• 제목/요약/키워드: Left-Handed Materials

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금속과 왼손잡이 메타-물질의 경계면에서 형성되는 표면 폴라리톤의 전파 특성 (Propagation of surface polaritons at the interface of metal and left-handed metamaterial)

  • 윤재웅;송석호;오차환;김필수
    • 한국광학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.89-99
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    • 2004
  • 금속에서의 흥미로운 광학적 특성들은 주로 표면 폴라리톤(surface polaritons: SP)의 기여에 의해 나타난다. 물질상수(유전율과 투자율)가 모두 음수인 왼손잡이 물질(left-handed materials: LHM)의 표면에서도 두 종류의 SP인 표면 전기-폴라리톤(surface electric-polariton: SEP), 또는, 표면 자기-폴라리톤(surface magnetic-polariton: SMP)이 형성되어 군속도와 위상속도가 서로 반전되는 경우가 발생한다. 본 논문에서는 금속물질과 LHM와 같은 메타물질(metamaterials)의 경계면에서 발생하는 SP의 전파특성을 분산관계를 통하여 분석하였다. 임의의 물질상수를 갖는 두 매질의 경계면에서 SEP와 SMP가 생성될 수 있는 일반화된 조건을 도출하였으며, 양쪽 매질을 통해 전파하는 에너지 비율의 차이에 의해 군속도와 위상속도가 반전된다는 물리적인 원인을 제안하였다. 도출된 SP 생성조건을 이용하여 금속물질과 메타물질의 경계면에서 전파하는 SEP와 SMP의 분산관계를 구하고, 주파수에 따라 다양한 SP의 전파특성이 나타날 수 있음을 보였다. SEP 및 SMP 분산관계로부터 구한 정량화 된 전파특성은 SP가 존재하기 위한 매질의 일반화된 조건과 에너지 전파 비율의 계산으로부터 얻은 결과와 일치함을 확인하였다. 특히, 두 매질 중 어느 한 매질이 LHM이 아니더라도 SP은 위상속도와 군속도가 반전되어 전파될 수 있음을 밝혀내었다.

색깔 변환이 가능한 삼차원 포토닉 액추에이터

  • 정광운;이명훈;나창운;진광용
    • 고무기술
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    • 제9권1호
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    • pp.25-28
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    • 2008
  • By combining the multi-faceted environmental responsiveness of polymer hydrogels with photonically active structures, there has been a significant effort to create color-tunable photonic crystal sensors by changing either the periodic spacing of the structure or the dielectric constants of the materials. Here, we show that reversible spiral and helical opal switches with both dimensional and optical functionalities that respond to environmental chemistry can be constructed. When the transparent opal switch is swollen in hydrophilic acetic acid, right-handed spirals and helices that exhibit angularly dependent colors from Bragg diffraction are formed. When the transparent opal switch is swollen in hydrophobic hexane, left-handed spirals which exhibit angularly dependent colors from Bragg diffraction are formed. When the transparent opal switch is swollen in hydrophobic hexane solvent, a left-handed spiral and helix with an angularly independent bluish color is formed. After deswelling, all switches returned back to the transparent planar state. These color-tunable, reversible spiral and helical opal switches can be useful as mechanical actuators, and electrical devices as well as optical components.

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Metamaterial의 전파 상수 및 물질 상수 (Propagation Constant and Material constants of Metamaterials)

  • 이동현;김재희;박위상
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제45권8호
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    • pp.69-74
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    • 2008
  • 본 논문에서는 유전율($\varepsilon'$)과 투자율($\mu'$)이 양수인 double-positive (DPS) 물질에서 정의된 전파 상수를 epsilon-negative(ENG) 물질 (${\varepsilon}'<0,\;{\mu}'>0$), mu-negative (MNG) 물질 (${\varepsilon}'>0,\;{\mu}'<0$), 그리고 double-negative (DNG) 물질 (${\varepsilon}'<0,\;{\mu}'<0$)으로 확장하여 유도하였다. 이와 함께 유전율 손실(${\varepsilon}"$)과 투자율 손실(${\mu}"$)이 전파 상수에 미치는 영향을 분석하여 이 물질에서 전파가 right-handed (RH) 혹은 left-handed (LH)로 동작하는지를 규명하였다. DPS와 DNG 물질은 ${\varepsilon}"$${\mu}"$의 값에 상관없이 각각 RH 그리고 LH 매질로 동작한다. 반면 ENG와 MNG 물질은 (${\varepsilon}'{\mu}"+{\varepsilon}"{\mu}'$)의 부호가 양수이면 RH, 음수이면 LH 매질로 동작하는 특이한 특성을 가진다.

