• Title/Summary/Keyword: 레이저 유도 형광법

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A Study on Characteristics of Temperature and Radicals in Laminar Non-premixed H2/N2 Flame Using LIPF and LRS (레이저 유도 선해리 형광법과 래일레이 산란법에 의한 층류 비예혼합 수소/질소 화염의 온도 및 라디칼 특성에 관한 연구)

  • Jin, Seong Ho;Park, Kyoung Suk;Kim, Gun Hong;Kim, Gyung Soo
    • Journal of Hydrogen and New Energy
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    • v.13 no.3
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    • pp.169-180
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    • 2002
  • Rayleigh scattering and laser induced predissociative fluorescence are used to obtain two-dimensional images of temperature and species concentration in a laminar non-premixed flame of a diluted hydrogen jet. Rayleigh scattering cross-sections are experimentally obtained at 248nm. Planar images of OH and $O_2$ with tunable KrF excimer laser which has a) $0.5cm^{-1}$ linewidth, b) 0.5nm tuning range, c) 150mJ pulse energy, and d) 20ns pulse width are obtained to determine spatial distributions of OH and $O_2$. The technique is based on planar laser induced predissociative fluorescence (PLIPF) in which collisional quenching is almost avoided because of the fast predissociation. Dispersed LIPF spectra of OH and $O_2$ are also measured in a flame in order to confirm the excitation of single vibronic state of OH and $O_2$. OH and $O_2$ are excited on the $P_2$(8) and $Q_1$(11) line of the $A^2{\Sigma}^{+}({\nu}^{'}=3)-X^{2}{\Pi}({\nu}^{''}=o)$ band and R(17) line of the Schumann-Runge band $B^{3}{\Sigma}_{u}{^-}(\nu^{'}=0)-X^{3}{\Sigma}_{g}{^-}({\nu}^{''}=6)$, respectively. Fluorescence spectra of OH and Hot $O_2$ are captured and two-dimensional images of the hydrogen flame field are successfully visualized.

연소현상의 가시화

  • 정석호
    • 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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    • 2005.04a
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    • pp.61-83
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    • 2005
  • 연소현상의 가시화를 위한 몇 가지 레이저 진단기법의 응용 예를 소개한다. 이에는 유동 가시화를 위한 반응성 Mie 산란, 주화학종의 계측을 위한 Rayleigh 및 Raman 산란, 미소화학종 계측을 위한 레이저유도 형광법, 온도계측을 위한coherent anti-Stokes Raman 산란법 및 매연계측을 위한 광 소멸/산란법 등이 포함된다. 이러한 기법들이 확산화염, 층류 및 난류 부상 화염, 비예혼합 와도 내의 화염전파, 매연생성 등의 연구에 적용되어 물리적 메커니즘을 이해하는데 유용하게 적용된 사례를 보고한다.

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레이저 기반 플라즈마 진단

  • Seo, Byeong-Hun;Kim, Jeong-Hyeong;Seong, Dae-Jin;Yu, Sin-Jae
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2016.02a
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    • pp.94.1-94.1
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    • 2016
  • 레이저 진단은 플라즈마 진단법 중 가정 정확한 진단법으로 알려져 있다. 특히 진단이 까다로운 고밀도, 자기장, 고압 환경에서도 그 측정 결과가 신뢰성 있다고 잘 알려져 있다. 본 특별 심포지엄에서는 중 성종을 측정 할 수 있는 레일레이 산란과 자유 전자를 측정 할 수 있는 톰슨 산란, 그리고 분자를 측정할 수 있는 라만 산란을 중심으로 발표 할 것이다. 또한 특정 준위를 갖는 원자 및 분자의 거동을 측정할 수 있는 레이저 유도 형광에 대해서도 간단히 발표 할 것이다. 그밖에 레이저 진단의 종류, 원리 등을 설명 하고 한국표준과학연구원에서 이루어 진고 있는 연구 결과에 대해 발표 할 것이다.

