의 비례 관계 및 측정광의 입사 각도와의 선형성을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제20권6호
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• pp.681-684
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• 2009

흐름 형태 시료의 탁도와 레이저 산란광 밝기의 관계는 비선형적이나 탁도 시료에 따라 레이저 산란광 화상은 형태가 서로 상이하다. 레이저 산란광 화상의 패턴을 이용하면 탁도 측정이 용이할 것이다. 그러나 레이저 산란광 화상의 모든 화소의 red, green, blue intensity (intensity)로 탁도를 측정하는 것은 분석에 과도한 부하가 발생한다. 따라서 과도한 부하를 줄이기 위하여 레이저 산란광 화상 분할하였다. 분할된 레이저 산란광 화상은 탁도에 따라 형태가 서로 상이함을 알 수 있었다. 분할된 레이저 산란광 화상의 intensity와 탁도로 학습된 인공신경망으로 측정된 탁도가 실제 탁도와 선형 관계임을 알 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제9권2호
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• pp.63-69
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• 1998

수직 공진 표면광 레이저에서 분산 브라그 반사경의 광 산란 손실을 자세히 분석하기 위하여, 광산란 실험을 수행하고 산란효과를 고려한 투과 행렬 방법을 통하여 표면 거칠기에 대한 정보를 추출하였다. 산란실험에는 수직 공진 표면광 레이저 제작에 사용된 다양한 종류의 웨이퍼가 이용되었다. 거울각 근처의 산란광 세기를 추정하기 위해서 fractal 표면을 가정하였다. 분석에 사용된 변형된 투과 행렬 방법은 각 경계 면에서 산란 손실을 고려하면서 반사율을 효과적이고 쉽게 계산할 수 있게 하였다. 실험결과, 표면 거칠기는 $4{\AA}$ 에서 $10{\AA}$로 나타났고, 산란에 따른 반사율 감소는 거칠기가 $10{\AA}$ 경우에 0.26%에 해당하였다.

• 오토저널
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• 제6권2호
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• pp.55-63
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• 1984

Berglund-Liu 진동방식 단분산 분체입자 발생기(Berglund-Liu vibrating orifice monodisperse aerosol generator)에 의하여 제작한 단분산 광흡수성 표준분체입자를 사용하여 레이저 산란광 분체입도 측정기 (Knollenberg active scattering aerosol spectrometer)의 반응특성을 조사하 였다. 실험결과, 기기의 반응특성은 Mie 산란이론에 의하여 계산한 이론치와 매우 잘 일치하며 특히 광흡수성 분체입자는 광통과성 분체입자가 다의적인 특성을 나타내는 것에 반하여 거의 단조증가하는 일의적인 특성을 가지고 있으며 광흡수성 분체입자의 반응특성이 제작자의 교정 치에 가까운 결과를 나타내었다.

• 한국광학회지
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• 제10권5호
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• pp.357-363
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• 1999

다중산란매질의 광학계수를 측정하기 위하여 광세기의 변화와 위상차이를 동시에 측정하는 주파수 영역 분광장치를 구성하고, 산란과 흡수가 다른 매질 조건하에서 진폭 변조된 광을 입사시킨 후 후방 산란광의 교류 및 위상지연 성분을 heterodyne 검지 방법을 이용하여 측정하였다. 실험을 통하여 산란자와 흡수체의 농도가 증가함에 따라 흡수계수와 수송산란 계수는 선형적으로 증가함을 확인할 수 있었으며, 흡수계수와 수송산란계수를 확산이론을 이용하여 구할 수 있었다. 광원과 검출기의 거리, 변조주파수에 따라 측정 가능한 광학계수의 범위를 분석하였다. 레이저 다이오드를 사용하는 소형화된 이 장치는 생체조직과 같은 다중 산란매질의 비침습적 광학계수 측정에 이용될수 있으리라 기대된다.

• 원예과학기술지
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• 제34권1호
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• pp.84-93
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• 2016

인공광 식물공장은 조명에 많은 전력이 소요되므로 광이용효율의 향상은 필수적이다. 본 연구에서는 식물공장의 LED 광원에 산란 유리를 사용함으로써 광이용효율을 향상하고자 하였다. 실험에는 Haze factor 40%와 80%의 산란 유리가 적용된 두 가지 처리구와 산란 유리를 사용하지 않은 대조구를 두었다. 3-D 광선추적기법을 이용하여 상추 작물의 군락 광분포를 분석하였으며 군락 광합성률은 밀폐 아크릴 챔버를 이용하여 측정하였다. 각 처리구 별로 16주의 상추를 수경재배 방식으로 28일간 재배하여 생장량을 비교하였다. 시뮬레이션 결과, 모든 처리구에서 작물의 상단부에 광량이 집중되었고 대조구에서 작물 상부에 광량 핫스팟이 발생하며 처리구에 비하여 광이용효율이 감소하였다. 총 광 흡수량은 대조구에서 가장 높았으나 유효 광 흡수량은 처리구에서 더 높았고 산란광의 비율이 높은 처리에서 더 높게 나타났다. 작물의 군락 광합성률과 생장량은 산란 유리를 사용한 처리구에서 대조구에 비해 높게 나타났다. 결과적으로 산란 유리의 이용을 통해 상추의 군락 내 광분포가 개선되었고 군락 광합성률 및 생장량이 증가하여 식물공장의 광이용효율이 향상되는 것으로 나타났다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권4호
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• pp.15-20
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• 2009

레이저 광 산란을 이용한 검출 시스템 및 레이저를 이용한 광학적 검출에 있어서 높은 발광 강도를 통해 궁극적으로 높은 효율의 광 산란 신호를 광검출기에서 얻기 위해서는 발광 레이저빔을 미세유체 칩의 채널 중앙에 집광하는 것이 매우 중요하다. 본 논문을 통해 레이저 광 산란을 이용한 세포 검출을 위해 PDMS 마이크로렌즈가 집적화된 PDMS 미세유체 칩을 소개하고자 한다. 기존에 제작된 PDMS 미세유체 칩 위에 간편히 정렬하여 올려놓아 사용함으로써 검출 효율을 증가시킬 수 있는 PDMS 마이크로렌즈를 제작하였다. PDMS 마이크로렌즈는 포토레지스트 리플로우와 PDMS 복제 몰딩에 의해 제작되었다. 이 제작 방법은 간단하며 높은 치수 정확성 및 좋은 마이크로렌즈의 성능을 제공한다. PDMS 미세유체 칩 위에 집적화된 PDMS 마이크로렌즈가 적혈구를 이용한 레이저 광 산란을 통한 세포 검출 실험에서 레이저 강도를 증가시켜 신호대잡음비 및 감도를 증가시킴을 검증하였다.