• 제목/요약/키워드: 적외선분광

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유기산, 산화음이온 및 금속 산화물 간의 근권 내 상호작용 연구를 위한 계산화학과 적외선 분광학에 관한 총설: 기본적인 원리와 스펙트럼 처리 (Reviews in Infrared Spectroscopy and Computational Chemistry to Reveal Rhizospheric Interactions among Organic Acids, Oxyanions and Metal oxides: Fundamental Principles and Spectrum Processing)

  • 한준호;노희명
    • 대한환경공학회지
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    • 제39권7호
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    • pp.426-439
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    • 2017
  • 이 총설은 근권에서 일어나는 유기산, 산화음이온, 그리고 금속 산화물 간의 상호작용을 이해하는데 활용하고 있는 적외선 분광학과 계산화학에 대한 기본적 원리, 역사, 적용 분야, 장점, 그리고 단점에 대해 최근 연구들을 바탕으로 요약하였다. 식물의 유기산과 금속 산화물은 토양 환경에서 산화음이온의 유효도와 이동성을 결정하기 때문에, 산화음이온의 환경 내 거동을 이해하기 위해서는 계면에서 이들의 상호작용을 이해하는 것이 중요하다. 적외선 분광학의 감쇠 전반사 기법은 계면에서 일어나는 화학적인 반응을 측정하는 강력한 도구이지만, 광학적 특성들이 실험 설계와 대상에 따라 매우 다르게 나타날 수 있으므로 이를 이용한 측정은 까다롭다. 전반사에 의해 발생하는 소멸파의 침투 깊이가 가장 중요한 매개 변수인데, 침투 깊이는 적외선의 입사각과 대상 파장, 그리고 매질의 굴절률에 따라 결정된다. 또한, 적외선을 이용하여 계면에서의 화학반응을 분석할 때 겹쳐서 발생하는 스펙트럼을 해석하는 것 역시 큰 문제이기 때문에, 겹쳐 나타나는 스펙트럼을 해석하여 밴드를 검출하고, 이 스펙트럼을 deconvolution하는 것이 필수적이다. 본 총설에서는 적외선스펙트럼을 처리하는 기본적인 절차와, 밴드 검출에 사용하는 네가지 방법인 도함수 분광학과 이차 상관 분광학, multivariate curve resolution, 계산 화학을 액체상에 존재하는 인산염 종분화로 설명하였다. 스펙트럼 처리와 계산 화학을 조합하였을 때 간단한 계에서 측정한 겹쳐진 스펙트럼 결과는 해석할 수 있었지만, 자연과 같은 복잡계에서 측정한 겹쳐진 스펙트럼을 해석하는 것은 여전히 불가능한 상황이다. 그러나 향후 분석 및 신호 처리 기술 발달에 따라 복잡계뿐만 아니라 자연계에서 일어나는 계면 반응을 해석할 수 있을 것으로 기대한다.

IGRINS를 이용한 태양계 행성 관측

  • 손미림;김상준;서행자;심채경
    • 천문학회보
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    • 제36권1호
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    • pp.44-44
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    • 2011
  • 상대적으로 온도가 낮은 태양계 천체의 적외선 분광관측 자료는 행성대기의 구성성분, 온도 분포와 haze및 구름을 포함한 대기의 수직구조에 대한 연구를 수행하는 기본이 된다. 외국 망원경의 관측자료에 의존했던 거대 행성 및 타이탄의 적외선 분광자료를 IGRINS를 통해 자체적으로 획득한 자료는 행성대기 연구를 주도적으로 진행할 수 있다는 점에서 큰 의미가 있다. 특히 목성, 토성, 타이탄 대기의K-band(2.0-2.45mm), H-band(1.45-1.80mm) 고분산 분광자료는 기존의 저분산 분광 관측 결과 또는 다른 파장대의 관측 결과와의 비교도 의미가 있을 것으로 기대한다. 그리고 IGRINS의 고 분해능을 이용하면 지구대기에 의해 지상관측이 쉽지 않은 $2.4-2.45{\mu}m$ 파장대에서 지구 흡수선 사이로 도플러 이동되어 들어오는 행성의 분광 자료를 얻을 수 있을 것으로 예상된다. 이에 따라 우리는 IGRINS를 이용한 태양계 행성관측의 시나리오를 마련하고자 한다.

