• 제목/요약/키워드: Photoacoustic signal

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유방암 진단용 광음향 영상 시스템 개발 (Development of Photoacoustic System for Breast Cancer Detection)

  • 이순혁;지윤서;이레나
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제24권3호
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    • pp.183-190
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    • 2013
  • 광 음향 영상 장치는 최근 들어 연구와 개발이 활발히 진행 중이며 암을 조기 진단할 수 있는 장치로서의 가능성을 보이고 있다. 본 연구에서는 유방암 조기 진단을 위하여 광 음향 단층촬영 방식의 영상 장치를 개발하고 팬텀을 이용하여 그 유용성을 평가하고자 한다. 튜브 팬텀과 닭 가슴살 팬텀을 제작하고 이동 평균 필터와 3~6 MHz의 대역폭을 갖는 대역 통과 여파기를 설계하여 잡음을 제거하고 시간 지연 빔 형성(delay-and-sum beamforming) 알고리즘을 이용하여 광음향 영상을 재구성 하였다. 연구 결과 영상의 재구성에 있어서 빔 형성 알고리즘을 적용하기 전에 대역 통과 여파기와 같은 신호 처리가 효과적임을 보였다.

온도 가변용 광음향 실험 장치와 고체의 상전이 현상 연구 (A Temperature Controlled Photoacoustic Apparatus for an Investigation of the Phase Transition in Solids)

  • 박용환;강병권;곽재환;김웅;황진수;최중길
    • 대한화학회지
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    • 제36권3호
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    • pp.360-365
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    • 1992
  • 고체 시료의 상전이 현상을 연구하기 위하여 온도 가변용 광음향 cell과 dewar를 제작하였고, 이 장치를 이용하여 wood's metal의 상전이 온도를 측정하였다. 실험 결과는 융점으로 알려진 343 K와 잘 일치하고, 잠열(latent heat)이 존재하는 1차 상전이임을 나타냈으며 supercooling 현상이 존재한다는 것을 알았다. 고체-액체 상전이와 같은 1차 상전이의 경우 잠열이 존재하며 이러한 잠열은 시료의 온도를 올리며 측정할 경우 상전이 온도 부근에서 광음향 신호의 급작스런 감소를 발생시킨다. 그러나 온도를 내릴 경우 광음향 신호에는 아무런 영향을 미치지 못하므로 광음향 측정은 상전이의 차수를 결정할 수도 있음을 물론, 고체의 상전이 현상 연구에 유용한 방법임을 입증하였다.

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Kinetic Investigation of CO2-CH4 Reaction over Ni/La2O3 Catalyst using Photoacoustic Spectroscopy

  • Oh, Hyun-Jin;Kang, Jin-Gyu;Heo, Eil;Lee, Sung-Han;Choi, Joong-Gill
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제35권9호
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    • pp.2615-2620
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    • 2014
  • Ni/$La_2O_3$ with a high dispersion was prepared by reduction of $La_2O_3$ perovskite oxide to examine the catalytic activity for the $CO_2-CH_4$ reaction. The Ni/$La_2O_3$ catalyst was found to be highly active for the reaction. The ratios of $H_2$/CO were measured in a flow of the reaction mixture containing $CO_2/CH_4$/Ar using an on-line gas chromatography system operated at 1 atm and found to be varied with temperature between 0.66 and 1 in the temperature range of $500-800^{\circ}C$. A kinetic study of the catalytic reaction was performed in a static reactor at 40 Torr total pressure of $CO_2/CH_4/N_2$ by using a photoacoustic spectroscopy technique. The $CO_2$ photoacoustic signal varying with the concentration of $CO_2$ during the catalytic reaction was recorded as a function of time. Rates of $CO_2$ disappearance in the temperature range of $550-700^{\circ}C$ were obtained from the changes in the $CO_2$ photoacoustic signal at early reaction stage. The plot of ln rate vs. 1/T showed linear lines below and above $610^{\circ}C$. Apparent activation energies were determined to be 10.4 kcal/mol in the temperature range of $550-610^{\circ}C$ and 14.6 kcal/mol in the temperature range of $610-700^{\circ}C$. From the initial rates measured at $640^{\circ}C$ under various partial pressures of $CO_2$ and $CH_4$, the reaction orders were determined to be 0.43 with respect to $CO_2$ and 0.33 with respect to $CH_4$. The kinetic results were compared with those reported previously and used to infer a reaction mechanism for the Ni/$La_2O_3$-catalyzed $CO_2-CH_4$ reaction.

