• 제목/요약/키워드: Physical optics

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기판의 표면에너지가 반사경의 산란에 미치는 영향 (Effect of Substrata Surface Energy on Light Scattering of a Low Loss Mirror)

  • 이범식;유연석;이재철;허덕재;조현주
    • 한국광학회지
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    • 제18권6호
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    • pp.452-460
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    • 2007
  • ZERODUR와 용융 석영으로 저산란 반사경을 제작하고 산란 특성을 연구하였다. Bowl feed 법을 이용하여 초연마면인 표면거칠기 0.326 ${\AA}$인 용융 석영 기판과 표면거칠기 0.292 ${\AA}$의 ZERODUR 기판을 얻었다. 이온빔 스퍼터링 방법으로 초연마된 기판 위에 $SiO_2$$Ta_2O_5$를 교번으로 22층을 증착하여 다층박막 고반사 거울을 얻었다. 용융 석영 반사경과 ZERODUR 반사경의 산란이 각각 4.6 ppm과 30.9 ppm으로 측정되었으며, 이로부터 산란이 매우 작은 경우 기판의 표면거칠기가 산란을 결정하는 주요 파라미터가 아니라는 것을 알았다. 나아가 반사경의 표면거칠기를 AFM으로 측정한 결과. ZERODUR 반사경이 용융 석영 반사경 보다 박막의 표면거칠기가 2.3배 더 높게 측정 되었다. 이 결과는 기판-박막 경계면에서 박막 형성 초기에 기판의 화학조성 또는 결정방향과 증착물질의 상호관계로 인하여 박막 형성 초기에 표면거칠기가 급격히 나빠져서 발생하는 것으로 유추되었다. SEO 300A으로 접촉각 측정을 하여 Giriflaco-Good-Fowkees-Young 방법으로 표면에너지를 계산하였다. 표면거칠기 0.46 ${\AA}$을 갖는 용융 석영 기판이 표면거칠기 0.31 ${\AA}$을 갖는 ZERODUR 기판보다 접촉각이 더 작고 표면에너지는 크게 나타났다. 이러한 차이가 기판 종류에 따라 박막형성 초기에 표면거칠기를 다르게 하는 한 요인으로 판단되며, 기판의 표면에너지가 높을수록 미려한 박막표면을 얻는 것으로 확인되었다. ZERODUR의 표면에너지 차이를 설명하기 위해 XPS 분석으로 용융 석영은 Si, O로 구성되었고 ZERODUR는 Si, O, Al, Na 그리고 F로 구성되었다는 것을 알 수 있었다.

Kubelka-Munk 모델을 이용한 피부 분광반사율 연구 (A Study of Skin Reflectance Using Kubelka-Munk Model)

  • 조아라;김수지;이준배;심건영;백민;조은슬;장지희;장은선;김연준;유권종;한정우
    • 대한화장품학회지
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    • 제42권1호
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    • pp.45-55
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    • 2016
  • 빛은 피부에서 개개인마다 상이한 반사, 흡수 및 산란 등의 광학적 거동을 보여준다. 특히, 피부에서 빛의 반사는 분광반사율이라는 물리량 측정을 통해 개인의 피부 밝기지표로 널리 활용되어 왔다. 따라서 피부에서 빛의 반사 거동 연구는 개인 맞춤형 화장품, 특히 메이크업 제품 개발에 있어 좀 더 효율적인 처방 개선에 기여하거나 새로운 평가법에 활용될 수 있다. 본 연구에서는 Kubelka-Munk 모델을 이용하여 개인의 피부 특성에 따른 빛의 분광반사율 거동에 대해 다각적인 분석을 수행하였다. 또한, 상기 모델과 기존에 알려진 문헌 정보를 이용하여 개인의 피부 분광반사율에 영향을 줄 수 있는 피부 두께 및 헤모글로빈 등의 다양한 파라미터들에 대한 기여도 분석을 수행하였다. 이를 통해, 일반적인 여성의 피부에서의 분광반사율 이론치를 계산하였고, 분광반사율 실측을 통해 이론치와 실측치 간의 유사성을 확인하였다. Kubelka-Munk 모델을 이용한 피부 분광반사율 연구는 향후 새로운 개인 맞춤형 메이크업 화장품 개발에 유용하게 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

효율적인 라인램프를 위한 발광다이오드-광섬유 결합기의 설계 및 해석 (Design and Analysis of LED.Optical Fiber Coupler for Efficient Line Lamps)

  • 홍대운;윤명중;김경호;유재근;이성재
    • 한국광학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.26-32
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    • 2010
  • 플라스틱 광섬유의 주기적인 bending을 이용한 누설광섬유에 기반을 둔 라인램프를 제안하고, 그 핵심요소로서 높은 광결합효율을 갖는 LED-광섬유 결합기를 설계 및 해석하였다. Monte Carlo photon simulation 기법을 이용하여 해석한 결과, 결합기의 광결합효율은 반사컵 옆면의 기울기각 $\theta_w$와 반사컵의 반사도 $\rho_{ref}$에 대해 상대적으로 민감하게 영향을 받는 사실을 확인할 수 있었다. 광결합효율은 $\theta_w=60^{\circ}C$ 근처에서 최대가 되었는데, 이 값은 일반적인 LED 램프에서 흔히 사용하는 반사컵 옆면의 기울기각 $\theta_w=45^{\circ}$보다 상당히 큰 값이다. 그리고 반사컵의 반사도 $\rho_{ref}$가 0.8정도 이상이 되면, 광결합효율은 보통의 LD-광섬유 결합기에서 얻을 수 있는 광결합효율인 80% 정도를 뛰어 넘었다.

