• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2000년도 하계학술발표회
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• pp.218-219
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• 2000

공동광자감쇠 분광학(Cavity Ringdown Spectroscopy, CRDS)은 고감도의 흡수분광법으로 미량기체의 농도나 흡수분광선의 연구에 사용되어 왔으며 화염이나 플라스마에도 응용되고 있다. 이 분광법은 시간에 따라 지수함수로 감쇠하는 공동광자감쇠신호의 감쇠상수를 측정하는 기술인데, 레이저의 밴드폭이 흡수선폭보다 넓으면 감쇠신호가 지수함수에서 벗어나 오차를 발생하게 된다. 그러므로 오차를 줄이려면 좁은선폭의 레이저를 사용하거나 공동광자감쇠신호의 주파수를 분리하여야 한다. 분광선폭보다 매우 넓은 선폭의 레이저를 사용하고 분광기를 이용하여 공동광자감쇠신호를 분리하는 방법들이 제안되었다. (중략)

• 한국진공학회지
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• 제15권1호
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• pp.24-30
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• 2006

광학공동 적분 투과 분광법(integrated cavity output spectroscopy, ICOS)은 파장가변 레이저와 광학공동을 이용해 미량기체의 절대 밀도를 고감도로 측정할 수 있는 실시간 흡수 분광계측 기법이다. 이 기법은 압전 소자를 이용해 길이가 변조되는 고 피네스(high finesse) 파브리-페로 공동(Fabry-Perot cavity)을 공명 투과하는 연속파 파장 변조 레이저의 적분 출력으로 부터 공동 내부 시료의 분광 흡수량을 측정하는 원리를 이용한다. 본 연구에서는 764,7nm 파장 근처에서 파장이 변조되는 외부 공진기 반도체 레이저를 광원으로 사용하고, $99.997\%$의 높은 반사율을 갖는 거울로 구성된 파브리-페로 공동을 이용해 파장에 따른 투과 감쇠 신호를 발생시키는 실험 장치를 구성하였다. 산소 기체에 대한 측정 실험을 수행한 결과, 최소 흡수계수 $8.45\times10^{-8}cm^{-1}$에 해당하는 미량기체 밀도를 측정할 수 있는 성능을 얻었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.217-217
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• 2011

플라즈마를 이용하는 식각 및 증착등의 반도체공정에 있어서 최근에는 기판의 크기가 점차 증가하는 추세에 있다. 이러한 대면적 플라즈마 발생장치 내에서 플라즈마 밀도와 라디칼 농도의 공간적인 특성을 이해하는 것에 대한 중요성이 더해지고 있다. 이를 위해 Langmuir probe와 같은 전기적 접근법에 의한 진단방법이나 광학적 접근법에 의한 진단방법에 대한 연구가 이루어 졌다. 전기적 접근법에 의한 플라즈마의 진단방법은 원리가 간단하고 정확도가 높다는 장점이 있지만 진단 장치에 의한 플라즈마의 간섭이 크고 식각가스의 경우 진단이 어렵다는 단점이 있다. 그에 비해 광학적 진단방법은 플라즈마에 간섭이 많지 않은 방법으로 알려져 있고 레이저 형광법(LIF), 원적외선 레이저 흡수 분광법(IR laser Absorption Spectroscopy), 광량측정법(Actinometry)등이 있다. 이 중 레이저 형광법, 원적외선 레이저 흡수 분광법의 경우, 진단장치가 매우 복잡하고 가격이 비싸다는 단점을 가지고 있다. 반면 광량측정법의 경우 다른 광학적 접근법에 의한 진단방법에 비해 원리와 실험장치가 간단하고 공간적인 라디칼 분포의 진단이 쉽다는 점에서 장점을 가지고 있다. Actinometry는 Ar과 같은 불활성 기체를 작은 비율을 넣어서 여기 된 불활성 기체의 파장세기와 여기 된 측정 라디칼의 파장세기의 비교를 통해 상대밀도를 측정하는 방법이다. 이 측정 방법에 Abel's inversion equation을 적용함으로 해서 대면적 M-ICP(Magnetized - Induced Coupled Plasma)에서 식각가스인 $CF_4$플라즈마에서 F 라디칼 농도의 공간적인 분포를 측정하고 분석하였다. 또한 플라즈마의 압력, 소스 전력 값과 기판 전력 값등의 조건의 변화에 따라 F 라디칼 농도의 분포가 어떻게 달라지는지에 대해 측정 분석하여 다루었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.94.2-94.2
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• 2016

플라즈마 분광진단 기술은 기존 프로브와 달리 플라즈마에 섭동을 일으키지 않고, 전자온도, 밀도와 같은 플라즈마의 물리적 특성 진단과 함께 라디컬의 밀도와 같은 플라즈마의 화학적 특성을 진단할 수 있는 기술로 각광을 받고 있다. 본 발표에서는 레이저진단의 고급 진단을 제외한 플라즈마 변수 측정을 위한 플라즈마 방출 스펙트럼을 이용하는 방출분광진단과 흡수 스펙트럼을 이용한 흡수분광 진단에 대한 소개와 함께, 이를 이용한 플라즈마의 전자여기온도, 전자밀도, 전자회전온도, 기체온도 및 중성종의 절대밀도 온도 측정에 대한 기술과 실례를 소개한다.

