본 논문은 공중 혹은 해상배경에 표적과 화염이 동시에 존재할 때, 무인항공기에 장착된 EOTS(Electro-Optical Targeting System; 전자광학 추적장비)가 표적을 추적하기 위해 화염의 영향에 강건하도록 표적을 자동 인식하는 기법을 제안한다. 제안한 기법은 표적과 화염의 적외선 영상을 Gradient Vector Field로 변환하고, 각 Gradient magnitude를 Polynomial Curve Fitting 도구에 적용하여 다항식 계수를 추출 및 얕은 신경망 모델에 학습함으로써, 표적과 화염을 자동으로 인식한다. 확보한 표적 및 화염의 다양한 적외선 영상 DB를 학습데이터, 검증데이터, 시험데이터로 분류하여 제안한 기법의 표적 및 화염 자동 인식 성능을 확인하였다. 본 알고리듬을 활용하여 무인항공기의 자동비행 중 충돌회피, 산불탐지, 공중 및 해상의 목표물을 자동탐지 및 인식하는 분야에 적용될 수 있다.
나노크기의 반도체 물질은 표면적/부피 비와 그 크기에 의해 광학적, 전기적 특성이 크게 영향을 받는다. 나노크기의 반도체 재료 중 ZnO는 3.37eV의 넓은 에너지 밴드갭을 가지고 있으며, 60meV의 큰 엑시톤(exciton) 결합에너지의 특성을 가지고 있어 UV 영역의 소스로서 가장 활용도가 클것으로 예상된다. 1 차원 ZnO 나노구조는 청색과 자외선 발광소자 및 광전자 소자, 화학적 센서로 활용이 가능하다. whisker, nanowires, norods, nanonail, nanoring 등과 같은 ZnO 나노구조의 형태와 크기는 합성장비와 공정조건에 크게 영향을 받고 서로 다른 광 특성 결과를 나타낸다. ZnO 나노구조의 합성을 위해 다양한 금속 촉매를 이용한 기상-액상-고상(VLS)의 성장 메카니즘이 연구되었다. 그러나 이 방법은 촉매로 사용된 금속이 불순물로 작용하는 결점을 가지고 있다. 최근에는 기판위에 아무런 촉매도 사용하지 않은 ZnO 의 합성에 대해 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 촉매없이 합성된 나노구조의 형태와 성장방향은 초기단계에서 불규칙한 원자배열로 인해 합성상태의 제어 (방향, 형상 등)가 매우 어렵다. MOCVD 장비 금속 촉매를 이용하지 않고도 미량의 Zn 와 $O_2$ 량을 일정하게 조절함으로써 형상 및 방향성을 제어 할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 또한 본 연구에 사용된 MOCVD 장비의 경우 추가적인 케리어 가스 유입을 통해 나노막대의 aspect ratio 조절이 가능하다. 본 연구는 MOCVD 장비를 이용해 촉매를 사용하지 않고 1 차원 ZnO 나노막대를 합성하였고, 추가적 케리어 가스 유량을 변화시킴으로써 형태 변화 및 발광특성에 관한 영향을 연구하였다.
본 연구에서는 ZnO를 기반으로 하여 $In_2O_3$, $Ga_2O_3$를 혼합한 IGZO 박막의 물성들을 분석하였다. 광학적 특성 결과 가시광 영역에서 모두 80%이상의 투과율을 나타내었으며, 전기적 특성을 조사한 결과 $In_2O_3:Ga_2O_3$:ZnO (1:9:90 wt.%)의 IGZO박막에서 $1.90{\times}10^{-3}\;\Omega/cm$의 비저항을 확인 할 수 있었다. 또한 상온에서 $400^{\circ}C$로 기판온도에 변화를 주어 실험하였으며, 결정성을 분석하기 위하여 XRD (PANALYTICAL CO.)를 사용하였고, SEM (JEOL CO.) 을 이용하여 IGZO박막의 미세 구조를 확인하였다. UV-ViS spectrophotometer (SHIMADZU CO.) 을 사용하여 광학적 특성을 측정하였으며, Hall effect측정 장비를 이용하여 캐리어 농도 및 Hall이동도 변화에 따른 비저항을 비교 분석하였다.
