• 제목/요약/키워드: Photosensor

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Pulse shape discrimination using a stilbene scintillator array coupled to a large-area SiPM array for hand-held dual particle imager applications

  • Jihwan Boo;Mark D. Hammig;Manhee Jeong
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제55권2호
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    • pp.648-654
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    • 2023
  • A dual-particle imager (DPI) is configured in a hand-held form factor, then one can efficiently and conveniently deploy the DPI to detect the presence of special nuclear materials (SNM) and identify any isotopic variations that differ from their natural abundances. Here we show that by maximizing the areal coupling between a pixelated scintillator array and the partitioned photosensor readout such as a silicon photomultiplier (SiPM), the information utilization of the gamma-ray and neutron information in the radiation field can be enhanced, thus enabling one to rapidly acquire spatial maps of the distributions on gamma-ray and neutron emitters.

광가이드를 사용한 최대 섬광 픽셀 배열의 영상 획득 연구 (Image Acquisition Study of Maximal Scintillation Pixel Array using Light Guide)

  • 이승재
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제16권3호
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    • pp.249-255
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    • 2022
  • 소동물용 양전자방출단층촬영기기는 매우 작은 장기를 영상화하기 위해 매우 높은 공간분해능을 지닌다. 우수한 공간분해능을 획득하기 위해서는 매우 작은 섬광 픽셀을 사용하여 시스템을 구성해야 한다. 매우 작은 섬광 픽셀을 사용하여 검출기를 구성할 경우 광센서 픽셀에 따라 적용가능한 배열의 크기가 달라진다. 이전 연구에서 광센서 크기에 따른 최대의 섬광 픽셀 배열을 찾는 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 더 확장된 섬광 픽셀 배열을 사용하여 검출기를 구성하기 위해 광가이드를 적용한 검출기를 설계하여 모든 섬광 픽셀들이 영상화되는 최대의 배열을 찾고자 한다. 섬광체로 이루어진 검출기의 시뮬레이션이 가능한 DETECT2000을 사용하여 검출기를 설계하였다. 11 × 11 섬광 픽셀 배열에서부터 16 × 16 배열까지 검출기를 구성하여 시뮬레이션을 수행하였다. 섬광 픽셀에서 발생된 빛을 광센서로 수집하여 평면 영상을 획득한 후 영상의 분석을 통해 겹침이 발생하지 않는 최대의 배열을 찾았다. 그 결과 겹침이 발생하지 않고 모든 섬광 픽셀들이 구분 가능한 최대의 배열은 15 × 15 배열이었다.

적은 수의 광센서를 사용한 PET 검출기의 섬광 픽셀과 광센서 매칭 비율의 최대화 연구 (A Study on Maximizing the Matching Ratio of Scintillation Pixels and Photosensors of PET Detector using a Small Number of Photosensors)

  • 이승재;백철하
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.749-754
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    • 2021
  • 적은 수의 광센서를 사용한 PET 검출기의 섬광 픽셀과 광센서의 매칭 비율을 최대화하기 위해 다양한 섬광 픽셀의 배열과 4개의 광센서를 사용하였다. 섬광 픽셀의 배열은 6 × 6에서부터 11 × 11까지 여섯 케이스로 구성하였다. 광센서간의 간격은 모든 섬광 픽셀에서 동일하게 적용하였으며, 섬광 픽셀의 크기를 줄여 배열을 확장하였다. 설계한 PET 검출기들의 평면 영상 획득을 위해 빛 시뮬레이션이 가능한 DETECT 2000을 사용하였다. 각 섬광 픽셀 배열의 중심에서 소멸방사선과 섬광 픽셀의 상호작용을 통해 생성된 빛을 발생시켜, 4개의 광센서를 통해 빛을 검출한 후 평면 영상을 재구성하였다. 재구성한 평면 영상을 통해 모든 섬광 픽셀들이 구분이 가능한 최대의 배열을 찾았다. 그 결과 8 × 8 섬광 픽셀 배열의 평면 영상에서 모든 섬광 픽셀들이 구분이 가능하였으며, 9 × 9 섬광 픽셀 평면 영상에서부터는 가장자리 두 섬광 픽셀들이 서로 겹쳐 영상에 나타났다. 이때의 섬광 픽셀과 광센서의 매칭 비율은 16:1이었다. 본 검출기를 사용하여 PET 시스템을 구성할 경우, 사용하는 광센서의 수가 감소되고 이에 따른 신호처리 회로의 간소화를 통해 전체 시스템의 비용을 감소시킬 것으로 기대된다.

