• 공업화학
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• 제34권4호
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• pp.383-387
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• 2023

범용적으로 고진공 성막 장비에서 사용되는 quartz crystal microbalance (QCM)는 두꺼운 필름이 quartz 위에 성막되는 경우, 크리스탈 고유의 진동에 영향을 주어 사용이 어려워진다. 본 논문에서는 실시간 필름 증착 공정 중에 센서의 손상이 없는 광학적 계측 방식을 통해 필름의 성막 속도를 측정하는 방법을 연구하였다. 기체 이동 경로로 지나가는 페럴린 가스 중 다이머에 의한 레이저의 산란 정도를 측정하여, 페럴린 공정의 분해부 온도가 감소할수록 페럴린 가스 중 다이머의 비율이 증가하는 것을 성공적으로 확인하였다. 또한, 성막된 필름의 특성을 확인한 결과, 분해부 온도가 감소할수록 필름의 두께와 haze가 증가한 것을 확인할 수 있었다. 우리는 연구 결과를 통해 개발한 안정적인 실시간 성막 속도 계측 시스템을 이용함으로써, 진공 공정을 통해 성막하는 페럴린 필름의 정밀한 성막 속도 제어에 활용하고자 한다.

• 한국광학회지
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• 제35권4호
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• pp.170-174
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• 2024

대기 중 레이저 빔 전파 시 대기 난류에 의한 악영향을 해소하고 빔품질을 향상시키기 위해서 적응광학을 사용한다. 본 논문에서는 장거리 레이저 전송을 위한 적응광학계의 핵심 부품인 변형거울의 정밀 조립 방법을 제안한다. 변형거울은 거울판과 구동기, 플렉셔(flexure)로 구성되며 이 부품들을 정밀하게 조립하는 것이 성능을 좌우한다. 본 논문에서는 지그의 설계/제작을 통해 고밀집 다채널 실리콘-카바이드 변형거울을 완성했으며, 변형거울 성능 확인을 통해 제안한 방법의 유효성을 검증했다.

• 한국음향학회지
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• 제33권2호
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• pp.118-125
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• 2014

역문제에 기반한 음향 온도 측정법에서는 단면의 음속 분포 계산이 필수적이며, 이를 위하여 단면 외곽에 위치한 센서들 간의 지연시간을 계측하고, 이를 입력으로 하는 전달행렬과 계수 벡터를 이용한 역문제를 이용하여 음속 분포를 예측한다. 그러나, 센서 개수의 부족으로 인하여 충분한 수의 음향 경로가 확보되지 못하면, 지연시간 벡터의 개수가 한정될 수 있다. 지연시간 벡터의 개수는 공간 해상도와 관련 있으며, 부족한 지연시간 벡터의 개수는 공간 해상도의 저하를 초래하여 정확한 온도 재구성 결과를 얻지 못할 수 있다. 본 연구에서는 이 문제를 해결하기 위하여, 실제 측정된 지연시간으로부터 온도장을 재구성 한 뒤, 임의의 경로에 해당하는 지연시간을 재구성 된 온도장으로부터 재형성하여 지연시간 벡터의 개수를 증가시켰다. 측정된 지연시간 벡터와 재형성 된 지연시간 벡터를 함께 사용할 경우, 음향 경로의 개수가 증가하므로 공간 분해능의 향상을 기대할 수 있다. 임의의 온도 분포를 가지는 2차원 단면을 수치 예제로서 채택하였고, 측정된 지연시간만을 이용한 결과와 재형성 된 지연시간을 함께 사용한 재구성 결과를 비교하였다. 그 결과, 재형성 된 지연시간과 측정된 지연시간을 함께 사용한 경우의 온도 재구성 오차가 측정된 지연시간만을 사용한 온도 재구성 오차보다 최대 15 % 감소하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.4-6
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• 2010