• 청정기술
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• 제26권4호
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• pp.293-303
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• 2020

세계보건기구에 따르면 대기오염은 건강에 대한 주요 위험원으로 대기오염으로 인해 매년 약 700만 명의 조기 사망이 발생하고 있다. 이산화황(SO2)은 대표적인 대기오염물질로 황 성분이 포함된 연료의 연소에서 다량 발생한다. SO2 발생량을 감소시키기 위해서는 대형 연소 환경에서 이를 실시간으로 정밀하게 측정하고 측정 값을 바탕으로 저감 설비를 최적화하는 과정이 필요하다. 이 논문에서는 미세먼지 전구물질인 SO2의 농도를 측정하기 위해 파장 가변형 다이오드 레이저 흡수 분광법 중 파장 변조 분광법을 이용하였다. 광원으로는 7.6 ㎛ 양자 폭포 레이저를 사용하였고 7623.7 ~ 7626.0 nm 사이의 64개 다중 광흡수선으로 SO2 농도 측정이 가능함을 증명하였다. 실험은 1 atm, 296 K에서 28, 76 m multi-pass cell을 사용하여 수행되었다. SO2 농도는 고농도(1000 ~ 5000 ppm)와 저농도(10 ppm 이하)로 두 종류로 실험 하였다. 추가적으로 가스 셀 외에 레이저가 지나가는 경로에 질소를 채워 대기 중의 H2O가 SO2 측정에 미치는 영향을 확인하였다. SO2는 3 ppm까지 측정하였고 측정된 SO2 농도는 전기 화학식 센서와 NDIR 센서 측정 결과와 비교되었다.

• 한국광학회지
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• 제15권1호
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• pp.1-5
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• 2004

분리막을 이용한 산소-18 분리실험에서 분리된 시료의 동위원소 성분비 분석을 위해 다이오드 레이저 흡수분광장치를 구성하였다. 흡수신호의 신호 대 잡음비를 높이기 위해 lock-in증폭기를 사용한 파장변조 분광법을 채택하였다. 레이저의 주파수 변조폭 최적화와 FFT 저역통과 필터링을 통해 다중반사흡수셀에서 발생하는 간섭무늬 잡음을 줄였다. 산소-18에 대한 흡수분광장치의 최대편차는 $\pm$4$\textperthousand$로 측정되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권11호
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• pp.893-900
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• 2021

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.

• 한국광학회지
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• 제9권4호
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• pp.240-244
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• 1998

공동 광자 감쇠 분광법(cavity ring down spectroscopy, CRDS)은 미량기체의 절대밀도를 측정할 수 있는 고감도 레이저 분광기술이다. 연속발진 레이저(continuous wave laser)를 사용한 새로운 방법의 CRDS 분광기를 구현하였다. 이 장치에서는 PZT(piezoelectric transducer)를 움직여 공동의 길이를 비공명(off-resonance)상태로 빠르게 변화시킴으로써 입사되는 연속발진 레이저 빔을 차단하여 감쇠신호를 발생시킨다. 이 방법으로 570 nm 근처에서 압력이 2700 Pa인 아세틸렌(C2H2)의 overtone 천이에 대한 흡수 분광선을 측정하였으며, 이때 측정할 수 있는 최소 흡수계수는 3$\times$10-9 cm-1정도이다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2003년도 제14회 정기총회 및 03년 동계학술발표회
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• pp.202-203
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• 2003

여러 가지 원소의 동위원소 성분 분석은 생물학, 화학, 환경학, 연대학, 기후학 연구에 있어서 중요한 정보를 제공하는 유용한 수단이다. 동위원소 성분비를 측정하는 방법으로는 가스 동위원소 질량분석기를 이용한 방법이 사용되어 왔지만, 최근 다이오드 레이저의 발달과 함께 다이오드레이저 흡수분광법(TDLAS)이 개발되어 사용되고 있다. TDLAS 방법의 경우 질량분석기를 이용하는 방법에서는 측정이 불가능한 동일질량 분자의 동위원소 성분비를 측정할 수 있다. (중략)

• 한국진공학회지
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• 제15권6호
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• pp.576-580
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• 2006

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.