• 한국광학회지
• /
• 제28권5호
• /
• pp.203-212
• /
• 2017

과학적 모형은 특정한 물리적 현상을 기술, 설명, 예측할 수 있는 개념 체계를 말한다. 과학적 모형의 사회적 구성 수업은 과학교육 분야에서 새로운 교수 학습 전략으로 주목받고 있으며 다양한 연구가 진행되고 있다. 모형을 통한 예상과 실제 세계에서 얻은 자료와의 일치, 불일치에 따라 모형의 적합성을 판단하고 모형을 수정해 가는 것이 모형 구성 수업의 핵심이다. 하지만 많은 모형 구성 수업에서는 교사가 제공한 제한적인 자료를 가지고 모형을 비교하고 판단하는 것에 그쳤으며, 스스로 실험을 통해 얻은 실제 세계에 대한 자료를 가지고 모형의 적합성을 판단할 수 있는 기회를 제공하는 수업은 많지 않았다. 이에 본 연구에서는 실험을 통해 얻은 결과를 모형을 통한 예측과 직접 비교하여 모형을 평가할 수 있는 과학적 모형의 사회적 구성 프로그램을 제시하고자 하였다. 6개월간 교사, 연구자 간의 협력적 논의를 통해 중학교 2학년 빛과 파동 단원 중 '볼록렌즈가 상을 만드는 원리'라는 주제에 대해 총 5차시의 모형 구성 프로그램을 개발하였다. 경기도 남녀 공학 중학교 2학년 3개 반 80명의 일반 학생과 20년 경력의 현직 과학 교사가 2주간 개발된 프로그램에 함께 참여하였으며, 학생들에게 수업의 어떤 점이 좋거나 어려웠는지, 이 수업을 친구에게 추천하고 싶은지를 질문하였다. 수업 후 95.8%의 학생이 구조 규칙을 사용한 모형 이상의 과학적 모형을 구성하였다. 학생들의 응답을 살펴보면 원리를 찾아내거나 친구들을 이해시키기가 어려웠지만 이론으로 이해하기 어려웠던 것을 실험을 통한 모형 수정 과정을 통해 이해하게 되었고, 학급 친구들끼리 경쟁자가 아닌 동반자가 된다는 점이 좋았다는 등의 응답이 나타났다. 참여 학생 중 92.5%가 본 프로그램을 보통이상으로 친구에게 추천하겠다고 응답하였다. 개발된 프로그램은 학교현장에 적용되어 학생의 모형 구성 능력 및 사회적 구성 능력의 향상에 기여할 것으로 기대한다.

• 한국안광학회지
• /
• 제8권2호
• /
• pp.111-117
• /
• 2003

국내외 썬글라스 반미러 코팅렌즈의 광학적 특성을 파악하기 위해, 분광광도계를 이용하여 반미러 코팅렌즈의 반사율을 측정하였으며, Macleod 프로그램을 이용해 계산한 결과와 비교 분석하였다. 또한 황금 색깔이 나는 TiN을 이용한 반미러 코팅렌즈를 설계하였고, 광학특성을 조사하였다. 반미러 코팅렌즈의 분석결과, 은색 투톤(two tone) 반미러 코팅은 금속 크롬(Cr)을 사용하였으며 경도를 증가시키기 위하여 크롬위에 $SiO_2$(또는 $Al_2O_3$)를 증착하여 사용하였다. 크롬 위에 증착되는 $SiO_2$의 두께는 10nm 정도가 적정한 것으로 판단된다. 칼라 반미러 코팅의 경우 디자인 결과는 각각 다음과 같다 ; blue 계열은 [air|$SiO_2$(66.3)|$TiO_2$(129.0)|$SiO_2$(62.9)|$SiO_2$(26.0)|$TiO_2$(120.3)|$SiO_2$(9.1)|glass]이며, gold 계열은 [air|$SiO_2$(60.6)|$TiO_2$(86.2)|$SiO_2$(13.5)|$TiO_2$(86.8)|$SiO_2$(214.38)|glass]이며, green 계열은 [air|$SiO_2$(74.3)|$TiO_2$(75.8)|$SiO_2$(44.3)|$TiO_2$(11.6)|$SiO_2$(160.8)|$TiO_2$(12.9)|$SiO_2$(183.3)|$TiO_2$(143.8)|glass]이며, silver 계열은 [air|$SiO_2$(21.2)|$TiO_2$(49.7)|$SiO_2$(149.3)|glass]이다. white 반미러 코팅인 경우는 [air|$SiO_2$(17nm)|$TiO_2$(43nm)(또는 $ZrO_2$)|$SiO_2$(87nm) polysiloxane($4.46{\mu}m$)|glass or CR-39]이며, 가시광선 영역(400~700 nm)에서 평균 19%의 반사율을 가지며 흡수가 적기 때문에 약 80%의 투과율을 보이는 white 타입의 반미러가 되게 된다. 황금빛 색깔을 띠는 반미러 코팅렌즈의 설계에 있어서 [air|$SiO_2$(170nm)|TiN(15nm)|glass]가 되면 CIE 좌표값은 거의 [air|Au(150nm)|glass]의 좌표값과 유사해지는 것을 볼 수 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제16권4호
• /
• pp.33-39
• /
• 2009