하이드록시기를 포함한 아크릴레이트계 모노머들의 하이드로젤 친수성 렌즈 소재로의 응용 및 특성 (Characterization and Application for Hydrogel Lens Material of Acrylate Monomers Containing Hydroxyl Group)

  • 이민제;김태훈;성아영
    • 대한화학회지
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    • 제60권3호
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    • pp.181-186
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    • 2016
  • 친수성 안의료용 렌즈 재료에 하이드록시기를 가진 아크릴레이트계 모노머인 HEA(2-hydroxyethyl acrylate), HEMA(2-hydroxyethyl methacrylate), HPMA(hydroxypropyl methacrylate) 및 Ag nanoparticles가 첨가제로 사용되었으며, 교차결합제인 EGDMA(ethylene glycol dimethacrylate)와 개시제인 AIBN(azobisisobutyronitrile)을 사용하여 공중합하였다. 하이드로젤 친수성 렌즈는 100 ℃에서 1시간 동안 열 중합을 통해 제조되었다. 제조된 하이드로젤 친수성 렌즈의 함수율, 굴절률 그리고 광투과율을 측정함으로써 렌즈의 광·물리적 특성을 분석하였다. HEA, HEMA 그리고 HPMA의 평균 함수율은 82.12%, 37.06% 그리고 21.57%로 각각 측정되었으며, 굴절률의 경우 1.3540, 1.4330 그리고 1.4649로 각각 측정되었다. 제조된 하이드로젤 친수성 렌즈의 분광투과율을 측정한 결과, 근자외선 영역에서는 82.67%, 80.32% 그리고 79.83%로, 가시광선 투과율의 경우 89.72%, 88.24% 그리고 86.89%로 각각 측정되었다. 또한 은 나노입자를 포함한 시료의 광투과율은 근자외선 영역에서 10.59% 그리고 가시광선 투과율에서 43.74%로 각각 측정되었다. 이 결과로 볼 때 분자길이는 중합된 고분자 물질의 함수율 및 굴절률에 영향을 주는 것으로 판단된다.

디지털 오실로스코프에 의한 Wiener-Khinchin 정리의 시현 (A simple Demonstration of the Wiener-Khinchin Theorem using a Digital Oscilloscope and Personal Computer)

  • 정세민
    • 한국광학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.245-250
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    • 2013
  • 위너-킨친 정리(Wiener-Khinchin)는 어떤 신호의 자기상관 함수(Autocorrelation)가 그 신호의 일율 분광띠(Power Spectrum)에 해당됨을 보이는 것으로써, 분광학 및 통신 공학에서 신호 처리와 관련된 매우 중요한 정리이다. 학부 실험실에서 이 정리를 시현하려면 상관기(Correlator)와 신호 처리 장비와 같은 비교적 고가의 장비가 요구되므로, 정리의 시현이 용이하지 않다. 근래에 들어 디지털 공학의 발전과 함께 보급되고 있는 디지탈 오실로스코프들은 측정 결과의 수치화와 그들에 관한 연산 기능이 포함되어 있어, 이 정리를 간단히 시현시킬 수 있다. 본고에서는 정리의 유도 과정에서 얻어지는 실험 이론과 함께 디지털 오실로스코프를 이용해서 이 정리를 시현시키는 방법을 소개한다. 1930년대에 소개된 정리를 다시 재조명하려는 이유는, 비록 정리가 오래전에 소개되었다고는 할지라도 구체적인 유도 과정이나 물리 분야와 관련된 내용들은 우리에게는 여전히 잘 알려져 있지 않기 때문이다. 유도 과정에서 교류 복소 총저항(Impedence) Z, 역율(Power Factor), 위너 분광곡선의 확장된 물리적 의미와 함께, 나아가, 흑체 복사에서 플랑크(M. Planck)의 양자화에 대한 배경이 자연스럽게 나타나므로, 일반물리학, 현대물리학, 분광학 및 물성실험 등과 관련된 강의에 참고가 될 수 있다고 생각된다.

