• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.174-174
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• 2016

하천은 침식작용과 퇴적작용에 의해 유사를 하류방향으로 이동시킨다. 하천의 침식작용은 하상을 변화시키고 교량, 보 등의 하천 구조물의 안전성을 저해하여 국민의 재산과 생명에 막대한 피해를 입힌다. 또한 퇴적작용은 상류로부터 이동한 유사를 하도 내에 퇴적시켜 하천의 형상을 변화시키고, 통수면적을 감소시켜 홍수기에 범람 빈도와 규모를 증가시킨다. 이처럼 부유사 자료는 하천 구조물의 설계, 수자원 개발 및 관리를 위한 하천계획의 전반에 있어 매우 중요한 자료이지만, 국내의 경우 유사량 측정방법에 대한 연구가 미비하여 대부분 유사량 채집기를 활용한 직접 측정이 이루어지고 있다. 하지만 유사량 채집기를 활용한 관측은 매우 제한된 지역에서 간헐적으로 실시되고 있어 측정 자료가 부족한 실정이다. 이러한 한계를 극복하고자 간접적인 측정 방식을 개발하였으나 우리나라의 강우 특성상 홍수기를 거치면서 하천의 수리학적 특성이 변화하여 관계식의 신뢰도가 떨어지며 자주 갱신해야 한다는 어려움이 있다. 본 연구에서는 횡방향 유속과 신호대잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR)를 측정하는 H-ADCP(SonTek, SL-3000)와 레이저 회절을 이용하여 지점의 입도분포와 부유사 농도를 측정하는 레이저부유사측정기(LISST : Laser In-Situ Scattering and Transmissometry)를 이용하여 자료를 취득하였다. 그리고 취득된 신호대잡음비, 부유사 농도간의 관계분석을 통해 회귀식을 구축한 후, 초음파 산란도로 정의되는 신호대잡음비를 활용하여 실내 실험수로의 부유사량을 산정하였고 실측 부유사량과의 비교를 통해 오차 분석을 실시하였다. 오차 분석 결과 실측 부유사량은 138.15g/s, 추정 부유사량은 165.372g/s로 신호대잡음비를 이용하여 추정한 부유사량이 약 19% 과다산정 하는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 현재 우리나라에 다수 설치되어 있는 수평초음파도플러유속계(H-ADCP)를 활용한 지속적인 부유사량 관측의 토대를 마련할 것으로 사료된다.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.35 no.2
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• pp.49-60
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• 2024

We analyze the number of phase screens required for the simulation of a high-energy laser beam's propagation over an atmospheric channel. For high-energy lasers exceeding tens of kilowatts (kW) in power, the laser beam is mainly affected by atmospheric turbulence and thermal blooming. When using the split-step method to implement losses due to atmospheric absorption and scattering and distortion of the beam due to turbulence and thermal blooming, the number of phase screens is a critical factor in determining the accuracy and time required for the simulation. By comparing simulation results obtained using a large number of phase screens (e.g., 150 screens) under a wide range of atmospheric turbulence conditions, we provide new guidelines for the number of phase screens required for simulating the beam propagation of a high-power laser below 2.5×10⁶ W/m² (e.g., a 500-kW laser beam having a 50-cm diameter).

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.185.1-185.1
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• 2010