다수의 광가이드를 통한 빛 분포 설계로 두 층의 반응 깊이를 측정하는 양전자방출단층촬영기기의 검출기 설계 (Two Layer DOI Detector Design for PET using Multiple Light Guides for Designing Light Distribution)

  • 이승재
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제16권6호
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    • pp.703-708
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    • 2022
  • 양전자방출단층촬영기기(positron emission tomography, PET)의 공간분해능 향상을 위한 반응 깊이를 측정하는 검출기를 설계하였다. 섬광 픽셀 배열이 두 층으로 구성되며, 층 사이에는 감마선 이벤트를 통해 발생된 빛을 각 층별 서로 다른 분포로 만들기 위해 광가이드를 삽입하였다. 광가이드는 4개로 구성되며 하나의 광가이드는 2 × 2 배열의 섬광 픽셀과 연결되도록 설계하였다. 위층에서 발생된 빛은 광가이드를 통해서 더 넓은 분포로 광센서로 이동되며, 아래층에서 발생된 빛은 위층보다 좁은 분포로 광센서에 입사한다. 서로 다른 분포에 의해 광센서에서 획득되는 신호를 바탕으로 평면 영상을 재구성하면 층별 서로 다른 위치에 섬광 픽셀이 영상화된다. 이를 검증하기위해 섬광체내에서 빛의 거동을 모사하는 DETECT2000 시뮬레이션 툴을 사용하였다. 섬광 픽셀 배열과 광가이드 및 광센서로 이루어진 검출기를 설계하여, 모든 섬광 픽셀에서 감마선 이벤트를 발생시켜 평면 영상을 획득하였다. 그 결과 위층과 아래층은 서로 다른 위치에서 영상화되었으며, 완벽히 구별되는 것을 확인할 수 있었다. 본 검출기를 PET에 적용할 경우 보다 향상된 공간분해능을 통해 영상의 질을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

Optimum Control of a Photoelectric Dimming System in a Small Office with a Double Skin Envelope

  • Kim, Soo Young;Yum, Sung Kon
    • Architectural research
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    • 제7권2호
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    • pp.47-54
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    • 2005
  • A photoelectric dimming control system for a small private office space with a double skin envelope system was analyzed for the purpose of examining optimum control performances under a variety of daylight conditions. Computer simulations were performed for the three different photosensor types positioned at the center of ceiling in the space. They were applied in both a south and north-facing room. Daylight conditions were a fixed horizontal venetian blind on an external envelope and a retractable shading device on an internal envelope under a clear, intermediate and overcast sky at different times of a day and year. Partially-shielded photosensors provided good control performances providing the required electric light output under clear and intermediate sky conditions. Unshielded photosensors failed to provide necessary illuminance levels producing less electric output and fully-shielded photosensors generally provided excessive light output. Reasonable electric lighting energy savings were achieved except under overcast sky conditions where the control system did not contribute to energy savings due to the less daylight through envelopes. The retractable shading device covering 50% of the internal envelope reduced energy savings up to 19.62%, but the workplane illuminance levels were maintained within recommended ranges. The coefficients of determination between workplane illuminance and photosensor illuminance due to daylight ranged from 0.74 to 0.98. Partially-shielded conditions provided best correlations and the north-facing room yielded stronger correlation than the south-facing room.

