• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2000.02a
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• pp.46-47
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• 2000

고출력, 고효율, 그리고 고품질의 빔특성을 갖는 DPSSL을 개발하기 위해서는 출력빔을 저하시키는 원인인 비균일한 여기빔 분포에 의한 레이저 결정내의 열렌즈, stress 복굴절 등의 효과를 최소화하여야 한다. 지금까지 열효과를 줄여, 고출력이나 TE $M_{00}$ 모드의 레이저 빔을 얻기위한 방법으로 zigzag 슬랩 디자인$^{1)}$ , VPS 여기 시스템$^{2)}$ , Cusp 형 반사체$^{(3)}$ , 광섬유 결합$^{(4)}$ 등의 방법이 연구되어 왔다. 본 연구에서는 고출력, 고효율, 그리고 고품질의 레이저 빔특성을 동시에 만족하는 레이저를 개발할 목적으로 산란된 여기빔을 이용하는 여기구조를 고안하고 열효과가 감소된 Nd:YAG 레이저 시스템을 최적설계하였다. (중략)략)

• Progress in Medical Physics
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• v.23 no.3
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• pp.162-168
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• 2012

In proton therapy, in vivo dose verification is one of the most important parts to fully utilize characteristics of proton dose distribution concentrating high dose with steep gradient and guarantee the patient safety. Currently, in order to image the proton dose distribution, a prompt gamma distribution detection system, which consists of an array of multiple CsI(Tl) scintillation detectors in the vertical direction, a collimator, and a multi-channel DAQ system is under development. In the present study, the optimal design of prompt gamma distribution detection system was studied by Monte Carlo simulations using the MCNPX code. For effective measurement of high-energy prompt gammas with enough imaging resolution, the dimensions of the CsI(Tl) scintillator was determined to be $6{\times}6{\times}50mm^3$. In order to maximize the detection efficiency for prompt gammas while minimizing the contribution of background gammas generated by neutron captures, the hole size and the length of the collimator were optimized as $6{\times}6mm^2$ and 150 mm, respectively. Finally, the performance of the detection system optimized in the present study was predicted by Monte Carlo simulations for a 150 MeV proton beam. Our result shows that the detection system in the optimal dimensions can effectively measure the 2D prompt gamma distribution and determine the beam range within 1 mm errors for 150 MeV proton beam.

• Progress in Medical Physics
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• v.26 no.1
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• pp.42-51
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• 2015

In proton therapy, verification of proton dose distribution is important to treat cancer precisely and to enhance patients' safety. To verify proton dose distribution, in a previous study, our team incorporated a vertically-aligned one-dimensional array detection system. We measured 2D prompt-gamma distribution moving the developed detection system in the longitudinal direction and verified similarity between 2D prompt-gamma distribution and 2D proton dose distribution. In the present, we have developed two-dimension prompt-gamma measurement system consisted of a 2D parallel-hole collimator, 2D array-type NaI(Tl) scintillators, and multi-anode PMT (MA-PMT) to measure 2D prompt-gamma distribution in real time. The developed measurement system was tested with $^{22}Na$ (0.511 and 1.275 MeV) and $^{137}Cs$ (0.662 MeV) gamma sources, and the energy resolutions of 0.511, 0.662 and 1.275 MeV were $10.9%{\pm}0.23p%$, $9.8%{\pm}0.18p%$ and $6.4%{\pm}0.24p%$, respectively. Further, the energy resolution of the high gamma energy (3.416 MeV) of double escape peak from Am-Be source was $11.4%{\pm}3.6p%$. To estimate the performance of the developed measurement system, we measured 2D prompt-gamma distribution generated by PMMA phantom irradiated with 45 MeV proton beam of 0.5 nA. As a result of comparing a EBT film result, 2D prompt-gamma distribution measured for $9{\times}10^9$ protons is similar to 2D proton dose distribution. In addition, the 45 MeV estimated beam range by profile distribution of 2D prompt gamma distribution was $17.0{\pm}0.4mm$ and was intimately related with the proton beam range of 17.4 mm.

• The Journal of the Convergence on Culture Technology
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• v.6 no.3
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• pp.419-425
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• 2020

In this paper, when a refractive index grating and a gain grating are simultaneously present in a DFB (Distributed Feedback) laser for a 1.55 um wavelength with two mirror surfaces without an anti-reflective coating, an analysis program was developed to determine the beam distribution of the oscillation mode in the longitudinal direction. As the phases of the index and gain gratings on the mirror faces are varied, the lasing gain and the beam profiles |R(z)| and |S(z)| of the lasing mode with the emitted power ratio P_l/P_r are analyzed and examined in case of δL<0. In order to reduce the threshold current of a oscillation mode and enhance the frequency stability, κL should be greater than 8, regardless of the grating phase values at the mirror surface.