광음향효과에 의한 화합물 반도체의 물성연구 (A Study on the Physical Properties of Compound Semiconducts by Photoacoustic Spectroscopy)

  • 윤화중
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 1984년도 추계학술발표회 논문집
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    • pp.27-32
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    • 1984
  • When chopped light inpinges on some condenced matters such as HgS, HgI2 and GaSe semiconductors, in an enclosed cell, the acoustic signals are produced within the cell. These acoustic signals were detected by using a gas-phase microphone in order to investigate the physical properties of the samples. In order to carry out investigation, PA-cell was first designed and made so as to produce higher sensitivity to acoustic signals. Second, an analysis of the photoacoustic spectrum of the various compounds was carried out to obtain the intensity of the PA-signal in terms of light wavelength and to calculate the energy band gaps occuring according to energy transitions. The agreement between the results obtained by this conventional PAS technique and the results obtained by the optical spectrum method was good. In additional analysis conducted on the basis of the R-G theory and the Sze theory are capable of determining the characteristics of energy transition of semiconductors.

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광음향학적 방법에 의한 얇은 금속판의 열물성 측정 (Photoacoustic Determination of Thermophysical Properties of Thin Metallic Plates by Using Parameter Estimation)

  • 김석원
    • 한국광학회지
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    • 제2권4호
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    • pp.219-226
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    • 1991
  • 널리 쓰이는 금속들인 스테인레스강 304, 브라스, 알루미늄, 구리등의 얇은판을 기판에 붙여서, 광흡수를 무시할 수 있은 물질인 plexglass로 만든 광음향셀에 장착한 후 시료에 입사되는 광의 chopping 주파수를 변화시키며 시료에서 발생되는 광음향신호의 크기와 위상을 측정하고 Rosencwaig-Gersho(R-G) 이론에서 발전된 2층(two-layer)모델을 바탕으로한 파라메터 추정(parameter estimation)법을 이용하여 구조적으로 분석하여 열확산도(thermal diffusivity)와 열발산도(thermal effusivity)를 구하였다.

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KrF엑시머레이저 조사에 의한 금속에서의 광-음향신호의 검출 (Detection of The Photoacoustic Signal Generated by Irradiation of KrF Excimer Laser in Metals)

  • 최종석
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 1993년도 학술논문발표회 논문집 제12권 1호
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    • pp.29-33
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    • 1993
  • 펄스레이저를 고체표면에 조사하면 광-음향효과에 의해 입사지점에서 음향파원이 형성되고 음향파원의 형태와 재료의 특성에 따라 여러 유형의 종파, 횡파 및 표면파의 음향에너지가 발생된다. 본 연구에서는 열탄성영역과 플라스마영역에서 종파와 횡파의 변위파형을 해석하여 모의실험을 수행하였다. 실험에서는 KrF엑시머레이저를 탄소강, 알루미늄, 황동에 조사하여 플라스마영역에서의 광-음향신호를 검출하였으며 이론과 비교하여 분석하였다.

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광음향 신호처리를 이용한 표면결함의 영상 기술 (Image Technique of Surface Defects by Using Photoacoustic Signal Processing)

  • 이종호;전계석
    • 한국음향학회지
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    • 제13권6호
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    • pp.45-49
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    • 1994
  • 본 논문에서는 출력이 2W이고 파장이 $10.6{\mu}m$인 CW $CO_{2}$ 레이저와 PZT 5A 음향변화 소자를 사용하여 광음향 영상처리 시스템을 구성하였으며 샘플로서 5mm 두께의 스텐레스강을 사용하여 그 표면에 폭과 깊이가 $50{\mu}m$, 선간격이 각각 $200{\mu}m$, $300{\mu}m$가 되도록 3선의 선형결함을 방전가공하고 $2.2mm\times2mm$의 스캔범위를 취하여 표면결함을 영상화한 결과 레이저 변조주파수가 100Hz 일때 $50{\mu}m$의 해상력을 갖는 양질의 영상을 보였다.