근적외선을 이용한 사과의 당도예측 (I) - 다중회귀모델 - (Predicting the Soluble Solids of Apples by Near Infrared Spectroscopy (I) - Multiple Linear Regression Models -)

  • 이강진;;;노상하
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제23권6호
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    • pp.561-570
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    • 1998
  • The MLR(Multiple Linear Regression) models to estimate soluble solids content non-destructively were presented to make a selection of optimal photosensor utilized to measure the soluble solids content of apples. Visible and NIR absorbance in the 400 to 2498 nanometer(nm) wavelength region, soluble solids content(sugar content), hardness, and weight were measured for 400 apples(gala). Spectrophotometer with fiber optic probe was utilized for spectrum measurement and digital refractometer was used for soluble solids content. Correlation between absorbance spectrum and soluble solids content was analyzed to pick out the optimal wavelengths and to develop corresponding prediction model by means of MLR. For the coefficient of determination($R^2$) to be over 0.92, the MLR models out of the original absorbance were built based on 7 wavelengths of 992, 904, 1096, 1032, 880, 824, 1048nm, and the ones of the second derivative absorbance based on 5 wavelengths of 784, 1056, 992, 808, 872nm. The best model of the second derivative absorbance spectrum had $R^2$=0.91, bias= -0.02bx, SEP=0.28bx for unknown samples.

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근적외선을 이용한 사과의 당도예측 (II) - 부분최소제곱 및 인공신경회로망 모델 - (Predicting the Soluble Solids of Apples by Near Infrared Spectroscopy (II) - PLS and ANN Models -)

  • 이강진;;;노상하
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제23권6호
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    • pp.571-582
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    • 1998
  • The PLS(Partial Least Square) and ANN(Artificial Neural Network) were introduced to develop the soluble solids content prediction model of apples which is followed by making a subsequent selection of photosensor. For the optimal PLS model, number of factors needed for spectrum analysis were increased until the convergence of prediction residual error sum of squares. Analysis has shown that even part of the overall wavelength with no pretreatment may turn out better performing. The best PLS model was found in the 800 to 1,100nm wavelength region without pretreatment of second derivation, having $R^2$=0.9236, bias= -0.0198bx, SEP=0.2527bx for unknown samples. On the other hand, for the ANN model the second derivation led to higher performance. On partial range of 800 to 1,100nm wavelengh region, prediction model with second derivation for unknown samples reached $R^2$=0.9177, SEP=0.2903bx in contrast to $R^2$=0.7507, SEP =0.4622bx without pretreatment.

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Photosensor를 이용한 재활 치료형을 위한 $CO_2$ laser 의 출력변동율 안정을 위한 실시간 제어특성 연구 (Real time control special quality research for $CO_2$ laser's output change rate stability for accumulation style surgical operation rehabilitation of ventriculus that use Photosensor)

  • 김휘영
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2006년도 하계종합학술대회
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    • pp.1015-1016
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    • 2006
  • The important parameters deciding the fluctuation of Accumulation style surgical operation of ventriculus laser beam are smoothing capacitor, frequency and he characteristics of laser resonator. In this thesis, we control the fluctuation of medical $CO_2C$ laser in realtime by changing Duty-Ratio of IGBT and switching frequency with fixed the smoothing capacitor to improve the fluctuation of laser beam. We detect the light on laser resonator using a CdS photo sensor to improve ripple factor of laser beam and feedback fluctuated signals refined by a band pass filter into the control circuit to stabilize fluctuation actively. There is much to be desired in the realtime controlling technique of the light on Accumulation style surgical operation of ventriculus laser discharge tube in electrical signal. We propose switching control technique with microprocessor and photo sensing technique by controlling switch devices optimum operation and feedback signals detected by a photo sensor into the laser power supply in order to improve ripple factor of the $CO_2$ laser beam.

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