도립형 OMVPE 반응기를 레이저 라만 분광법을 사용하여 조사하였다. 운반기체인 질소나 수소의 순수한 회전 라만 분산 스펙트럼을 통해 반응기 내부의 축 중심 방향의 온도 분포를 정확히 측정할 수 있었다. 주입 기체의 유속과 반응기의 종횡비가 변수로 변화되었으며 실험결과, 기판 표면 근처의 수직방향 온도 구배를 크게 유지하기 위해서는 보다 빠른 기체 유속의 사용, 보다 큰 반응기 종횡비의 사용, 그리고 질소의 사용이 유리함을 알 수 있었다.
최근 자동차, 항공기 등 연소과정을 수반하는 산업이 발전함에 따라 연소환경에 대한 관심이 높아지고 있다. 그런데 연소환경을 접촉식 방법으로 측정하게 되면, 측정기기가 연소환경에 영향을 주기 때문에 정확한 측정을 하기는 어렵다. 그래서 레이저를 이용한 비접촉식방법이 활용되고 있으며,$^{(1)}$ 그 중에서 LIGS(laser induced grating spectrosopy)나 DFWM(degenerate four wave mixing)$^{(1)}$ 은 신호대 잡음비가 높기 때문에 미세량으로 존재하는 분자를 검출하는데 유용할 뿐만 아니라 2차원 영상수집도 가능하다. 또한 LIGS의 시분해 신호를 분석하면 연소장내의 온도와 입자의 밀도 등을 산출할 수 있다. 본 실험에서는 대기압에서 불완전 연소장의 soot에 대한 신호를 수집, 분석하여 화염 위치에 따른 온도 변화와 soot의 농도 등을 정량적으로 조사했다.$^{(2)}$ (중략)
The corrosion of metal specimens was analyzed in this study using laser-induced breakdown spectroscopy. The samples used in the study were magnesium alloys and corrosion, and standard specimens were prepared and analyzed using surface and depth analysis. The spectral wavelengths used in the oxide layer analysis were 777.196 nm, 777.421 nm, and 777.543 nm. The spectral line of the surface corrosion was confirmed by experimentation, and surface micro morphology analysis was performed using an optical microscope. Approximately $100{\mu}m$ corrosion depth was confirmed via laser irradiation in the depth direction. The results of laser-induced breakdown spectroscopy and the SEM-EDS analysis were compared and analyzed.
스파크 유도 플라즈마 분광법 (SIBS)은 전기 스파크를 사용하여 강력한 플라즈마를 유도한 후 원자 방출 스펙트럼 신호를 수집하는 방법이다. 이 연구는 우주 탐사에 활용되는 기존의 레이저 유도 분해 분광법 (LIBS) 대신 SIBS를 사용할 수 있는지의 잠재력을 보기 위해 진행되었다. 과거에는 SIBS를 사용하여 부피가 큰 고체 샘플을 대상으로 실험하는 것이 성공적이지 않았기 때문에, 본 연구에서는 전극 위치 및 전극 재료의 SIBS의 최적화 연구가 수행되었다. LIBS를 사용할 때에 비해 SIBS의 검출 한계 (LOD)가 78에서 20ppm으로 최대 4배 향상되어 있음을 볼 수 있었다. 생성된 플라즈마의 더 높은 에너지로 인해, SIBS에 의한 신호 세기는 동일한 분광계 설정에서 LIBS보다 3배 정도 높았다.
시간분해 레이저 유도 형광 분광학을 이용하여 ${UO_2}^{2+}$, $UO_2(OH)^+$, ${(UO_2)}_2{(OH)_2}^{2+}$, ${(UO_2)}_3{(OH)_5}^+$와 같은 우라늄(VI) 화학종 규명 연구를 수행하였다. 들뜸 파장의 변화에 따른 화학종 규명 감도를 조사하였다. 266nm의 들뜸 파장을 이용할 경우, 나노 몰 농도의 U(VI) 화합물을 구분할 수 있는 화학종 규명 감도를 얻었다. 이온 세기가 0.1 M, pH가 1인 조건에서 ${UO_2}^{2+}$ 이온의 형광 스펙트럼과 형광 수명을 측정하였다. 488, 509, 533, 559nm파장의 특징적인 형광 봉우리를 관측하였고, 측정한 형광 수명은 $1.92{\pm}0.17{\mu}s$ 이었다. U(VI) 가수분해 화합물의 형광 스펙트럼과 형광 수명의 변화를 이 값을 기준으로 비교하였다. 장파장 방향으로 이동한 형광 봉우리와 길어진 형광 수명을 가진 가수분해 화합물의 특징적인 양상을 보고한다.
