• Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers
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• v.20 no.5
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• pp.517-522
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• 2011

Most of SEM is double condenser lens system. Two condenser lenses are required to provide the high demagnification ratios necessary for forming nanometer probes. The thin lens concept provides a highly useful basis for preliminary calculations in a broad range of situations. It is an easy way to understand the electron beam paths in column. Demagnification is easily calculated by this method. In this paper, we present design processes for condenser lens's demagnification by using thin lens combination model. Also, we verify the reliability of our design processes by comparing the modeled demagnification with these of corrected condenser lens.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.39 no.1
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• pp.1-9
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• 2015

This paper presents a design method for optimizing the focused beam characteristics, which are mainly determined by the condenser lenses in a scanning electron microscopy (SEM) design. Sharply reducing the probe diameter of electron beams by focusing the condenser lens (i.e., the rate of condensation) is important because a small probe diameter results in high-performance demagnification. This study explored design parameters that contribute to increasing the SEM resolution efficiently using lens analysis and the ray tracing method. A sensitivity analysis was conducted based on those results to compare the effects of these parameters on beam focusing. The results of this analysis on the design parameters for the beam characteristics can be employed as basic key information for designing a column in SEM.

• Optical Science and Technology
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• v.12 no.1
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• pp.29-36
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• 2008

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.25 no.3
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• pp.315-321
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• 2001

Aerodynamic lenses are widely used in generating particle beams of high density and small diameter, but analytical or modeling studies are limited only in the free molecular regime. In this study, it is shown that generating particle beam is also possible in atmospheric pressure range, and the mechanism of generating particle beam using an orifice is analysed into three different parts : fluid dynamic contraction, diffusional defocusing, and inertial focusing. In laminar flow conditions, the diffusional defocusing effect can be neglected, and the effects of inertial focusing can be expressed in terms of the orifice size and Stokes number. Numerical experiments are done for two different orifices, d/D=1/5 and 1/10 and particle diameter d(sub)p=1-10 ㎛. The results for two different orifices can be made into a single curve when a modified Stokes number is used. The inertial focusing effect diminishes when the modified Stokes number becomes smaller than 10(sup)-2.

• Journal of Welding and Joining
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• v.14 no.3
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• pp.29-40
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• 1996

Electron beam 용접은 전자총에서 발생된 electron beam을 렌즈로 집속시켜 고 에너지의 열원을 얻는 것을 기본 원리로 하고 있다. Electron beam은 렌즈에 의해 매우 작게 집속(0.1 - 1mm.PHI.)시켜 높은 에너지밀도로 만들 수 있으므로 용접을 매우 깊게(수십 - 수백 mm) 할 수 있다. 이러한 용접 특성은 모재의 열변형을 최소로 하여 용접 부위가 원래의 성질을 잃어버리는 것을 최소화한다. 그러나, deep welding 의 경우 입력 파워 밀도가 너무 큰 관계로 계면 부위가 기계적 충격에 약하다는 단점 을 갖고 있다. Electron beam 용접은 서로 다른 금속을 filler material 없이 용접할 수 있으며 복잡한 구조의 용접이 가능하다. 또한 대부분의 electron beam 용접은 진공 중에서 이루어지기 때문에 공기의 영향을 받지 않는다는(산화 방식) 특성을 갖고 있다. 즉, 공기와의 접촉이 적기 때문에 산화가 방지되고 용접 순도가 매우 높다는 장점을 갖고 있다. 이는 반면 장치가 거대해지고 비싸다는 단점으로 작용한다. 1980년대 부터 이러한 단점의 극복을 위해서 대기중에서의 electron beam 용접에 관한 연구가 수행 되어 실용화 단계에 이루고 있다. 최근 전자, computer기술의 발달로 electron beam 출력을 더욱 더 정밀하게 조절할 수 있고, computer와 sensor의 결합으로 자동용접 위치 제어와 NC(Numerical Control) 작업대의 설치로 완전 자동화 용접 공정이 가능 하다. 그 결과 높은 용접 속도를 얻을 수 있으며 무인 생산 체계에로의 응용이 가능 하다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.32 no.8
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• pp.589-596
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• 2008

An orifice type of aerodynamic lens is generally used to focus nanoparticles. However, it is impossible to focus particles smaller than 10nm in air due to flow instability of fluid in a lens. In this study, we propose a new converging-diverging type of the aerodynamic lens capable of focusing particles of 5-50nm in air. Designing factors of the lens configurations is also extracted and explained in detail through a numerical simulation. It was demonstrated that the aerosols are delivered from the entrance to the downstream of the lens system with 90% transmission efficiency. The final beam diameters are shown to be more or less 1mm in the range of particle size.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2008.11a
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• pp.449-450
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• 2008

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2010.05a
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• pp.489-490
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• 2010

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.5 no.2
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• pp.252-259
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• 1994

The method of calculating overlap dispersion caused by group velocity mismatch between uv and visible pulses in ultrafast pump-probe experiments is presented to discuss limitations of the time resolution and signal intensity. The calculations show arrangements using a single focusing lens shall result in undesirable time resolution and low signal intensity. Achromatic doublets result in unrealistic solutions. However, dramatic improvement in the time resolution and signal intensity is expected in the optical arrangements using separate lens for each pulse and in the arrangements using a cutoff secondary lens with a main lens. lens.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2000.02a
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• pp.220-221
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• 2000

본 연구에서 목표로 하는 집속광학계는 레이저 다이오드의 emitting area가 50$mu extrm{m}$$\times$1.0$\mu\textrm{m}$ 이고 pumping 매질인 crystal의 TE $M_{00}$ mode 발생을 위한 최소 입사빔의 단면도가 단축과 장축의 직경이 각각 206$\mu\textrm{m}$, 204$\mu\textrm{m}$인 타원이어야 하기 때문에 수직 방향으로는 200배 수평 방향으로는 4배의 확대를 할 수 있는 광학계 이어야 한다. 일반적으로 레이저 다이오드용 집속광학계는 레이저다이오드의 수직 수평 emitting area가 다르기 때문에 실린더형, 원통형 또는 toroidal형의 렌즈를 조합하여 구성한다. 그러나 우리의 경우는 emitting area의 수직 수평비 즉 집속광학계의 수직 수평의 굴절능( power )의 비가 50:1 이어야 하기 때문에 그림1과 같은 일반적인 실린더형, 원통형 또는 toroidal형의 렌즈의 조합으로 집속광학계를 구성하기에는, 렌즈 power비를 50:1로 하기 위해 필요로 하는 공간이( 첫번 렌즈와 마지막 렌즈까지의 거리 ) 커지는 점, 필요로 하는 렌즈의 매수가 많아지는 점, 집속 beam의 형상 즉 단면의 이심률이 커져서 pumping에 비효율적이라는 점 등에서, 부적절하다. (중략)략)