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레이저 유도 형광법(Laser Induced Fluorescence)을 이용한 플라즈마 방전 표시기(Plasma Display Panel)내의 전계 측정에 관한 연구

  • 김정훈;이준학;최영욱;양진호;황기웅
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 1999.07a
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    • pp.232-232
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    • 1999
  • 교류형 플라즈마 방전 표시기(AC Plasma Display Panel, AC PDP)에 사용되는 플라즈마는 그 부피가 너무 작아서 플라즈마에 변화를 일으키지 않고 그 물성을 관측하기란 쉬운일이 아니다. 그래서 주로 PDP 내의 물성을 관측하는 데 시뮬레이션에 의존하게 된다. 그 물성중에 PDP내의 전계 분포에 대한 정보는 방전의 형성 및 소멸에 대한 많은 단서를 제공하고 있다. 특히 AC PDP의 경우, 유전체에 형성되는 벽적하(wall charge)가 방전의 형성 및 PDP 구동에 중요한 역할을 하는데, 이는 PDP 내의 전계 분포를 살펴봄으로써 대략 예측할 수 있다. 본 연구에서는 시뮬레이션에 의존하지 않고, 직접 레이저 유도 형광법을 이용하여 AC PDP 내의 전계를 측정하였다. 방전 가스인 헬륨(He)의 에너지 준위는 전계의 크기에 따라 에너지 준위가 변화하여, Rydberg(n$\geq$8) 준위가 여러 개의 준위로 나누어지는 현상이 일어나는데, 이를 Stack 효과라고 한다. 따라서 전계의 세기가 커짐에 따라서 각 준위와 준위 사이 값(splitting)이 커지는데, 이를 이용하면 전계를 측정할 수 있다. 즉, 헬륨 원자를 여기시키는 레이저 파장을 변화시키면서 관측되는 레이저 유도 형광 신호를 관측하면, 준위의 splitting을 관측할 수 있다. 본 연구에서는 PDP 내의 전계의 시간적 변화를 관측하였다. 50%, 40kHz의 구형파를 PDP의 두 전극에 가하였을 때, 플라즈마가 켜진 상태뿐만 아니라 플라즈마가 꺼진 후에도 전계에 의한 Splitting 신호가 관측이 되었는데, 전계로 환산하였을 때, 그 값은 대략 수 kV/cm의 값을 갖았는데, 이는 wall charge에 의한 값으로 사료된다.결과로 생각되어진다.플라즈마의 강도값을 입력하여 플라즈마의 radiation을 검출하고, 스퍼터링 공정중 실질적인 in-situ 정보로 이용하였다. PEM을 통하여 In/Sn의 플라즈마 강도변화를 조사하였다. 초기 In/Sn의 플라즈마 강도(intensity)는 강도를 100하여, 산소를 주입한 결과, plasma intensity가 35 줄어들었고, 이때 우수한 ITO 박막을 얻을 수 있었다. Pulsed DC power를 사용하여 아크 현상을 방지하였다. PET 상에 coating 된 ITO 박막의 표면저항과 광투과도는 4-point prove와 spectrophotometer를 이용하여 분석하였고, AES로 박막의 두께에 따른 성분비를 확인하였다. ITO 박막의 광투과도는 산소의 유량과 sputter 된 In/Sn ion의 plasma emission peak에 따라 72%-92%까지 변화하였으며, 저항은 37$\Omega$/$\square$ 이상을 나타내었다. 박막의 Sn/In atomic ratio는 0.12, O/In의 비율은 In2O3의 화학양론적 비율인 1.5보다 작은 1.3을 나타내었다.로 보인다.하면 수평축과 수직축의 분산 장벽의 비에 따라 cluster의 두께비가 달라지는 성장을 볼 수 있었고, 한 축 방향으로의 팔 넓이는 fcc(100) 표면의 경우 동일한 Ed+Ep값에 대응하는 팔 넓이와 거의 동일한 결과가 나타나는 것을 볼 수 있다. 따라서 이러한 비대칭적인 모양을 가지는 성장의 경우도 cluster 밀도, cluster 모양, cluster의 양 축 방향 길이 비, 양 축 방향의 평균 팔 넓이로부터 각 축 방향의 분산 장벽을 얻어낼 수 있을 것으로 보인다. 기대할 수 있는 여러