원격탐사(remote sensing)란 관측 대상과의 접촉 없이 멀리서 정보를 얻어내는 기술을 말한다. 기상관측분야에는 이미 소다(SODAR) 장비가 폭넓게 사용되거 왔으나 최근 풍력자원평가(wind resource assessment)를 위한 풍황측정에 SODAR와 더불어 라이다(LIDAR)가 적극적으로 활용되기 시작하고 있다. 참고로 SODAR(SOnic Detection And Ranging)는 수직 및 동서 남북 방향으로 음파를 발생시키고 대기유동에 의해 산란 반사된 에코를 수신하여 진동수 변화와 반사에코 강도를 측정하여 각 방향의 에코자료를 벡터 합성함으로써 풍향 및 풍속을 산출하는 원리이다. 반면 LIDAR(Light Detection And Ranging)는 비교적 최근에 풍황측정 용도로 개발된 레이저 탐지에 바탕을 둔 원거리 센서로, 공기입자(먼지, 수증기, 구름, 안개, 오염물질 등)에 의해 산란된 레이저 발산의 도플러 쉬프트(Doppler shift)를 이용하여 풍향 및 풍속을 측정하는 원격탐사 장비이다. 풍력자원평가 측면에서 라이다는 그 정확도가 IEC61400-12에 의거한 풍황탑(met-mast) 측정자료 다수와의 비교검증 실측평가(Albers et al., 2009)를 통하여 입증된 바 있다. 한편 한국에너지기술연구원에서 운용 중인 라이다 시스템은 그림 1의 우측 그림과 같이 1초에 $360^{\circ}$를 스캔하여 50지점에서 반사되는 레이저를 스펙트럼으로 측정하되 설정된 관측높이에서 풍속은 샘플링 부피(sampling volume)의 평균값으로 정의된다. 그런데 샘플링 부피는 설정된 관측높이로부터 상하 12.5m, 총 25m의 높이구간에서 관측한 스펙트럼의 평균값을 그 중앙지점에서의 풍속으로 환산하는 알고리듬(algorithm)을 채택하고 있다. 따라서 비선형적으로 변화하는 풍속연직분포 관측 시 풍속환산 알고리듬에 의한 측정오차가 개입될 가능성이 존재하는 것이다. 이에 본 연구에서는 라이다에 의한 풍속연직분포 측정 시 샘플링 부피의 구간 평균화 과정에서 발생하는 불확도(uncertainty)를 정량적으로 분석함으로써 라이다에 의한 풍속연직분포 관측의 불확도를 정량평가하고자 한다.

• Journal of Biomedical Engineering Research
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• v.21 no.4
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• pp.339-344
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• 2000

The mucociliary system is one of the most important airway defense mechanisms in human body and impairment of ciliary movement results in various diseases in respiratory tract. In this study, we have developed a system that can measure ciliary movement in vivo and quantified ciliary beat frequency (CBF) through autoregressive (AR) power spectrum. To measure the frequency in vivo, we applied a photoelectric method that was composed of a laser light and a fiber optic probe. Scattered signals are transferred to a PC in which they are displayed on the monitor and its CBF is determined by the AR method in were acquired. For 8 normal subjects, the analyzed CBFs ranged from 5 to 10Hz and its mean was 7.3${\pm}$1.1Hz. This result showed similar aspects to the reported results of CBFs to data. We expect that this result will be applied in various clinical studies such as analysis of CBF changes by drugs or by diseaes.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.10 no.2
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• pp.95-101
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• 1999

We have studied the 1.54$\mu\textrm{m}$ forward and backward stimulated Raman scattering (SRS) and stimulated Brillouin scattering (SRS) for various $CH_4$pressures by 1.06$\mu\textrm{m}$ Q-switched Nd:YAG laser pumping under a repetition rate of Hz in single pass. We obtained that the output of backward SRS was more efficient than that of the forward SRS. The output energy and conversion efficiency of forward and backward SRS were higher than those of SBS since SRS is a steady state, but SBS is a transient state. In a $CH_4$gas uncirculating system, the output energy of the backward SRS and SBS were reduced the about 47% due to a thermal heating of $CH_4$medium in a focusing region for a repetition rate of 5 Hz. But, the output energy of forward SRS was slightly enhanced by about 8.5% due to the increase of the undepleted pump beam in the backward SRS generation. Inthe Raman half resonator using a dichromatic focusing lens, the conversion efficiency of SRS was more than 37% for a input pump laser energy of 40 mJ.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.184-184
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• 2016