지상파 항법인 로란은 전송된 신호는 장파특성에 따라 지표파에 의한 정보를 전달하게 되는데 지표면과 해수면의 특성 즉, 전도도에 따라 전파의 지연시간이 달라진다. 이것은 정확도를 저하시키는 원인이 된다. 그러므로 보다 정확도가 요구되는 지역에서는 전파지연에 의해 발생하는 시간적 공간전 변화(ASF)를 보상하게 되면 정확도를 향상시킬 수 있다. 로란시스템의 현대화와 eLoran 시스템에서는 ASF를 보상함으로써 선박이 항만으로 진입 및 접안할 때 활용할 수 있는 정확도 기준을 마련하고 있다. 이 조건을 충족시키기 위해서는 ASF의 정밀측정 필수이며, 본 논문에서는 포항송신국 근해인 영일만 해상에서 ASF를 실측한 결과와 그에 필요한 측정기술을 보고한다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.233-234
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• 2009

박막 재료의 면저항 측정은 일반적으로 FPP(Four-Point Probe)원리를 적용한 측정기률 사용하고 있다. 개발된 면저항 측정기의 특징은 dual configuration 기술을 적용하여 탐침 간격에 대한 시료의 크기 및 두께에 대한 보정계수를 고려하지 않아도 되므로 누구나 업고 정확하게 사용 할 수 있다. 측정범위는 $1\;m{\Omega}{/\square}\;{\sim}\;1\;G{\Omega}{/\square}$이며, 반복성과 재현성 및 직선성은 0.1 %이하로서 우수한 특성을 나타냈다. 또한 기존의 면저항 측정기에 적용된 single configuration 기술에서 나타나는 가장자리 효과의 단점을 dual configuration 기술을 적용하여 해결하였고 정밀 정확도를 향상시켰다. 개발된 면저항 측정기의 특성평가는 국가측정표준으로부터 소급성이 유지된 표준저항, 분할저항기, 면저항 인증표준물질 등을 사용하였다.

• 한국자기학회지
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• 제4권3호
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• pp.277-281
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• 1994

일반적으로 양성자의 핵자기 공명주파수를 정밀하게 측정하는데 사용되는 자기유도법은 저자장에서 애무 균일한 자장공간이 필요하다. 이를 위해 4전류 솔레노이드와 Rabi법 핵자기 공명 마그네토미터에 의하여 솔레노이드 중심 축상 ${\pm}20\;nm$에서 6 ppm으로 자장균일도를 향상시킨 후, 1.0mT의 저자장에서 자기유도법으로 공명신호를 관측하였다. 그리고 4전류법과 단전류법에 의해 형 성된 3 ppm/cm와 40 ppm/cm의 자장기울기에서 측정한 공명흡수신호를 이론차와 비교하였다.

• 한국지리정보학회지
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• 제24권2호
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• pp.78-90
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• 2021

정밀지오이드를 구축하기 위하여 육상, 해상, 항공, 위성 중력측정 방법으로 다양화되고 측정 기술이 발전되어 고해상도 고정밀도의 중력자료 확보가 가능해졌다. 정밀지오이드의 구축은 별도의 수준측량 없이 GNSS 측량을 통해 표고를 빠르고 편리하게 결정할 수 있으며 우리나라는 2014년부터 국토지리정보원에서 GNSS를 기반으로 한 높이측량 정확도를 향상시키기 위해 합성지오이드 모델을 개발하고 있다. 본 연구에서는 공공측량의 GNSS높이측량을 검증하기 위하여 기존의 고시된 공공기준점을 선점하여 GNSS높이측량 결과와 비교 분석하였다. 실험은 연구보고서 등에서 정밀도가 낮은 지역으로 제시되거나 정밀도가 낮을 것으로 예상되는 연안, 접경, 산악지형의 공공기준점에 대하여 GNSS높이측량을 수행하고 정밀도를 분석하였다. GNSS높이측량 검증을 위해 공공기준점 GNSS높이측량 기지점으로 사용될 주변 통합기준점의 GNSS 타원체고를 점검하였다. 점검된 통합기준점을 기준으로 공공기준점의 GNSS 타원체고를 산출하고 KNGeoid18 모델을 이용하여 표고를 계산하여 직접수준측량 표고결과와 비교하였다. 분석 결과 연안, 접경, 산악 지역 공공기준점의 GNSS 높이측량 결과가 3·4급 공공수준측량 정확도에 만족하는 것으로 나타났다. 이를 통하여 사용자가 요구하는 높이 정확도에 따라 기존의 직접수준측량보다 GNSS 높이측량이 효율적으로 이용될 수 있으며, KNGeoid18도 자율주행자동차, 무인항공기 등 다양한 분야에서 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.580-585
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• 2009