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적외선 광대역 고분산분광기 IGRINS 개발 현황

  • 육인수;이성호;천무영;박찬;박귀종;박수종;권정미;오희영;서행자;박병곤;김영수;;이한신
    • 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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    • 한국우주과학회 2009년도 한국우주과학회보 제18권2호
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    • pp.32.4-32.4
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    • 2009
  • 한국천문연구원은 미국 텍사스대학교와 공동으로 근적외선 광대역 고분산 분광기 IGRINS (Immersion Grating Infrared Spectrograph)를 개발하고 있다. IGRINS는 R=40,000의 높은 분광분해능으로 H-밴드 ($1.49\sim1.80{\mu}m$)와 K-밴드 ($1.96\sim2.46{\mu}m$) 전체 분광스펙트럼을 한 번에 관측할 수 있다. IGRINS를 구성하는 핵심 부품은 실리콘 담금격자 (Silicon Immersion Grating)와 VPH (Volume Phased Holographic) 격자, 그리고 HAWAII2RG 적외선 센서이다. 실리콘 담금격자를 사용함으로써 적외선 분광기의 크기를 일반적인 격자를 사용한 것보다 2-3배정도 줄일 수 있게 되었다. IGRINS는 개발 후 미국 맥도날드 천문대에 3년간 장착하여 관측연구에 활용될 예정이다. 이후 IGRINS는 4미터급 이상의 망원경에 장착될 예정이다. 한국천문연구원은 IGRINS 국제공동 개발을 위하여 2009년 8월 텍사스 대학과 양해각서(MOU)를 교환하였으며 현재 개념 설계를 끝내고 기본 설계를 진행하고 있다. 기본설계검토 회의 (Preliminary Design Review)은 12월에 실시할 예정이다. 또한 과학연구 활용 극대화를 위하여 사용자 그룹을 조직하였으며, 여름학교를 열어 적외선 분광 연구에 대한 교육을 실시하였다. 이 발표에서는 IGRINS의 개발 현황을 보고하고, IGRINS의 설계와 활용 분야에 대하여 소개한다.

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담금격자 적외선 고분산 분광기 개발 계획 (Development Plan for Immersion Grating High-Dispersion Infrared Spectrographs)

  • Lee, Sungho;Park, Chan;Hwang, Narae;Kim, Sanghyuk;Lee, Jae-Joon;Jeong, Ueejeong;Yuk, In-Soo;Park, Byeong-Gon
    • 천문학회보
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    • 제43권2호
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    • pp.43.5-44
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    • 2018
  • 한국천문연구원은 미국 텍사스대학교(UT)와 협력하여 2009년부터 2013년까지 IGRINS 분광기를 개발하였다. IGRINS는 UT의 맥도널드(McDonald) 천문대 2.7미터 망원경과 로웰(Lowell) 천문대의 4.3미터 망원경, 제미니(Gemini) 천문대 8.1미터 망원경에 장착하여 성공적으로 사용되어 왔으며, 최근 한국천문연구원이 제미니 천문대 운영에 정식으로 참여하면서 IGRINS와 유사한 관측기기를 8.1미터 망원경 전용으로 개발해 달라는 요청을 받고 개발계획을 준비하고 있다. 담금격자(immsersion grating)를 사용하는 IGRINS는 거대마젤란망원경(GMT)의 1세대 관측기기 중 하나로 선정된 적외선 고분산 분광기 GMTNIRS의 핵심 요소기술을 검증하기 위한 선행개발 기기의 의미도 갖고 있다. 한국천문연구원은 2011년 UT와 공동으로 GMTNIRS의 개념설계를 수행하였으며, 이후 개발팀에 카네기(Carnegie) 천문대가 합류하여 6.5미터 마젤란(Magellan) 망원경용으로 GMTNIRS와 유사한 담금격자 적외선 분광기를 개발하고 시험운영함으로써 GMTNIRS의 개발을 앞당기는 계획을 추진 중이다.