플라즈마에 레이저 빛을 입사한 후 CCD 소자로 획득한 영상은 검고 밝은 픽셀로 이루어지며 이를 플라즈마 스펙클 패턴이라 정의한다. 그림 1은 $NH_3$ 플라즈마에서 획득한 스펙클 패턴을 보이고 있다 [1]. 광학에서 스펙클 패턴은 빛의 산란을 이용해 정의하고 있지만 최근의 연구에서 이 같은 정의가 잘 못되어졌음이 보고된 바 있다 [2]. 스펙클 패턴은 입사된 빛 물질과 빛 물질 에너지를 흡수하는 표면 플라즈몬 캐리어 (surface plasmon carriers-SPC)가 함께 공존하는 전자계 에너지 필드라고 정의된 바 있다 [2]. 플라즈마 스펙클 패턴은 진공이 SPC와 같은 음의 물질과 입자로 채워져 있다는 가정에 기초하고 있다 [1]. 새로이 정의된 스펙클 패턴은 전하가 없는 photon 모델과는 달리 빛이 양의 전하를 가지고 있다는 사실에 기초한 것이며, 이는 최근의 빛 물질 수집과 관련한 실험적 연구 [3], 빛 물질의 화학적 원소 분석 [4], 빛 물질의 양의 입자성 [5]에 근거를 두고 있다. 빛 물질은 그림 2 [6] 에서와 같이 물 방울을 태양 또는 레이저 빛에 노출시켜 용이하게 수집할 수 있다 [3-6]. 플라즈마 스펙클 패턴에서 픽셀합 분포함수 (pixel sum distribution function-PSDF)을 구할 수 있으며, PSDF에서 추출한 정보는 optical emission spectroscopy, langmuir probe로 수집한 데이터와 매우 유사한 경향성을 보였다 [1, 6]. 이는 스펙클 패턴이 플라즈마의 광학적 전기적 정보를 저장하고 있음을 의미한다. 본 발표에서는 새로운 플라즈마 진단 방식으로서의 스펙클 이미징 시스템, 동작원리, 물리적 기초, 그리고 응용사례 등을 살펴본다.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.7 no.3
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• pp.191-195
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• 1996

A optical system of a movile LIDAR is designed for air pollution research. After the inverse Cassegrain type collimator, the laser beam falls on the mirror which serve for coinciding optical axis of laser beam and the receiving telescope. Then, it is directed into the atmosphere and back scattered radiation back to the receiving telescope by the scanning mirror. The unit of scanning mirror allows to rotate the mirror along the altitude 0$^{\circ}$~60$^{\circ}$, and the azimuth 0$^{\circ}$~360$^{\circ}$. The scanning mirror is not connected with the receiving telescope but placed on the roof of the mobile. The received beam is spatial filtered by a spatial filter and collimated by a fabric lens. Thereafter, the beam is devided into 2 channel for registration by a beam splitter. Each laser beam is transformed into an electrical signal by means of the photomultifier and then processed to be analyzed.

• Journal of the Korean Society of Combustion
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• v.1 no.1
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• pp.75-82
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• 1996

Laser induced incandescence, LII, recently developed technique for measuring soot concentration in flames, can overcome most of limitations of conventional laser extinction measurement. In this study, experiments were performed to investigate the effect of laser intensity, detection wavelength, and also laser beam quality on both LII signal at a particular position and peak-to-centerline LII signal ratio. The results of LII signal with increasing laser intensity shows its near-independence of laser intensity once threshold level of laser intensity has been reached. However, this near-independence depends on laser beam quality and the incident optical setup. The peak-to-centerline LII signal ratio slowly but continuously increases with laser power. This fact is due to the dependence of LII signal on particle mean diameter. LII signal is attenuated during it passes through the flame containing soot particles. The attenuation rate is inversely proportional to detection wavelength. In this study, LII signal at 680 nm band is 10% greater than the signal at 400 nm band.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.29 no.4
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• pp.159-165
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• 2018

In this paper, we report on the high power amplification of a narrow-linewidth Yb-doped polarization-maintained (PM) fiber laser in a 3-stage, all-fiber master oscillator power amplifier (MOPA) system. The linearly polarized single-mode output power was 400 W with an 85% slope efficiency, with a linewidth of 2.5 GHz (full width at half maximum). Furthermore, mitigation of mode instability (MI) has been demonstrated by tightly coiling the gain fiber to a diameter of 11 cm. In addition, methods for higher power scaling are discussed.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 2008.04a
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• pp.199-205
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• 2008

In this study, a system to measure continuously the fuel concentration in a steady flow rig on the basis of Rayleigh scattering is presented. The system can be employed to measure both the temporal and the spatial distribution. Also, it is possible to calibrate the system for the measurement of accurate absolute concentration. Firstly, the system was tested at a calibration chamber for the determination of scattering cross section from propane, butane, acetylene, Freon-12 and Genetron 143a. After this, the system was adapted to a steady flow rig to measure the temporal and spatial fuel concentration. The rig is composed of cylinder head, intake manifold, injector, and transparent cylinder which can simulate internal combustion engine. To cope with the problem of Mie scattering interference, a software filter was developed, which is based on the rise time and the time constant of the photomultiplier-amplifier system. The results show that LRS can provide useful informations about concentration field and the software filter is very effective method to remove Mie interference.