RTLS 태그는 추적 대상이 되는 사람이나 물체에 부착되어 리더에게 주기적인 블링크를 전송하는 역할을 하며, 배터리 등의 제한된 전원에 의해 동작한다. 특히, 블링크 전송 주기는 태그의 에너지 효율에 직접적인 영향을 미치며, 태그의 이동성은 RTLS 시스템의 위치 측위 정밀도에 영향을 준다. 블링크 주기와 RTLS 시스템의 위치 측위 정밀도는 서로 상충 관계에 있으며, 본 논문에서는 태그의 에너지 효율과 RTLS 시스템의 위치 측위 정밀도를 동시에 향상시키기 위해 모션 센서를 이용하여 태그의 이동 정도를 측정하고, 이에 따라 블링크 주기를 조절하는 기법을 제안한다. 결과적으로 기존 연구 대비 40% 가량 송신 횟수를 줄이면서도 비슷한 수준의 위치 측위 정밀도를 보였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.311-312
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• 2012

본 발표에서는 광학적 분석 시스템에 적용 가능한 발광소자(광원)과 수광소자(광센서)를 집적화시키는 모듈(수 발광 집적모듈) 기술을 제시하고자 한다. 이러한 수-발광 집적모듈은 다양한 응용 분야에 적용 될 수 있다. 예를 들어, 광신호 감지를 위한 광통신용 송-수신 모듈(optical communication), 의료/진단 분야에서 단백질/DNA/박테리아 등의 검출 및 분석에 관한 바이오 센서(bio-sensor), 그리고 대기(가스)/수질 모니터링에 관한 환경센서 등 매우 광범위한 분야에 해당되는 요소 기술이라 할 수 있다. 특히, 이들 분야들 중 바이오 물질을 분석하고 검출하는 광학적 바이오 센서 기술은 높은 경제적 가치와 산업적 성장 잠재력으로 인해 오랫동안 활발한 연구가 진행되어 오고 있다. 이러한 광학적 바이오 센서에서 가장 범용적인 방법 중 하나가 항온-항체 면역반응을 기반으로 하는 형광 검출(fluorescence detection) 기법이다. 이러한 시스템은 전체적으로 광원, 광학계, 그리고 센서로 구성되는데 기존에 일반적으로 사용되고 있는 형광 현미경의 경우는 민감도가 우수하다는 장점은 있으나 상당히 고가이고 부피가 크며 복잡한 광학구성으로 이루어져 있다는 한계점을 가지고 있다. 이러한 맥락에서 고민감도를 확보하면서 휴대성, 고속처리, 저가 등의 특성을 가진 시스템에 대한 요구가 갈수록 증가하고 있다. 이를 해결하기 위한 핵심기술 중의 하나가 수-발광 부분을 집적화 시키는 기술이라 할 수 있다. 본 연구에서는 바이오 센서 기술의 하나로서 형광을 측정하여 혈액내의 진단 지표인자를 검출할 수 있는 휴대용 혈액진단기기에 적용되는 소형 수 발광 집적 모듈을 개발하였다. 혈액내의 검출 성분의 양에 따라 형광의 세기가 변화하게 됨으로써 정량적인 검출이 가능한 원리이다. 모듈의 구조는 크게 광원(발광소자), 광학계, 그리고 광센서(수광소자) 세 영역으로 나누어 진다. 광원은 635 nm 적색 레이저다이오드로서 형광체(Alexa Fluor 647/발광파장: 668 nm)를 여기 시키는 기능을 하며 장착된 볼렌즈 의해 샘플의 형광체 영역으로 집광된다. 