In this study, the surface changes of titanium alloy using laser surface treatment and the surface analysis using laser-induced plasma spectroscopy were carried out. The laser surface treatment induced changes in surface roughness and the diffusion of atmospheric elements. Excessive melting or less melting caused roughness changes, but when moderate levels of energy were applied, a smoother surface could be obtained than the initial surface. In the process, the diffusion of atmospheric elements took place. To analyze the diffusion of atmospheric elements with respect to surface morphology, the surfaces were re-shaped with grinding. In this experimental conditions, the effect of plasma formation by surface roughness was identified. Compensated plasma signals for the material properties were obtained and analysed by removing the background plasma signal.
본 논문에서는 수은 램프를 대체하기 위하여 제논 기체를 사용한 무수은 램프를 제작하여 제논 여기종 밀도에 대한 연구를 진행하였다. 진공자외선을 방사할 수 있는 $1s_4$ 공명준위의 제논 원자 밀도와 $1s_5$ 준안정준위의 제논 원자 밀도를 레이저 흡수 분광법을 사용하여 다양한 기체조건 및 방전전류에 따라서 측정하였다. 우리는 주어진 압력에서 방전전류에 따른 $1s_4$ 공명준위의 제논 원자 밀도와 $1s_5$ 준안정준위의 제논 원자 밀도를 측정하였으며 이러한 기본적인 방전 특성의 이해는 EEFL뿐만 아니라 플라스마 디스플레이에서도 발광 효율을 높이는데 매우 큰 기여를 할 것이다.
KURT(KAERI Underground Research Tunnel) 지하수에 존재하는 천연 유기물질과 6가 우라늄(U(VI))화학종의 상호작용을 레이저 분광학 기술을 이용하여 조사하였다. 지하수 시료에 266 nm 파장의 레이저 빛을 입사시켜 자외선 및 파란색 파장 영역에서 방출되는 천연 유기물질의 발광 스펙트럼을 관측하였다. $0.034-0.788mg{\cdot}L^{-1}$ 농도 범위의 우라늄이 함유된 지하수에서는 녹색 파장 영역에서 방출되는 U(VI) 화학종의 발광 스펙트럼을 측정하였다. 지하수에 함유된 U(VI) 화학종의 발광 특성(피크 파장 및 발광 수명)이 실험실에서 제조한 표준용액에 함유된 $Ca_2UO_2(CO_3)_3(aq)$의 발광 특성과 매우 유사하다는 것을 확인하였다. 지하수에 존재하는 U(VI) 화학종의 발광 세기는 표준용액에 함유된 같은 농도의 $Ca_2UO_2(CO_3)_3(aq)$의 발광세기에 비해 약하다. 표준용액의 $Ca_2UO_2(CO_3)_3(aq)$를 천연 유기물질이 함유된 지하수에 섞었을 때에도 $Ca_2UO_2(CO_3)_3(aq)$의 발광 세기가 감소한다. 이러한 현상의 원인을 지하수의 천연 유기물질과 Ca-U(VI)-탄산염 화학종의 상호작용으로 인해 비발광성 U(VI) 착물이 형성되기 때문인 것으로 설명하였다.
본 연구에서는 산소의 흡수선을 검출하는 레이저 흡수 분광 시스템을 사용하여 좁은 시험 구간 내의 공기 밀도가 측정되었다. 13156.28과 13156.62 cm-1에 존재하는 산소의 흡수선 한 쌍이 측정되었다. 높이 40 mm를 가지는 기체 챔버가 좁은 시험 구간으로 사용되었다. 레이저 진행 경로를 확장하여 흡수 세기를 증폭시키기 위해 삼각 나선 형태의 레이저 광경로가 기체 챔버 내에 구성되었다. 잘 알려진 로그 증폭기와 2차 증폭기를 사용하여 흡수선 신호를 전기적으로 증폭하였다. 로그 증폭기 이후 신호 포화 방지 및 노이즈 억제를 위해 AC 커플링이 적용되었다. 로그 증폭기 회로구성을 고려하여 출력 신호로부터 파수별 흡광도를 계산하는 과정이 소개되었다. 이론적으로 계산된 파수별 흡광도를 실험적으로 측정된 파수별 흡광도에 선 맞춤하여 공기의 밀도가 측정되었다. 부르돈 압력계를 사용하여 기체 챔버 내에 상온과 10~100 kPa 범위 내에서 다양한 압력을 가지는 시험 조건들이 만들어졌다. 삼각 나선 형태의 광경로 및 로그 증폭기를 사용한 흡수 신호 증폭을 통해, 16 %의 오차 이내에서 좁은 시험 구간의 공기 밀도가 측정될 수 있음이 확인되었다.
자유전자레이저는 고에너지 전자빔의 운동에너지를 빛 에너지로 바꾸는 장치로서, 다른 어떤 종류의 광원으로도 제공할 수 없는 넓은 범위의 파장가변성과 우수한 분광특성을 갖고 있어, 기초연구에서부터 산업응용에 이르기까지 다양하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 이 논문에서는 자유전자레이저의 원리와 특성, 요소기술을 소개하고, 최근 주목받고 있는 테라헤르츠파 자유전자레이저와 에너지 회수형 고출력 자유전자레이저에 대하여 자세하게 소개하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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