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적외선 사진을 이용한 문서작성 순서에 관한 분석 (Analysis on Sequence of document processing by using Digital Infrared Photography)

  • 김유진
    • 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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    • 한국콘텐츠학회 2011년도 춘계 종합학술대회 논문집
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    • pp.447-448
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    • 2011
  • 오래전부터 적외선은 문서감정 분야에서 사용했으나, 대부분 필기구의 분광반사 차이를 이용한 문서의 위변조에 집중되었을 뿐, 문서를 작성한 필기구들의 사용 순서에 대한 분석에는 이용하지 않았다. 문서작성의 순서를 분석하기 위해서는 보통 현미경으로 필적을 확대하여 분석하지만, 상황에 따라 분명치 않은 경우도 있다. 따라서 본 연구에서는 필기구들의 분광반사 차이를 이용하여 필기구들이 겹친 영역을 분석함으로서 문서작성에 사용한 필기구들의 사용 순서를 쉽게 판단할 수 있는 방법을 제안하고 있다. 이 방법은 필기구 사용 순서에 따라 법적인 해석에 대한 논쟁이 있을 수 있는 보험계약서 등에 적용이 가능할 것으로 기대한다.

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퓨리에 변환 적외선 분광기를 이용한 수직 분광 복사율 측정 장치의 제작과 측정 (Construction and Measurement of Normal Spectral Emissivity Device using Fourier Transform Infrared Spectrometer)

  • 전상호;유남준;조재흥;박철웅;박승남;이근우
    • 한국광학회지
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    • 제19권6호
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    • pp.400-407
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    • 2008
  • 퓨리에 변환 적외선 분광기(FT-IR)를 이용한 물질의 적외선 분광 복사율 측정 장치를 구축하고 이 장치의 성능을 평가하였다. 본 장치는 기준 흑체, 시료 가열로, 광학계, FT-IR로 구성되어 있으며, 측정 온도 및 파장 영역은 $200^{\circ}C{\sim}500^{\circ}C$$3.5{\mu}m{\sim}20{\mu}m$ 이다. 기준 흑체의 유효 복사율은 0.9993 이상으로 거의 1에 가까운 값을 나타내고 있었으며, 흑체의 분광 복사율에 대한 합성 상대 불확도는 0.69% 이하이다. $300^{\circ}C$에서 불투명한 알루미나, 흑연, 양극 처리된 알루미늄 시료의 수직 분광 복사율과, 금속(IMS200)의 표면 거칠기에 따른 복사율을 측정하였다. 금속(IMS200)의 표면 거칠기에 따른 복사율 변화는 거칠기가 증가할수록 증가하였다.

적외선 분광 반사율에 의한 편차를 활용한 거리 측정 방법 (Distance Measurement Method using Deviation Due to Infrared Spectral Reflectance)

  • 모귀환;양재혁;김수민
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2021년도 추계학술대회
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    • pp.262-265
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    • 2021
  • 본 연구 목표는 조류 둥지에 의한 전신주 내의 사고를 사전에 방지하기 위해 전신주 중 둥지 설치가 가능한 공간 내에 센싱을 통해 조류가 둥지를 짓어 알을 낳기 전에 제거하기 위한 센서 노드 개발에 있다. 조류 둥지를 인식하기 위해서는 최초 설치하였을 때의 거리 측정 값과 이 후 측정되는 거리 값의 변화에 따라 예측 가능한 솔루션에 있다. 본 논문에서는 콘크리트, 철판, 나무, 비닐봉지를 대상으로 적외선을 설계하고 시험하였다. 전신주 내에 놓일 수 있는 물체를 대상으로 실험하여, 각 각의 분광 반사율에 의해 감지되는 분광을 포토다이오드를 통한 값의 표준 편차 그래프를 통해 물체의 대상을 예측하며, 거리 측정이 가능하게 되었다. 본 실험 결과로서 적외선 센서를 통해 전신주 내의 위험물에 대한 대상 정보(콘크리트, 철판, 나무, 비닐봉지)를 습득하게 되고 전력망 모니터링을 통해 안전한 전력망 구축과 자연과 상생 가능한 환경에 이바지 할 것으로 예측된다.

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