광학계는 크게 시준렌즈(collimating lens)와 광학필터로 구성됨으로써 샘플로부터 발생되는 광을 적절하게 수광소자로 전달하는 기능을 하게 된다. 여기서 광학필터의 경우는 기본적으로 Distributed Bragg's Reflector(DBR) 구조로써 실리콘(Si) 포토다이오드 상부에 모노리식(monolithic)하게 형성되며 검출 샘플로부터 진행되는 레이저 광(잡음의 주원인)은 차단하고 형광(광신호)만 통과 시키는 기능을 하게 된다. 따라서 신호 대 잡음비(S/N ratio)를 향상시키기 위해서는 정밀한 광 필터링 기능이 요구됨으로써 박막의 세밀한 공정 조건과 구조적-광학적 특성 분석이 수행되었다. 마지막으로 포토다이오드 소자는 일반적인 구조 이외에 중앙에 원형 구멍이 형성된 특별한 구조가 적용된다. 이것은 포토다이오드 구조에 변화를 줌으로써 모듈 구조를 효율적으로 응용할 수 있다는 의미를 갖는다. 또한 포토다이오드의 전기적-광학적 측정 분석을 통해 잡음 및 감도 특성이 세부적으로 조사되며 형광신호를 효과적으로 측정할 수 있음을 확인하였다. 최종적으로 제작된 모듈은 약 $1{\times}1{\times}1cm^3$ 내외 정도의 크기를 갖는다. 요약하자면 본 발표에서는 광학적 바이오센서에 적용할 수 있는 소형 수-발광 소자 집적모듈을 소개한다. 전체 모듈 설계는 최소한의 부피를 가짐과 동시에 측정의 정밀성을 향상시키는데 초점을 맞추어 진행하였다. 세부요소인 광학필터와 포트다이오드의 경우 잡음 및 민감도에 미치는 중요성 때문에 세밀한 공정 및 특성분석이 수행되었다. 결론적으로 독자적인 설계 및 공정을 통해 휴대성 및 정밀성 등의 목적에 부합한 경쟁력 있는 수-발광 소자 집적모듈 제작 기술을 확보하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권9호
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• pp.781-788
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• 2016

본 논문에서는 실시간 On-board 궤도 결정 성능을 향상시키기 위해 고정밀 우주 섭동 모델을 구현하였고, 구현된 우주 섭동모델을 GNSS 수신기의 궤도 결정 로직에 적용하여 그 결과를 분석하였다. 궤도 결정 로직은 확장 칼만 필터(Extended Kalman Filter)로 구현되었고, 의사거리로 계산한 궤도(Standard Position Service)를 관측정보로 이용하였다. 궤도 결정 로직 성능 검증은 GPS 인공위성의 신호를 모사하는 GNSS 시뮬레이터를 이용하여 수행하였다. 고정밀 섭동모델의 궤도 결정 성능을 $J_2$ 항만 고려한 섭동모델의 궤도 결정 성능과 비교하여 분석한 결과, GPS 항행해의 위치 정밀도는 43.61 m($3{\sigma}$)에서 23.86 m($3{\sigma}$)로 46 % 개선되었으며 속도 정밀도는 0.159 m/s($3{\sigma}$)에서 0.044 m/s($3{\sigma}$)로 72 % 개선되어 정밀도가 향상된 것을 확인할 수 있었다.