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Measurement of Liquid Fuel Film on the Cylinder Liner in an SI Engine Using an LIF Technique (레이저 유도 형광법을 이용한 가솔린 엔진의 실린더 벽면에 존재하는 연료액막 가시화)

  • Cho, Hoon;Min, Kyoung-Doug
    • Proceedings of the KSME Conference
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    • 2001.06d
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    • pp.25-30
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    • 2001
  • The liquid fuel film on the cylinder liner is believed to be a major source of engine-out hydrocarbon emissions in SI engines, especially during cold start and warm-up period. Quantifying the liquid fuel film on the cylinder liner is essential to understand the engine-out hydrocarbon emissions formation in SI engines. In this research, two-dimensional visualization was carried out to quantify liquid fuel film on the quartz liner in an SI engine test rig. The visualization was based on laser-induced fluorescence and total reflection. Using a quartz liner and a special lens, only the liquid fuel on the liner was visualized. The calibration technique was developed to quantify the fluorescence signal with the thickness gage and the calibration device. The fluorescence intensity increases linearly with increase in the fuel film thickness on the quartz liner. Using this technique, the distribution of the fuel film thickness on the cylinder liner was measured quantitatively for different valve lifts and injected fuel mass in the test rig.

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A Study on Mensurement of NO Concentrations in Laminar Non-premixed H2/N2 Flame Using LIF (레이저 유도 형광법(LIF)을 이용한 층류 비예혼합 수소/질소 화염에서의 NO 농도 측정에 관한 연구)

  • Jin, Seong Ho;Kim, Sung Wook;Park, Kyoung Suk;Kim, Gyung Soo
    • Journal of Hydrogen and New Energy
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    • v.13 no.4
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    • pp.279-286
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    • 2002
  • In this study, quantitative nitric oxide concentration distributions are investigated in the laminar non-premixed $H_2/N_2$ flames by laser-induced fluorescence (LIF). The measurements are taken in flames for different $N_2$ dilution ratios varying from 20~80%, and fuel flow rate is fixed as Islpm. The NO A-X (0,0) vibrational band around 226 nm is excited using a XeCl excimer-pumped dye laser. We applied same excitation line used in $CH_4$, premixed flame. Overall, NO concentration was rapidly decreased with Na addition and we could not measure the concentration any longer for $N_2$ dilution above 80%.

A Study on Effect of n-heptane Mixing on PAH and Soot Formation in Counterflow Ethylene Diffusion Flames (대향류 에틸렌 확산화염내 PAH 및 매연의 생성에 미치는 n-헵탄 혼합의 영향에 관한 연구)

  • Choi, Jae-Hyuk;Han, Won-Hui
    • Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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    • v.18 no.1
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    • pp.55-60
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    • 2012
  • In order to investigate the effect of n-heptane mixing on PAH and soot formation, small amount of n-heptane has been mixed in counterflow ethylene diffusion flame. Laser-induced incandescene and laser-induced fluorescene techniques were employed to measure soot volume fraction and polycyclic aromatic hydrocarbon(PAH) concentration, respectively. Results showed that the mixing of n-heptane in ethylene diffusion flame produces more PAHs and soot than those of pure ethylene flame. However, signals of LIF for 20% n-heptane mixture flame were lower than that of pure ethylene flame. It can be considered that the enhancement of PAH and soot formation by the n-heptane mixing of ethylene can be explained by methyl($CH_3$) radical in the low temperature region. And it can be found that reaction rate of H radical for 10% n-heptane plays a crucial role for benzene formation.

