• Title/Summary/Keyword: 물리/기하 광학

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Development schemes of IoT Water Quality Metering device linked with a Drone (드론 연계 무인 IoT 수질 측정기 개발 방향)

  • Rhee, Dong Sop;Seong, Hoje
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2020.06a
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    • pp.223-223
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    • 2020
  • 하천 조사에 드론의 필요성은 점차 증가하고 있으며, 하천시설 조사 및 하천 물리량 간접 계측 등에 있어서 활용성 또한 증가하고 있다. 드론을 이용한 하천시설 및 하천 조사는 주로 광학 영상에 기초한 간접 계측을 중심으로 활발히 기술 개발이 진행되고 있으며, 최근에는 적용하는 임무장비를 확장하여 초분광카메리나 LiDAR 등을 활용하려는 시도가 활발히 이루어지고 있으며, 관련 기술의 개발도 역시 급격히 진행되고 있다. 이러한 기술 발전을 통해 하천 조사에 있어서 간접 계측의 정확도는 계속하여 증가하고 있으나, 기술의 편리성이나 활용성에 비해 정확도 향상에는 어느 정도 한계가 있으며, 간접 계측에 의한 정확도를 확보하기 위해서는 여전히 직접 계측 결과와 비교를 통한 검보정이 필수적이다. 직접 계측은 첨단 계측기를 사용한다고 하더라도 아직까지 인력에 의한 의존도가 높으며, 측정 효율이 여전히 떨어지고 있어 간접 계측의 편리성을 저하시키는 원인으로 작용하고 있다. 본 연구에서는 드론 기반의 간접 계측이 편리성 및 활용성, 정확도를 올리 수 있는 무인 IoT 수질 측정기를 개발하고자 한다. 무인 IoT 수질 측정기는 드론에서 측정한 자료 검보정 자료 획득을 목표로 하며, 드론으로 측정한 지역에 대한 데이터 검보정 정확도를 향상 시킬 수 있는 측정방안을 고려하고 있으며, 현재 이용 가능한 IoT 통신 모듈의 적용성 및 통신 거리를 고려하여 개발을 진행하고 있다. 특히 데이터 전송을 고려하여 개별 통신 규약 검토를 진행하였으며, 각종 표준을 검토하였다. 통신을 위한 전력 소모를 고려하여 저전력 통신 모듈을 중심으로 검토를 진행하였으며, 하천의 특성을 고려한 수질 측정 지점 결정을 위한 측정 알고리즘을 개발하여 적용하였다.

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A simple Demonstration of the Wiener-Khinchin Theorem using a Digital Oscilloscope and Personal Computer (디지털 오실로스코프에 의한 Wiener-Khinchin 정리의 시현)

  • Jung, Se-Min
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.24 no.5
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    • pp.245-250
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    • 2013
  • The Wiener-Khinchin theorem, which means that the autocorrelation function of a signal corresponds to the power spectrum of the signal, is very important in signal processing, spectroscopy and telecommunications engineering. However, because of needs for some relatively expensive equipments such as a correlator and the signal processing system, its demonstration in most undergraduate class is not easy so far. Recently, digital oscilloscopes whose functions can be replaced foresaid equipments are marketed with development of digital engineering. In this paper, a simple demonstration of the theorem is given by a digital storage oscilloscope and a personal computer with its theoretical background. The reason that deals again with this theorem which has been introduced in 1930 is that it has been not well informed yet to us and theoretical background of the demonstration is directly introduced from its driving process. Through deriving process of the theorem, some extended physical meanings of the impedance, power, power factor, Wiener spectrum, linear system response and, furthermore, basic idea of the Planck's quantization in the black body theory reveal themselves naturally. Hence it can be referred to lectures in general physics, modern physics, spectroscopy and material characterization experiment.