유체를 이용하여 위상응답을 제어하기 위해 잉크젯 프린팅으로 구현한 미세유체채널 복합 좌·우향 전송선로 (Fluidically-Controlled Phase Tunable Line Using Inkjet-Printed Microfluidic Composite Right/Left Handed Transmission Line)

  • 최성진;임성준
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제26권1호
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    • pp.47-53
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    • 2015
  • 본 논문은 미세유체채널에 채워진 유체를 이용하여 위상응답을 제어하는, 잉크젯 프린터로 인쇄된 미세유체채널 복합 좌 우향 전송선로(CRLH TL: Composite Right/Left Handed Transmission Line)를 제안한다. 제안된 CRLH TL은 종이 위에 은 나노입자 잉크를 이용하여 인쇄되었으며, Poly Methyl Methacrylate(PMMA)에 레이저 식각을 이용하여 제작된 미세유체채널은 잉크젯 프린터로 인쇄된 접착물질인 SU-8을 이용하여 CRLH TL 위에 부착되었다. 제안된 CRLH TL은 미세유체채널에 채워진 유체에 따라서 위상응답을 변화시킬 수 있으며, 미세유체채널에 각기 다른 유체가 흐를 때, 900 MHz에서 -10 dB 이하의 반사계수를 유지한 상태로 위상 지연, $0^{\circ}$ 위상, 위상 앞섬 특성을 모두 나타낼 수 있음을 확인하였다. 제안된 CRLH TL의 성능은 시뮬레이션 결과와 측정 결과를 통하여 성공적으로 증명되었다.

회로 파라미터 추출을 통한 1-D RLH-TL의 방사 효과 분석 (Modeling of Radiation Effects for 1-D RLH-TL Using Extraction of Circuit Parameters)

  • 최창호;이범선
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제19권2호
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    • pp.214-222
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    • 2008
  • 일반적으로 손실이 없는 우형 전송선 모델에 직렬 커패시터와 병렬 인덕터를 삽입하여 만든 우좌형 전송 선로에 손실을 고려한 등가 회로를 제안한다. 제안된 식을 이용하면 원하는 주파수에서의 위상 조절이 가능하며, 단위 셀을 점차 늘려갈수록 발생하는 방사율에 대한 조정 역시 용이하게 된다. 단위 셀의 구조의 증가는 안테나의 배열과 같으며, 이러한 배열 구조에서는 균등한 방사가 요구된다. 따라서 방사율의 조정을 위한 식은 일반적인 마이크로스트립 기판에 제작된 평면 안테나에 비해 소형화된 안테나를 구성하는데 적용될 수 있다. 그리고 회로 시뮬레이션과 EM 시뮬레이션 사이에서 발생하는 방사율에 대한 편차는 수정된 식을 적용하면 부합된 결과를 얻을 수 있으므로 간단한 방사 구조의 설계시 간편하게 이용할 수 있을 것으로 기대된다.

한 손 들기 작업과 내리기 작업의 요추부위(L5/S1) 부하에 대한 비교 연구 (Comparison of Biomechanical Stress on Low Back(L5/S1) for One-hand Lifting and Lowering Activity)

  • 김홍기
    • 산업경영시스템학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.72-81
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    • 2014
  • Even though two-hands lifting/lowering activity of manual materials handling tasks are prevalent at the industrial site, many manual materials handling tasks which require the worker to perform one-hand lifting/lowering are also very common at the industrial site, forestry, farming, and daily life. The objective of this study was to compare one-hand lowering activity to lifting activity in terms of biomechanical stress for the range of lowering heights from knuckle height to 10cm above floor level with two workload 7.5kg and 15.0kg. Eight male subjects with LMM were asked to perform lifting/lowering tasks using both a one-handed (left-hand and right-hand) as well as a two-handed technique. Spinal loading was estimated through an EMG-assisted free-dynamic biomechanical model. The biomechanical stress of one-hand lowering activity was shown to be 43% lower than that of one-hand lifting activity. It was claimed that the biomechanical stress for one-hand lifting/lowering activity is almost twice (194%) of the one for two-hands lifting/lowering activity. It was also found that biomechanical stress by one-hand lowering/lifting activity with the half workload of two-hands lowering/lifting activity was greater than that of the two-hands lowering/lifting activity. Therefore, it might be a risk to consider the RWL of one-hand lowering/lifting activity to simply be a half of the RWL of two-hands lowering/lifting activity recommended by NIOSH.