마스크리스 리소그래피(maskless lithography)에 응용하기 위한 마이크로렌즈 어레이(microlens array, MLA)가 석영의 습식 식각과 UV 접착제(UV adhesive)의 코팅을 바탕으로 개발되었다. 제작된 MLA의 초점거리는 ${\sim}45\;{\mu}m$ 정도였으며, 집광되는 광선의 초점은 ${\sim}1\;{\mu}m$로 측정되었다. MLA를 통과하며 초점을 맺은 빔(beam)의 크기 및 세기가 charge coupled device (CCD) 카메라와 빔 프로파일러(beam profiler)를 이용하여 각각 측정되었으며, 일정한 세기의 점들이 초점면에서 고르게 관찰되었다. 초점거리는 코팅된 UV 접착제의 두께에 따라 변화하였으며, UV 접착제의 두께가 두꺼울수록 짧아지는 경향을 보였다. 일반적인 마스크 얼라이너(mask aligner)를 이용한 MLA의 UV 포커싱(UV focusing)이 감광막(photoresist, PR) 상에서 실시되었으며, MLA를 통과한 빛이 감광막 위에 일정하게 집광되었다. 마스크 얼라이너와 MLA 사이의 거리 변화에 따라 감광막에 구현된 패턴 사이즈가 조절 되었다. 고온에서 오랜 시간이 지난 후에도 소자의 특성은 전혀 변함이 없었다.

• 한국응용곤충학회지
• /
• 제34권3호
• /
• pp.266-277
• /
• 1995

벼멸구는 촉각 기부의 등쪽으로 알모양의 24ㅐ의 겹눈을 가지고 있다. 벼멸구의 겹눈은 각각의 단안이 분리되어 있고, 각각의 낱눈이 단지 그들의 각막렌즈를 통해서만이 빛을 받는 연립상 겹눈이다. 각각의 낱눈은 큐티클성 각막렌즈와 그 안쪽에 수정체가 자리잡고 있다. 망막세포는 수정체 바로 아래쪽에 자리하며, 이들은 중심축쪽으로 감간소체들이 밀집결합되어 감간체를 형성한다. 감간체는 수정체 말단부분에서 시작되어 기저막에 까지 다달으며, 그 길이는 약 110~120${\mu}m$ 정도이다. 수정체는 4개로 구성된 한쌍의 1차색소세포에 의하여 둘러 쌓여 있으며 이것은 또한 부속색소세포에 의하여 둘러 쌓여 있다. 수정체의 기저부위는 망막세포에 의하여 일부가 둘러 쌓여 있고 망막세포의 내벽에서 발생한 감간소체들로 구성된 감간체와 닿아있다. 낱눈의 상층부분은 7개의 망막세포로 구성되어 있으나 3/4부분에서 8번째의 망막세포가 자리잡고 있다. 중앙부위에 위치하고 있는 감간체는 미세용 모들로 구성된 감간소체들로 구성되어 있는데, 이들 미세융모의 단면도는 6각형의 모양을 가지고 있다. 색소세포는 수정체를 감싸고 있는 1차색소세포, 기저막까지 닿아 있는 부속색소세포, 기저막 부위의 기저막색소세포 등 3가지의 색소세포들이 있다.