Research Trends in Photothermal Therapy Using Gold Nanoparticles (금 나노입자를 이용한 광열치료 연구 동향)

  • Kim, Bong-Geun;Yeo, Do Gyeong;Na, Hyon Bin
    • Applied Chemistry for Engineering
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    • v.28 no.4
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    • pp.383-396
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    • 2017
  • The photothermal therapy is a method of cell ablation using the heat converted from the incident light by photothermal transducers. It offers a selective treatment to desired abnormal cells, in particular, tumor tissues. Among various photothermal agents, gold nanoparticles (Au NPs) have received enormous attention due to their unique physicochemical property over last two decades. In this review, we address research strategies and methods to improve treatment efficacy by organizing recent research works. We mainly focus on research works to enhance light-to-heat conversion via optimizing the morphology of Au NPs and related assemblies as well as the strategies to deliver Au NPs efficiently to specific targets. We also introduce convergence research efforts to combine Au NP-mediated photothermal treatment and other functions such as diagnostic capabilities and other therapeutic methods.

One-Pot Synthesis of Alkyl-Terminated Silicon Nanoparticles by Solution Reduction (표면 알킬기를 갖는 실리콘 나노입자의 One-Pot 용액환원 합성)

  • Yoon, Taegyun;Cho, Mikyung;Sun, Yang-Kook;Lee, Jung Kyoo
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.49 no.5
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    • pp.577-581
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    • 2011
  • Silicon nanoparticles have attracted a great deal of scientific interests due to its intense photoluminescence in the visible spectral region and its potential applications in biological fluorescence maker, RGB (red, green, blue) display, photonics and photovoltaics etc. Practical applications making use of optical and physicochemical properties of Si nanoparticles requires an efficient synthetic method which allows easy modulation of their size, size distribution as well as surface functionalities etc. In this study, a one-pot solution reduction scheme is attempted to prepare alkyl-terminated Si nanoparticles (<10 nm) with Si precursors, (Octyl)$SiCl_3$ or mixture of (Octyl)$SiCl_3$ and $SiCl_4$, containing alkyl-groups using Na(naphthalide) as reducing agent. The surface capping of Si nanoparticles with octyl-groups as well as Si nanoparticle formation was achieved in one-pot reaction. The hexane soluble Si nanoparticles with octyl-termination were in the range of 2-10 nm by TEM and some oxide groups (Si-O-Si) was present on the surface by EDS/FTIR analyses. The optical properties of Si nanoparticles measured by UV-vis and PL evidenced that photoluminescent Si nanoparticles with alkyl-termination was successfully synthesized by solution reduction of alkyl-containing Si precursors in one-pot reaction.

효과적인 일함수 조절을 위한 그래핀-고분자의 적층 구조

  • Cha, Myeong-Jun;Kim, Yu-Seok;Jeong, Min-Uk;Song, U-Seok;Jeong, Dae-Seong;Lee, Su-Il;An, Gi-Seok;Park, Jong-Yun
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.02a
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    • pp.210-210
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    • 2013
  • 그래핀은 뛰어난 기계적, 화학적, 광학적, 전기적 특성을 가지고 있는 2차원 물질로, 대면적 합성법과 전사 공정을 통해 다양한 기판에서의 사용이 가능해지면서 차세대 전자 소자로 활용하기위한 활발한 연구가 이루어지고 있다. 디스플레이, 태양전지의 전극과 전계 효과 트랜지스터의 채널로 적용한 연구에서 우수한 결과들을 보이고 있다. 특히, 금속/금속 산화물 전극은 염료 감응형 태양전지와 유기 발광 다이오드 구조에서 화학적으로 불안정할 뿐 아니라 일함수가 고정되어 쇼트키 접촉이 형성되면 저항을 낮추기 어렵지만, 그래핀은 금속/금속 산화물 전극보다 화학적으로 안정하고 일함수의 조절이 가능해 옴 접촉 형성에 용이하다. 그래핀의 일함수를 조절하는 연구는 크게 공유결합과 비공유 결합을 이용한 방법이 시도된다. 공유 결합을 이용한 방법은 합성과정에서 그래핀의 구조에 내재된 결함 혹은 새로운 결함을 형성하여 다른 원소를 첨가하는 방법이다. 이러한 방법은 그래핀의 결함 영역에서 작용하기 때문에 그래핀 전자 구조의 높은 수준 조절을 위해선 그래핀 구조의 파괴가 동반된다. 반면, 비공유 결합을 이용한 방법은 전하 이동 도핑 효과를 이용해 그래핀의 전자 구조를 제어하는 방법으로, 금속/금속산화물/기능기와 그래핀의 적층으로 복합 구조를 형성하는 방법이다. 금속/금속 산화물과의 복합구조는 안정적인 p-형 도핑이 보고되었지만, n-형 도핑은 대기중의 수분, 산소 그리고 기판과의 상호작용에 의해 대기중에서 불안정해 추가적인 피막공정이 요구된다. 기능기를 이용한 적층 구조는 그래핀과 기판사이의 상호작용 혹은 그래핀 전자 구조를 다양한 기능기를 이용해 제어하는 것으로, 이극성을 가진 자기정렬 단일층(self-assembled monolayers)이 대표적인 방법이다. 공간기(spacer)의 길이나 말단기(end group)의 종류로 p-형과 n-형의 도핑 수준을 제어할 수 있지만, 흡착기(chemisorbing groups)의 반응성이 기판의 화학적, 물리적 표면상태에 의존하기때문에 기판 선택이 제약되며 전처리 공정이 요구될 수 있는 한계가 있다. 본 연구에서는 다양한 기판에 적용가능한 용액 공정을 이용해 그래핀과 고분자를 적층하였고, 안정적이고 효과적으로 일함수를 낮추는 구조를 확인하였다.