Comparison of Compressive Forces on Low Back(L5/S1) for One-hand Lifting and Two-hands Lifting Activity

  • Kim, Hong-Ki
    • 대한인간공학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.597-603
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    • 2011
  • Objective: The objective of this study was to compare one-hand and two-hands lifting activity in terms of biomechanical stress for the range of lifting heights from 10cm above floor level to knuckle height. Background: Even though two-hands lifting activity of manual materials handling tasks are prevalent at the industrial site, many manual materials handling tasks which require the worker to perform one-hand lifting are also very common at the industrial site and forestry and farming. Method: Eight male subjects were asked to perform lifting tasks using both a one-handed as well as a two-handed lifting technique. Trunk muscle electromyographic activity was recorded while the subjects performed the lifting tasks. This information was used as input to an EMG-assisted free-dynamic biomechanical model that predicted spinal loading in three dimensions. Results: It was shown that for the left-hand lifting tasks, the values of moment, lateral shear force, A-P shear force, and compressive force were increased by the average 43%, as the workload was increased twice from 7.5kg to 15.0kg. For the right-hand lifting task, these were increased by the average 34%. For the two-hands lifting tasks, these were increased by the average 25%. The lateral shear forces at L5/S1 of one-hand lifting tasks, notwithstanding the half of the workload of two-hands lifting tasks, were very high in the 300~317% of the one of two-hands lifting tasks. The moments at L5/S1 of one-hand lifting tasks were 126~166% of the one of two-hands lifting tasks. Conclusion: It is concluded that the effect of workload for one-hand lifting is greater than two-hands lifting. It can also be concluded that asymmetrical effect of one-hand lifting is much greater than workload effect. Application: The results of this study can be used to provide guidelines of recommended safe weights for tasks involved in one-hand lifting activity.

Comparison of Biomechanical Stress on Low Back(L5/S1) for One-hand and Two-hands Lowering Activity

  • Kim, Hong-Ki
    • 대한인간공학회지
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    • 제32권5호
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    • pp.413-420
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    • 2013
  • Objective: The objective of this study was to compare one-hand and two-hands lowering activity in terms of biomechanical stress for the range of lowering heights from knuckle height to 10cm above floor level. Background: Even though two-hands lifting/lowering activity of manual materials handling tasks are prevalent at the industrial site, many manual materials handling tasks which require the worker to perform one-hand lifting/lowering are also very common at the industrial site and forestry and farming. Method: Eight male subjects were asked to perform lowering tasks using both a one-handed as well as a two-handed lowering technique. Trunk muscle electromyographic activity was recorded while the subjects performed the lowering tasks. This information was used as input to an EMG-assisted free-dynamic biomechanical model that predicted spinal loading in three dimensions. Results: It was shown that for the left-hand lowering tasks, the values of moment, lateral shear force, A-P shear force, and compressive force were increased by the average 6%, as the workload was increased twice from 7.5kg to 15kg. For the right-hand lowering task, these were increased by the average 17%. For the two-hands lowering tasks, these were increased by the average 14%. Conclusion: Even though the effect of workload on the biomechanical stress for both one-hand and two-hands lowering tasks is not so significant for the workload less than 15kg, it can be claimed that the biomechanical stress for one-hand lowering is greater than for two-hands lowering tasks. Therefore, it can be concluded that asymmetrical lowering posture would give greater influence on the biomechanical stress than the workload effect for one-hand lowering activity. Application: The result of this study may be used to provide guidelines of recommended safe weights for tasks involved in one-hand lowering activity.

언어영역의 기능적 자기공명영상 (Functional MRI of Language Area)

  • 유재욱;나동규;변홍식;노덕우;조재민;문찬홍;나덕렬;장기현
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제3권1호
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    • pp.53-59
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    • 1999
  • 목적 : 언어기능의 지도화(language mapping) 및 우세반구 결정에 있어서 기능적 자기공명영상의 유용서을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법 : 자원자 10명(남자 6명, 여자 4명, 오른손잡이 7명, 왼손잡이 3명)을 대상으로 단어생성 과제(명사만들기, 동사만들기)와 판단과제를 이용하여 언어영역의 활성화를 유도하였다. 1.5T 초진도 자기공명영상장치에서 EPI로 BOLD 기법을 이용하여 기능적 영상을 얻었으며, 여앙후처리는 SPM 분석 프로그램을 이용하였다. 기능적 영상은 2번의 활성기와 3번의 휴식기를 번갈아 시행하였고 스캔 시간은 각각30초였으며 총 영상획득시간은 162초였다. 유의수준 p<0.001을 기준ㅇ로 자극 과제에 따라 활성화된 뇌영역을 분석하였고 반구별로 활성화된 화소의 수를 측정하여 편재화지수(lateralization index)를 구하였다. 결과 : 왼손잡이 1명을 제외한 9명에서 성공적으로 기능적 영상을 얻었으며 양측 전운동영역(premotor area), 하전두회, 두정엽, 중측두회 등의 여러 영역에서 활성화 신호가 나타났다. 오른손잡이의 경우 편재화지수는 평균 0,64(0.16~1)로 모두 좌측으로 편재화 되었다. 과제별로는 동사만들기 과제가 명사만들기 및 판단 과제에 비해 언어 영역의 활성화가 많았고 편재화지수의 값도 높았다. 결론 : 기능적 자기공명영상은 언어영역의 뇌기능지도화 및 우세반구 결저에 있어서 유용한 검사 방법이 될 수 있으리라 생각된다.

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