21세기 정보화 시대의 도래와 함께 반도체 및 디스플레이 분야는 고부가가치산업으로 급격히 성장하였고, 현재까지도 미래의 지속적인 시장 창출을 위하여 기술개발과 투자로 초미세화, 고효율, 대면적화에 대한 원천기술 확보가 중요시되고 있다. 반도체 및 디스플레이의 대면적화가 진행됨에 따라 플라즈마 공정장비의 대면적화도 활발히 기술개발이 진행되고 있으며, 대면적화에 있어 플라즈마의 공간균일도는 생산수율 및 공정균일화를 위해 기본적으로 평가되어야 하는 중요한 지표가 되었다. 하지만 종래의 진단법들은 대면적 플라즈마 진단에 매우 제한적이기 때문에 본 연구에서는 대면적 플라즈마의 공간균일도 평가를 위해 플라즈마의 방출광 측정을 기초로 하는 진단계를 개발하였다. 플라즈마 방출광을 이용한 진단은 플라즈마에 섭동을 주지 않고 전자온도의 변화 및 공간균일도를 평가할 수 있다. 이 진단법은 두 마주보는 한쪽 면이 평평한 볼록렌즈(plano-convex lens)로 이루어진 수광시스템과 역변환 알고리즘을 통해 선 적분된 방출광으로부터 플라즈마 방출광의 국지적 정보를 측정하는 것이다. 플라즈마와 같이 크기가 큰 광원의 경우 렌즈 광학계에서 필연적으로 수반되는 선적분된(chord-integrated) 방출광을 제거하기 위해 구조에 따른 시스템 함수를 이용한 푸리에 변환 알고리즘을 개발하였고, 이를 통해 렌즈 초점거리의 정확한 방출광 세기만 재구성하였다. 이러한 재구성 방법을 이용하여 렌즈의 거리를 움직이며 대면적 플라즈마의 방출광 분포측정을 수행하였고, 이에 대한 결과를 발표하고자 한다.
전자습윤현상에 기초한 응용 기술들은 액체렌즈로 대표되는 광학분야에서부터, 바이오 칩 등의 생체분야까지 다양하지만, 아직 동적 특성에 대한 이해가 부족하고, 수 미리 초에 발생하는 현상을 측정하는 방법도 매우 제한적이다. 전기 습윤의 동적인 현상을 측정, 평가 하기 위해서는 전압 인가 후 빠르게 움직이는 계면의 동적 현상이 계면의 정보를 표현할 수 있는 수치로 표현되어야 하며, 연속적인 측정이 가능해야 한다. 본 연구에서는 전자습윤 현상에 의한 액체 계면의 동적인 변화를 광량변화를 통해 실 시간적으로 측정할 수 있는 방법을 제시하였고, 실험을 통하여 제시된 방법의 정확도를 검증하였다. 제시된 광량변화 측정 방법은 장치가 단순하여 기존의 방법에 비해 고가의 장비 및 추가의 데이터 분석 기술이 필요치 않으면서도 연속적인 실시간 데이터를 얻을 수 있다.
AF 코팅은 유리나 플라스틱과 같은 기재 표면을 특수 처리하여 지문과 같은 오염물질의 부착방지와 오염물질이 부착되더라도 쉽게 제거 가능하도록 하는 기술이다. 전자, 자동차, 건축, 섬유, 철강분야 등에 활용 가능한 중요기술로 박막의 발수 발유 기능을 부여하는 표면처리 기술이고, 코팅방법에는 진공증착, 스핀코팅, 딥코팅, 플로우 코팅, 스프레이 코팅 등이 있으며, 경화 방법이나 접촉각 등의 특성이 반영된다. 터치패널 등의 지문부착방지 기술은 불소계와 비불소계 재료로 구분할 수 있지만 지문을 쉽게 지울 수 있고, 오염 방지 기능과 내구성이 있으며, 우수한 광학특성을 유지하는 것이 과제라 할 수 있다. 그리고 항균성을 부여하는 기술도 개발되고 있다. 이런 터치패널의 강화유리에 AF 코팅한 제품은 핸드폰 글래스에 처음 적용하면서부터 실생활에 도입이 시작되고 있다. 이러한 AF 코팅을 스퍼터링 법을 이용하여 증착 시켰다. 기존에는 E-beam을 이용한 증착 방식이 주를 이루었지만, 스퍼터링 법을 이용함으로써 박막의 균일화 및 대량생산이 가능해졌다. 따라서 이 연구에서는 기존의 E-beam 방식과 sputtering 공정 중 ion source에 의한 전처리의 유무에 따른 박막의 특성을 비교하였다. 내부식성, 내마모성 시험을 거친 후, 접촉각을 측정하여 알아보았으며, 박막의 건전성 및 균일성은 FE-SEM을 이용하여 관찰하였다. 실험용 장비가 아닌 실제 생산장비인 직경 1,400 파이의 장비를 이용하여 증착하였으며 염수분무 및 내마모 시험 후, 기존 접촉각의 ${\pm}5^{\circ}$ 내외임을 확인 할 수 있었고, 박막의 건전성 또한 뛰어남을 알 수 있었다.