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Effect of microwave radiation on physical special quality of normal, high amylose and waxy corn starches (마이크로웨이브를 조사한 옥수수전분의 물리적 특성변화)

  • Lee Su Jin;Choe Yeong Hui
    • Journal of Applied Tourism Food and Beverage Management and Research
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    • v.15 no.1
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    • pp.113-125
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    • 2004
  • Effect of microwave radiation on physico-chemical properties of cor'n starches was studied. Waxy com, com and high amylose com starches of varying moisture content(20~35%) were subjected to microwave processing(2450MHz) at $120^{\circ}$ and the experimental starch samples were examined by a X-ray diffractometry, rapid viscosity analyzer(RVA) and. with the samples in temperature was observed and the peaks of high amylose com starches at $2^{\circ}$=5.0, 15.0 and $23.0^{\circ}$, were disappeared indicating the melting of crystallines while those of com and waxy com had not changed. A change in gelatinization pattern was observed in the case of corn starches from type A with nearly no peak-viscosity and breakdown to type C. Except a decreased viscosity, no change was observed in those of waxy com starches.

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Circular-Polarized Dipole Antenna with Reflector (반사판 부착 원편파 다이폴 안테나)

  • 한성민;이호선;우종명
    • The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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    • v.11 no.7
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    • pp.1139-1146
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    • 2000
  • In this paper, circular-polarized dipole antenna with a novel structure is designed, simulated and fabricated for PCS or IMT-2000 base station at an arbitrary test frequency(1.575 GHz). Its radiation pattern is analyzed by means of physical optics(PO). The designed antenna is made up of a horizontal and a vertical dipole elements at a height of λ/4 above an reflector. One of λ/4 length vertical dipole element is located at a height of λ/8 above an reflector. In this case, circularly polarized radiation pattern is obtained by making impedance difference due to adjusting the length of each element. The characteristic of antenna measured from this study is that return loss is 18.4 dB, -10 dB bandwidth is 360 MHz(22.8%), 2 dB axial ratio bandwidth is 30 MHz, -3 dB beamwidth is 76$^{\circ}$, 2 dB axial ratio beamwidth is 58$^{\circ}$, axial ratio is 1.7 dB at 1.575 GHz. Radiation pattern is in well agreement with the result of PO.

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A Study on 3-Dimensional Surface Measurement using Confocal Principle (공초점 원리를 이용한 3차원 표면형상 측정에 관한 연구)

  • Kang, Young-June;Song, Dae-Ho;You, Weon-Jae
    • Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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    • v.21 no.2
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    • pp.169-176
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    • 2001
  • In modern industry, the accuracy and the sulfate-finish requirements for machined parts have been becoming ever more stringent. In addition, the measurement and understanding of surface topography is rapidly attracting the attention of the physicist and chemist as well as the engineer. Optical measuring method is used in vibration measurement, crack and defect detection with the advent of opto-mechatronics, and it is expected to play an important role in surface topography. In this study, the principle of confocal microscope is described, and the advanced 3-D surface measuring system that has better performance than the traditional confocal microscope is developed. Suitable fixtures arc developed and integrated with the computer system for generating 3-D surface and form data. Software for data acquisition and analysis of various parameters in surface geometrical features has been developed.