DEVELOPMENT OF FILTERING SYSTEM OF LASER FLUORESCENCE FOR IMPROVEMENT OF THE DIAGNOSTIC SENSITIVITY FOR DENTAL CARIES (레이저 형광법의 치아우식증 진단감도를 증진시키기 위한 필터링 시스템 개발)

  • Lee, Sang-Ho;Park, Jong-Whi;Kook, Jung-Ki;Lee, Nan-Young
    • Journal of the korean academy of Pediatric Dentistry
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    • v.30 no.2
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    • pp.189-195
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    • 2003
  • The objective of this study is to improve the optical sensitivity of laser fluorescence for detection of incipient enamel caries. An incipient carious lesion was formed in various stages by placing an enamel specimen of a bovine tooth in STPP demineralization solution. After measuring the optical density of the lesion surface by laser fluorescence induced by argon laser and various alter of yellow(500-520nm), amber(520-540nm), orange(540-560nm), and red(560-580nm), the specimen was cut vertically to measure the depth of the lesion using a polarizing microscope. SAS statistical program was used to analyze the relationship between the optical density of the lesion suface and the depth of the lesion. The results were as follows: 1. The optical density of early carious lesion, measured by laser fluorescence with amber and orange filter, and lesion depth observed by polarizing microscope, were increased as demineralization time increased. 2. The correlation coefficient between optical density of the lesion surface and the histological depth of the lesion was the highest in orange filter(r=0.49), followed by amber(r=0.32), yellow(r=0.13) and red(0.01). 3. Regression analysis showed that the most linear relationship between the optical density and the lesion depth was existed in orange filter group. In regard above results, laser fluorescence could be considered to be reliable for optical diagnosis of dental caries.

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A study on the behavior of CF, CF2 radicals in an inductively coupled plasma using Laser Induced Fluorescence (레이저 유도 형광법을 이용한 유도 결합 플라즈마내의 CF, CF2 라디칼의 거동에 관한 연구)

  • 김정훈;이호준;황기웅;주정훈
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.9 no.1
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    • pp.76-80
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    • 2000
  • CF & $CF_2$ radicals in a $C_4F_8$ inductively coupled plasma were observed with laser induced fluorescence. 251.9nm UV laser was used for the $CF_2$ excitation and 265.3nm UV emitted light for the detection which has the maximum intensity among many induced fluorescence lights. In the case of CF radical detection, 232.9nm UV laser was used for the excitation and 247.6nm for the detection. $CF_2$ radical density increased toward substrate, while CF radical had its maximum at about 10nm away from the substrate. The atomic fluorine density which was studied by the actinometry increased as the position moves away from the substrate. This phenomena was thought to have a close relation with the polymer growth on the wafer. When the bias voltage increased, $CF_2$ , CF radicals decreased while the atomic fluorine increased tio some extent and then decreased, which was thought to be due to the change in the ionization and dissociation.

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Application of Fluorescence/Scattering Technique to the Measurement of Spray Droplet Size in GDI Injector (직접 분사식 가솔린 인젝터 분무의 입경 측정에 형광/산란광법의 적용)

  • Kwak, Soo-Min;Ryu, Kyeong-Hun;Choi, Bong-Seok;Kim, Duck-Jool
    • Proceedings of the KSME Conference
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    • 2000.11b
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    • pp.353-358
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    • 2000
  • To achieve the requirement for high fuel economy and low emissions, the research for GDI engines is recently very brisk in the whole world. This study was performed to measure distribution of average particle size in non-evaporating spray. The 2-D fluorescence/scattering images of fuel spray were captured simultaneously by visualization system composed of a laser sheet, a doubling prism, optical filters, and an ICCD camera. Using the ratio of the two light intensities, particle size distribution was obtained. The SMD measured by fluorescence/scattering technique was compared with it obtained by PDA. The experimental results show that the spray structure of GDI injector and temporal SMD distribution.

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