본 논문은 항공기의 성능개량에 필수 수반되는 신규 및 변경 장비 장착부에 기체구조물 개조 및 장착설계를 수행한 연구이다. 항공기 외부에 장착되는 대표적인 성능개량 장비로는 안테나, 레이더, 전자광학/적외선 표적지시장치(EO/IR) 및 자체방어체계 장비 등이 있으며, 운용을 위해서 기본항공기의 구조보강, 개조 및 장착설계가 수행된다. 항공기 내부에는 사용자 운용 요구도에 맞게 콘솔과 랙 구조물이 개조 또는 추가된다. 또한 성능개량을 위해 교체 및 추가되는 장비의 장착설계와 이에 따른 내부 냉각을 위한 환경제어계통 구성품 개조가 수반된다. 성능개량 항공기의 구조건전성, 운용성 및 정비성이 확보된 기체구조물의 상세설계로 감항 적합성이 검증된 엔지니어링 과정과 사례를 제시하였다.
점광원 가정법은 광학계의 초점거리를 LED die 표면의 중심점으로 설정하고 LED 패키지의 발산형태는 이상적인 점광원으로 가정하여 설계하는 방법이며, 가초점 설계법은 focal smear라고 불리우는 초점영역의 가초점을 기준점으로 잡아 설계를 시행하는 방법이다. 실제 LED에서 빛이 발산하는 부분은 점광원이 아닌 부피를 가지고 있는 형태이기 때문에 점이외의 면에서 발생하는 오차와 가초점 영역 설정을 통한 설계는 결과에 오차를 발생시키게 된다. 따라서 구조 분석 실험 장비를 이용한 LED내부 구조를 분석한 후 이를 시뮬레이션 설계에 적용한 결과 기존 설계법에 비해 약 5%의 오차범위를 줄일 수 있었다.
Ge-Sb-Se계 칼코게나이드 유리의 Melting 조건변화에 따른 특성변화를 연구하였다. Glass melting 조건(homogenization-temperature, homogenization-time, annealing) 에 따라 제작된 칼코게나이드 유리 bulk를 FT-IR, XRD, SEM 등의 분석장비를 이용하여 특성을 분석하였다. Homogenization temperature가 높을수록 석영관 급냉 시 발생되는 mechanical stress와 내부응력차로 인해 칼코게나이드 유리 깨짐현상이 증가하였으며 조성비와 melting 조건에 따라 XRD분석에서 확인되지 않는 미소결정이 SEM 분석결과 관찰되었다. 본 연구를 통해 칼코게나이드 유리의 melting 조건에 따른 경향성을 확인할 수 있었다.
실온에서 디스플레이 응용을 위하여 ICP CVD로 PET기판 위에 실리콘 산화 반사 방지막을 성장시키고, EDXA로 분석하였다. 분광 Ellipsometer, UV-V와 FTIR분광기를 이용하여 반사율을 3%이하까지 낮출 수 있다는 것을 확인하였고, SEM장비를 이용하여 표면 상태를 알아보았으며. Essential Macleod 광학디자인 프로그램을 이용한 시뮬레이션 결과와 일치함을 확인하였다. 본 연구결과를 이용하면 다층박막 대신 단층 반사방지막을 제작하여 경제적이고, 효과적인 반사방지막을 제작할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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