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그래핀 투명전도막의 전기적 특성에 미치는 Strain 영향

  • Lee, Byeong-Ju;Jeong, Gu-Hwan
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2011.02a
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    • pp.462-462
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    • 2011
  • 그래핀은 탄소원자로 구성된 원자단위 두께의 매우 얇은 2차원의 나노재료로서 높은 투광도 뿐만 아니라 우수한 기계적, 전기적 특성을 지니며 구조적 화학적 으로도 매우 안정한 것으로 알려져 있다. 이러한 그래핀을 얻는 방법에는 물리·화학적 박리법, 탄화규소의 흑연화, 열화학기 상증착법(thermal chemical vapor deposition; TCVD)등 많은 방법들이 존재한다. 이중 TCVD방법이 대면적으로 두께균일도가 높은 그래핀을 얻는데 가장 적합한 방법으로 알려져 있다. 한편 그래핀은 우수한 특성들을 기반으로 센서나 메모리와 같은 기능성 소자로 응용이 가능할 뿐 아니라 투명고분자 기판으로 전사함으로서 유연성 투명전극을 제작 가능하여 기존의 인듐산화물(indium tin oxide; ITO) 투명전극을 대체하여 디스플레이, 터치스크린, 전·자기 차폐재 등의 다양한 분야로의 응용이 가능하다고 예측되고 있다. 본 연구에서는 TCVD법을 이용하여 대면적으로 두께균일도가 높은 그래핀을 합성하여 투명 고분자 기판(polyethylene terephthalate; PET) 위에 전사하여 투명전도막을 제작한 후, 압축변형률(compressive strain)의 변화에 따른 전기적 특성 변화를 측정하였다. 그래핀은 300 nm 두께의 니켈박막이 증착된 산화물 실리콘 기판위에 원료가스로 메탄(CH4)을 사용하여 합성하였다. 합성 결과 단층 그래핀의 면적은 약 80% 이상이었으며, 합성된 그래핀은 분석의 용이함 및 향후 다양한 응용을 위하여 식각공정을 통해 산화막 실리콘 기판과 PET기판으로 전사하였다. PET기판 위로 전사하여 제작한 그래핀 투명전도막의 strain 인가에 따른 전기적 특성을 관찰한 결과, 약 20%의 비교적 높은 strain하에서도 전기적특성이 크게 변화하지 않는 것을 확인하였다. 그래핀의 특성분석을 위해서는 광학현미경, 라만 분광기, 투과전자현미경, 자외 및 가시선 분광광도계, 4탐침측정기 등을 이용하였다.

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Semiempirical Calculations of Hyperpolarizabilities for Quinoline Derivatives (Quinoline계 분자의 초분극률에 관한 반경험적 계산)

  • Ryu Ungsik;Choi Donghoon;Kim Nakjoong;Lee Yoon Sup
    • Journal of the Korean Chemical Society
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    • v.37 no.1
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    • pp.62-67
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    • 1993
  • The microscopic origin of nonlinear optical properties of quinoline derivatives have been investigated theoretically using MOPAC-AM1 method. In order to prepare promising nonlinear optical active polymers of polyquinoline derivatives, the optimized positions of strong electron donor and electron acceptor are determined in the heterocyclic ring for the energetically favorable structures. For each compound, the effect of the substituted positions on the microscopic nonlinear coefficients were investigated. Polyquinoline was already evaluated to have outstanding physical and mechanical properties so that its monomeric analogues were designed and synthesized for developing new second and third order nonlinear optical main chain polymers. Using the MOPAC-AM1 method, properties calculated include the intrinsic ground-state dipole moments, the polarizabilities, first and second hyperpolarizabilities under the condition of finite-field $(\omega$ = 0).

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