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광음향 현미경법을 이용한 반도체 표면의 3차원적 구조 분석 (3-D Analysis of Semiconductor Surface by Using Photoacoustic Microscopy)

  • 이응주;최옥림;임종태;김지웅;최중길
    • 대한화학회지
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    • 제48권6호
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    • pp.553-560
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    • 2004
  • 반도체 제작 과정에서 증착이나 식각, 회로의 검사 등에서 생겨날 수 있는 미세한 흠집이나 불완전성을 검사하기 위해 광음향 현미경법을 응용하였다. 반도체 표면에서 발생되는 광음향 신호를 측정하여 흠집의 형태와 깊이를 결정함으로써 3차원 영상을 분석하여 그 구조를 밝혔다. 또한 광음향 현미경법을 이용하여 진성 GaAs 반도체의 운반자 운송성질(비방사 벌크재결합 및 비방사 표면재결합)과 열확산도 및 시료 깊이에 따른 3차원 영상을 분석하여 진성 GaAs 반도체 열확산도 측정 시, 빛이 조사되는 표면조건에 따라 광음향신호의 주파수 의존성이 달라짐을 관측하였다. 실험결과 표면상태가 거친 면에서 매끄러운 면으로 갈수록 높은 주파수 의존성을 나타내었다. Si 웨이퍼 위에 임의로 제작되어진 흠집을 만들고 이를 광음향 현미경법으로 측정한 결과 광음향 신호는 변조되는 주파수와 웨이퍼의 열적 특성에 따라 달라지며 이를 통하여 흠집의 형태와 위치 및 크기를 확인하였다. 광음향 현미경은 반도체 소자나 세라믹 물질에 대하여 비파괴 검사와 비파괴 평가에 관한 연구가 가능하며 반도체 공정 과정에서 생겨날 수 있는 시료의 깨짐이나 결함 등을 검사하는데 응용 가능한 분석법임이 증명되었다.

레이저 충격파 클리닝에서 발생되는 유동장의 실험적 해석 (Experimental analysis of flow field for laser shock wave cleaning)

  • 임현규;장덕석;김동식
    • 한국레이저가공학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.29-36
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    • 2004
  • The dynamics of laser-induced plasma/shock wave and the interaction with a surface in the laser shock cleaning process are analyzed by optical diagnostics. Shock wave is generated by a Q-switched Nd:YAG laser in air or with N$_2$, Ar, and He injection into the focal spot. The shock speed is measured by monitoring the photoacoustic probe-beam deflection signal under different conditions. In addition, nanosecond time-resolved images of shock wave propagation and interaction with the substrate are obtained by the laser-flash shadowgraphy. The results reveal the effect of various operation parameters of the laser shock cleaning process on shock wave intensity, energy-conversion efficiency, and flow characteristics. Discussions are made on the cleaning mechanisms based on the experimental observations.

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압밀 금속 마이크로 입자의 펄스 레이저 ABLATION에 의한 나노입자 합성 (Nanoparticle Synthesis by Pulsed Laser Ablation of Consolidated Microparticles)

  • 장덕석;오부국;김동식
    • 한국레이저가공학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.31-38
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    • 2002
  • This paper describes the process of nanoparticle synthesis by laser ablation of consolidated microparticles. We have generated nanoparticles by high-power pulsed laser ablation of Al, Cu and Ag microparticles using a Q-switched Nd:YAG laser (wavelength 355 nm, FWHM 5 ㎱, fluence 0.8∼2.0 J/㎠). Microparticles of mean diameter 18∼80 ㎛ are ablated in the ambient air The generated nanoparticles are collected on a glass substrate and the size distribution and morphology are examined using a scanning electron microscope and a transmission electron microscope. The effect of laser fluence and collector position on the distribution of particle size is investigated. The dynamics of ablation plume and shock wave is analyzed by monitoring the photoacoustic probe-beam deflection signal. Nanosecond time-resolved images of the ablation process are also obtained by laser flash shadowgraphy. Based on the experimental results, discussions are made on the dynamics of ablation plume.

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