• 대한임상검사과학회지
• /
• 제52권1호
• /
• pp.1-17
• /
• 2020

조직병리학에서 현미경을 이용한 삼차원적 접근법은, 이차원 단면의 조직 슬라이드에서 박절 과정 중 부차적으로 발생하는 공간정보의 손실로 인하여 확인하기 어려웠던, 조직 내부 분자들의 공간적 배열, 상호결합, 구조적인 형태와 이들의 통합적인 공간적 정보체로서, 조직 내에 복잡하게 얽혀진 다양한 정보를 풀어내는데 있어서 복합적인 데이터를 제시하여 준다. 이광자 현미경(two-photon microscope)과 자동화된 보정환(correction collar)이 탑재된 고성능 대물렌즈의 개발과 같은 광학장비 영역의 발전은 조직투명화 과정을 거치지 않은 두꺼운 시료의 이미징에 있어서 광학적인 이론과 실체 사이에 존재하는 격차를 줄이는데 기여하였다고 할 수 있다. 하지만, 대물렌즈의 길어진 작동범위(working distance)와 최적화된 고강도 레이저의 사용으로 얻게 되는 이점들은 세포 내 각 구성요소의 굴절률(refractive index) 차이로 인하여 증가되는 빛의 분산(light scattering) 현상으로 인해 자연스럽게 감소하게 된다. 조직투명화 기술이 처음 등장하였던 초창기 시도되던 간단한 굴절률 일치화(RI matching) 기법에서부터 현대의 최첨단 통합 조직 투명화 기술에 이르기 까지를 관찰하여 볼 때, 형태학적인 변화없이 조직의 투명도를 높이는 것과, 내재적으로 또는 고정과정 중에 유래되어 혼합된 자가형광 노이즈를 효과적으로 제거하는것이 선명한 이미지를 얻기 위한 주요한 고려대상이라고 할 수 있다. CLARITY는 장비에 기반한 조직투명화 기법으로서 임상 조직병리 실험실에서 처리되는 동결절편과 포르말린에 고정된 검체 모두의 투명화를 위한 실험실 작업흐름(workflow) 통합 및 일상적인 실험절차와 호환이 가능할 것으로 보여진다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제34권1호
• /
• pp.73-76
• /
• 2010

MEMS 기술이 발전함에 따라 MEMS 공정으로 제작된 미소 구조물들의 검사 및 특성 분석이 매우 중요한 문제로 떠오르고 있다. 그러나 주사 전자현미경(SEM)이나 원자현미경(AFM) 그리고 기계적 표면측정장치 등은 가격적인 측면에서나 방법적인 측면에서 많은 단점을 안고 있다. 본 논문에서는 DVD 광 픽업 장치를 이용하여 미소구조물을 높이를 측정하였다. 미소구조물 시편에서 반사된 빛의 강도를 측정하여 시편의 영상을 만들어냈고 미소구조물의 높이는 포토다이오드에서 측정된 포커스에러신호(FES)을 통해 구할 수 있었다. 제시된 광 픽업 스캐너는 기존 측정 장치와 비교하여 저렴한 비용으로 정밀한 측정이 가능함을 보여주었고, 기존의 기술을 대체할 수 있는 시스템으로 사용될 수 있을 것이다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제38권2호
• /
• pp.122-127
• /
• 2001

간섭계를 이용하는 작업에서 가장 중요한 요구사항은 간섭 필드의 안정성을 높게 유지하는 것이며 이는 안정된 간섭패턴을 이용한 측정에 있어서 정밀성을 확보해 준다. 그러나 진동과 같은 위상잡음에 의해 안정성을 유지하기 힘들다. 본 논문에서는 BaTiO₃의 SPPCM 특성을 이용하여 마흐젠더 간섭계와 같은 전통적인 간섭계 측정시 발생 가능한 위상잡음의 영향을 줄여 안정된 간섭 패턴 확보 방법을 제안하였다. 또한 BaTiO₃로 빛을 입사시킬 때 구형렌즈를 기울여 입사빔을 원형이 아닌 타원형으로 입사시켜 원형 입사의 경우에 비해 SPPCM의 응답시간과 반사율을 개선하였다. 그리고 실험을 통해 결과를 확인하였다.