• Journal of Software Assessment and Valuation
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• v.15 no.1
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• pp.71-78
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• 2019

Lasers for optical broadband communication systems should have excellent frequency selectivity and modal stability. DFB lasers have low lasing frequency shift during high speed current modulation. In this paper, we have developed a simulation software and analysed beam profiles of a lasing mode in longitudinal direction of an 1.55um DFB laser with two mirrors and without anti-reflection coatings, that have both an index- and gain-gratings. As the phases of the index and gain gratings on the mirror faces are varied, the beam profiles |R(z)| and |S(z)| of the lasing mode with the emitted power ratio P_l/p_r are analysed and examined. In order to reduce the threshold current of a lasing mode and enhance the frequency stability, κL should be greater than 8, regardless of the grating phases on the mirror faces.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.245.2-245.2
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• 2014

홀 방식 이온빔 소스는 방전 채널 내부에 중성기체 및 전자를 주입하여 플라즈마를 생성하며, 생성된 이온들은 자기장에 의해 구속된 전자들과 양극이 만드는 전기장에 의해 가속되어 이온 빔을 발생시킨다. 홀 방식 이온빔 소스에는 고리형 소스와 원통형 소스가 있으며, 기하학적 구조 및 자기장 구조가 달라 발생되는 이온전류, 가속효율, 연료효율, 이온화 비율 등 플라즈마 특성이 다르다. 특히, 플라즈마의 이온화 비율은 이온빔 소스의 방전 전류 및 연료효율에 영향을 미치며, 다중전하를 띤 이온의 높은 에너지는 채널벽의 침식 문제를 야기하는 등 이온빔의 전하량 분석 연구는 물리적 연구측면 뿐만 아니라 실용적인 측면에서도 매우 중요하다. 원통형 소스의 경우 연료효율이 100% 이상으로, 이온화 효율이 매우 높아 발생되는 이온의 가속효율도 높게 나타난다. 본 연구에서는, 이를 통해 다중이온을 진단할 수 있는 ExB 탐침을 개발하여, 다중이온의 생성 비율과 연료 효율과의 관계를 살펴보았다. 이온전위지연 탐침과 패러데이 탐침을 이용하여 채널 및 자기장 구조에 따른 전류 분포 및 이온에너지분포를 측정하였으며, 이온 빔의 효율 및 플라즈마 특성을 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.315-315
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• 2010

양성자 빔을 이용하여 두경부 암 치료를 South Africa의 iTHEMBA에서 시행하고 있다. 200 MeV의 양성자 빔라인으로부터 진공에서 대기로 인출하여 노즐을 통과하여 종양세포에 조사된다. 치료계획에 적합하게 빔에너지와 모양을 변환하고, 빔을 모니터링하는 기계적 장치들이 노즐에 구성된다. 빔라인에는 이온챔버, Steering Magnet, Multi-wire 이온챔버, Range trimmer plates, lead scattering plate, Double-wedge energy degrader, Multi-layer Faraday cup, Range modulator, Range monitor, occluding ring, Shielding collimators, Quadrant and monitor ionization chamber, Treatment collimator, 그리고 Wellhofer dosimetry tank로 구성되어 있다. 총길이는 6.6m이며 노즐 끝에서 환자의 isocenter 까지는 30cm 정도 아래에 위치한다. 상기의 배치를 갖는 시스템의 양성자 scattering system의 성능을 MCNPX v2.5.0 Monte Carlo simulation을 실시하였다. 또한 정확한 선량을 실시간으로 측정하는 방법인 투과형 검출기를 개발하여 치료와 빔 특성을 동시에 수행하는 기술개발연구가 보고되고 있다. 본 연구에서는 Multileaf Faraday Cup (MLPC) 검출기 설계구조와 데이터 측정방법에 관한 연구를 수행하고자 한다. 빔의 전송 방향으로 3개층의 $4{\times}4$ 배열의 구조로 48 channel의 전류값을 측정하여 입자빔의 분포를 실시간으로 관측하고, 측정된 전류는 ADC를 거쳐 치료계획에 의해 선택된 영역의 SOBP를 유지하도록 range modulation propeller를 조절하는 feed-back system을 갖춘 방사선치료빔 실시간 측정장치 개발에 관한 결과를 보고하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2009.05a
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• pp.101-101
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• 2009

진공아크소스의 거대입자 제거를 위하여 이중 굽힘형 자장여과 아크 소스를 제작하였다. 소스의 각 전자석의 역할을 조사하고, 발전 안정화 영역에 대한 연구를 수행하였다. 또한 이중 굽힘 자장여과아크소스의 아크방전전압, 주입가스의 위치, 유량 및 플라즈마 덕트의 전압에 따른 인출 이온빔의 공간적 분포 및와 에너지 분포에 대한 연구를 진행하였다. 압력 0.1 mtorr에서 인출 이온빔의 평균에너지는 45$\sim$50 eV를 나타내었으며, 압력이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였다.