• 한국광학회지
• /
• 제28권6호
• /
• pp.290-294
• /
• 2017

카세그레인 망원경은 오목한 주경과 볼록한 부경으로 이루어져있다. 특히 부경의 경우 크기는 작지만 볼록한 형태로 빛을 모두 퍼트려 파면오차 측정이 어렵다. 본 논문에서는 비구면 계수가 여러 개인 볼록비구면 반사경의 파면오차를 Simpson-Oland-Meckel (SOM) 힌들 테스트를 적용하여 측정하였다. 그리고 실험 구성에서 발생하는 계통오차를 분리해내기 위해 QN 절대측정법을 추가로 적용함으로써 힌들 렌즈 제작 및 정렬 오차를 포함한 계통오차를 보정하고 볼록비구면 반사경만의 파면오차를 구하였다. 이렇게 구한 볼록비구면 반사경의 파면오차와 QED사의 ASI (Aspheric Stitching Interferometer)로 측정한 파면오차와 비교한 결과, 모두 $45^{\circ}$ 방향의 비점수차 형태를 가지며 rms 값의 차이가 약 2.5 nm rms 이내로 매우 작음을 확인하였다.

• 전자공학회논문지
• /
• 제53권5호
• /
• pp.123-131
• /
• 2016

저조도 환경에서 근적외선은 사람 눈에 보이지 않는 추가적인 정보를 제공하여 물체를 보다 분명하게 구별하고 인식하도록 도움을 준다. 컬러 영상과 근적외선 영상을 동시에 획득하기 위해서 다중 분광 필터 배열을 사용하였다. 그러나 렌즈의 굴절률은 빛의 파장 길이에 따라 다르기 때문에 초점면에 상이 다르게 맺히게 된다. 그 결과 색수차 문제가 발생하고 영상은 흐려지게 되며 영상의 해상도가 떨어지게 된다. 본 논문에서는 이러한 색수차 문제를 고려한 영상 복원 알고리즘을 제안하고자 한다. 다중 분광 필터 배열 영상에 컷오프 주파수가 추정된 저주파 통과 필터를 적용하여 기반 영상을 추정하도록 하였다. 이 영상을 이용하여 다중 분광 영상의 색수차 문제가 해결된 영상을 추정하도록 하였다. 영상 획득 과정에서, 색수차 문제와 기반 영상 형성 과정을 모델링하였다. 이러한 모델을 바탕으로, 기반 영상과 다중 분광 영상 간의 고주파 성분 차이에 대한 최소 자승법을 풀어서 다중 분광 영상을 획득하도록 하였다. 실험 결과는 제안하는 알고리즘이 색수차 문제가 최소화된 고화질의 다중 분광 영상을 추정한 것을 보여준다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.279.1-279.1
• /
• 2014

글래스(glass), 폴리머 또는 쿼츠와 같은 투명기판은 렌즈, 디스플레이, 광검출기, 광센서, 발광다이오드 및 태양전지와 같은 광 및 광전소자 분야에서 널리 사용되고 있다. 이러한 소자들의 경우, 광추출 또는 광흡수 효율을 향상시키는 것이 매우 중요하다. 그러나 투명기판의 경우, 약 1.5의 굴절율로 인해 표면에서 4% 반사가 발생되는데, 이러한 광학적 손실은 소자의 성능을 저하시키는 원인이 된다. 따라서, 글래스와 공기 경계면에서 발생되는 광손실을 줄이기 위한 효율적인 무반사 코팅이 필요하다. 최근, 우수한 내구성 뿐만 아니라, 광대역 파장 및 다방향성에서 무반사 특성을 보이는 서브파장 주기를 갖는 나노구조(subwavelength structures)의 형성 및 제작 공정에 관한 연구가 보고되고 있다. 이러한 나노구조는 경사 굴절율 분포를 가지는 유효 매질을 형성하기 때문에 투명기판 표면에서의 Fresnel 반사로 인한 광손실을 줄일 수 있다. 또한, 무반사 서브파장구조를 형성하기 위한 패터닝 방법으로, 간단/저렴하고 대면적 제작이 용이한 열적 응집 공정을 이용한 자가정렬된 금속 나노입자 형성 기술이 널리 사용되고 있다. 따라서 본 실험에서는 열적 응집현상에 의해 형성된 비주기적 금 나노입자 식각 마스크 패턴 및 유도결합 플라즈마 장비를 이용하여 글래스 기판 위에 무반사 서브파장 나노구조를 제작하였다. 금 나노패턴 및 제작된 글래스 서브파장 나노구조의 식각 프로파일은 주사전자현미경을 사용하여 관찰하였으며, UV-Vis-NIR 스펙트로미터를 사용하여 빛의 투과율을 측정하였다. 또한, 제작된 샘플들에 대해서, 표면 접촉각 측정 장비를 이용하여 표면 wettability를 조사하였다.