• Proceedings of the Korea Crystallographic Association Conference
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• 2003.05a
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• pp.22-22
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• 2003

원자로에서 핵분열에 의해 생성된 고에너지 중성자는 감속재를 통해 열평형에 의해 에너지가 낮춰져 통계적 분포, 즉 Maxwell-Boltzman 운동에 따른 에너지 스펙트림을 갖게 된다. 중성자 산란장치는 통상 단색빔을 이용하므로 단색기(monochiomator)를 통해 이 분포에서 특정 파장의 중성자빔을 인출, 즉 단색화한다. 이때 단색기는 각각의 중성자 산란장치에 사용할 수 있는 특정 파장의 중성자빔을 인출하면서도, 파장의 퍼짐을 적절하게 조절하여 높은 중성자속(neutron flux)을 가지며 분해능도 또한 좋아야 한다. 전통적으로 많이 사용하는 단색화 방법은 결정의 내부결함을 유도하여 만든 모자익(mosaic) 결정을 이용하는 것이다. 이 방법은 특정 파장을 얻으면서도 좋은 분해능과 높은 중성자속을 갖는 모자익 결정을 만들기가 어렵고, 한번 결정된 단색기의 특성을 바꿀 수 없는 단점이 있다. 1980년대부터 몇몇 그룹이 거의 완전하게 성장된 단결정 슬랩을 미세하게 구부려서 탄성변형을 주어 effective 모자익 구조를 발생시킨 '구부린 완전결정(bent perfect crystal, BPC)' 단색기를 개발하여 특정 목적에 활용하는 시도를 하였다. BPC 단색기는 단색화된 중성자빔을 집속(focusing)할 수 있으며, 결정의 구부림 정도를 조절하고 배치 기하를 바꿈으로써 다양한 특성을 갖는 단색빔을 얻을 수 있는 장점이 있다. 이렇게 단색기의 기하학적 변수를 조절함으로써 회절빔의 집속도와 분해능을 조절할 수 있어서 잔류응력 측정이나 단결정 회절 및 집합조직 측정장치 등에 적용할 수 있다. 본 연구에서는 BPC 단색기의 원리와 여러 배치기하에 따른 빔의 특성을 소개하고자 한다.빔이 시료와 상호 작용하는 면적과 상호작용하지 않을 때의 빔을 회절모드에서 faraday cup으로 측정한 빔전류로 부터 계산하였다. Gibbsite에 대한 전자빔 조사 시 1분 이내에 급격한 Hydroxyl Ion(OH-)의 이탈로 인해 Cibbsite의 구조는 거시적 비정질화가 되며 시간증가에 따라 χ-alumina → ν-alumina → σ-alumina or δ-alumina의 순으로 상전이를 겪는다. 전자빔 조사 시 관찰된 회절자료의 가시적 변화를 통해 illumination angle 1.25mrad(Dose rate : 334 × 10³ e/sup -//sec·n㎡)일 경우 약 3초 이내에 비정질화가 시작됨을 알 수 있었고 이는 약 1 × 10/sup 6/ e/sup -//sec·n㎡ 의 전자선량에 해당되며 이를 기준으로 각각의 illumination angle에 대한 임계전자선량을 평가할 수 있었다. 실질적으로 Cibbsite와 같은 무기수화물의 직접가열실험 시 전자빔 조사에 의해 야기되는 상전이 영향을 배제하고 실험을 수행하려면 illumination angle 0.2mrad (Dose rate : 8000 e/sup -//sec·n㎡)이하로 관찰하고 기록되어야 함을 본 자료로부터 알 수 있었다.운동횟수에 의한 영향으로써 운동시간을 1일 6시간으로 설정하여, 운동횟수를 결정하기 위하여 오전, 오후에 각 3시간씩 운동시키는 방법과 오전부터 6시간동안 운동시키는 두 방법을 이용하여 품질을 비교하였다. 각 조건에 따라 운동시킨 참돔의 수분함량을 나타낸 것으로, 2회(오전 3시간, 오후 3시간)에 나누어서 운동시키기 위한 육의 수분함량은 73.37±2.02%를 나타냈으며, 1회(6시간 운

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.04b
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• pp.103-105
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• 2006

전자빔 발생장치를 이용한 마이크로파 출력을 증대시키기 위하여 주기구조를 갖는 지파도파관을 이용하였다. 이것은 공명적인 현상에 의하여 마이크로파 발진을 일으켜 출력 증대를 가져온다. 중심 축상의 고주파 전계 분포와 전자 빔 밀도의 상호작용에 의한 에너지 증대가 이루어지면서 이에 따라 대 출력이 얻어진다. 본 연구는 지금까지 연구되어 왔던 것보다 더 많은 출력을 얻기 위하여 지파도파관을 이용한 실험을 하여 연구하였다.