동시 스퍼터링법에 이용하여 제작한 TiO2와 Ag/TiO2 광학 박막의 특성 (Characteristics of TiO2 and Ag/TiO2 optical thin film by Co-sputtering method)

  • 김상철;한성홍;김의정;이충우;주종현;김구철
    • 한국광학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.168-173
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    • 2005
  • 고주파 마그네트론 동시 스퍼터링법을 이용하여 $TiO_2$ 박막에 Ag를 도핑한 $Ag/TiO_2$ 박막을 제작하고, 열처리 온도에 따른 박막의 물리적, 화학적 특성을 조사하였다. XRD 측정 결과로부터 금속을 도핑한 박막이 순수 $TiO_2$ 박막보다 결정크기가 더 작은 것을 확인하였으며, SEM 측정 결과로부터 $Ag/TiO_2$ 박막은 순수 $TiO_2$ 박막보다 골자의 크기가 작고 균일하다는 것을 알 수 있었다. 제작된 박막은 가시광선 영역에서 높은 투과율을 나타내었다. $600^{\circ}C$에서 열처리한 박막은 아나타제 결정상이 나타났으며, $900^{\circ}C$에서 열처리한 박막은 아나타제와 루타일상이 혼합되어 나타났다 특히, $900^{\circ}C$에서 열처리한 경우 아나타제에서 루타일로의 상전이에 따른 밴드갭 에너지의 변화에 의해 박막의 흡수단이 장파장 영역으로 이동하였다. 또한 박막 내의 흡수와 산란효과에 의해 투과율이 감소하였다. $Ag/TiO_2$ 박막의 광활성은 순수 $TiO_2$ 박막보다 우수함을 알 수 있었다.

레오나르도 다빈치의 해부학 업적과 사고 (Anatomical Achievement and Thought of Leonardo da Vinci)

  • 채옥희;송창호
    • 해부∙생물인류학
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    • 제29권2호
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    • pp.35-46
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    • 2016
  • 레오나르도 다빈치는 르네상스 시대의 천재 예술가이다. 그는 예술가와 과학자, 발명가로서 뛰어난 업적을 남겼고, 식물학과 수학, 지질학, 천문학, 기하학, 광학 등의 다양한 분야에서 최고의 반열에 올랐을 뿐 아니라 오늘날의 과학에까지 크게 기여하고 있다. 또한 레오나르도는 예술가와 과학자, 발명가, 철학자로도 잘 알려져 있으며, 사람과 동물들을 직접 해부하여 관찰한 후 많은 해부 그림들을 남긴 위대한 해부학자였다. 레오나르도가 해부학에 관심을 가졌던 이유는 - 화가는 해부학에 무지해서는 안 된다 - 라는 예술가의 관점에서 사람의 구조와 기능을 알기 위함이었다. 그는 사람 몸의 구조와 기능에 더욱 관심을 갖게 되었고, 시체를 구하기 어려운 상황에도 불구하고 많은 시체를 직접 해부하여 관찰하였다. 이러한 그의 해부학적 탐구와 심취로 말미암아 그는 동시대의 사람들보다 100년 이상 앞선 위대한 해부학 업적을 남겼다. 레오나르도가 남긴 뼈대와 근육, 혈관, 신경, 비뇨생식계통에 관한 1,800여 개의 해부 그림들은 높은 예술성과 함께 과학적으로도 매우 가치가 높은 걸작들이다. 이 연구의 목적은 레오나르도의 해부학 분야의 업적과 사고를 살펴보고, 해부학 분야의 선구자인 레오나르도의 위대한 업적을 오늘날 사람들에게 널리 알리고자 하는 것이다.

해상풍력 발전단지에 의한 GMDSS MF/HF 대역 전자파 간섭 영향 연구 (Electromagnetic Interference of GMDSS MF/HF Band by Offshore Wind Farm)

  • 오성원;박태용
    • 해양환경안전학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.47-52
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    • 2021
  • 최근 국제적으로 신재생 에너지 개발이 활발함에 따라 풍력발전의 비중이 확대되고 있다. 특히 고품질의 풍력자원을 이용하고 소음 피해를 최소화하기 위하여 해안에서 멀리 떨어진 해역에 대규모 풍력단지가 조성되는 추세이다. 해상에 풍력단지가 건설됨에 따라 영해나 영공 감시를 위한 레이더에 간섭을 일으키는 문제 이외에도 해상에서 육상으로 송신하는 조난통신을 간섭하는 지에 대한 분석이 필요하다. 이를 위해서 본 연구에서는 선박에서 MF 또는 HF 대역의 전자파를 송신할 경우, 선박과 육상 기지국 사이에 위치한 해상풍력 발전단지가 송신된 전자파에 대한 간섭 여부를 분석하였다. 이를 위해 대상지역을 수치지형도와 풍력발전기 CAD모델을 활용하여 주변 환경 및 해상풍력 발전단지를 전자기학적으로 모델링하였다. 파장에 비해 광범위한 지역에 대한 전파 분석이므로 고주파 분석기법이 타당하나, 적용할 고주파 분석기법을 주변해역과 지형을 간략화하여 저주파 분석기법으로 먼저 검증하였다. 해상풍력 발전단지 부근에서 송신한 신호에 대해 육상기지국에서 수신한 전력을 분석한 결과, 발전단지가 설치되더라도 거의 동일한 수준으로 전파를 수신할 수 있었다. 이는 풍력발전기가 대형 구조물이기는 하나 타워의 직경은 수 미터에 불과하므로 지향성이 없고 파장이 긴 MF 및 HF 대역에 대해서는 큰 장애물로 작용하지 않기 때문으로 판단된다.

하이브리드 복합재를 이용한 레이더 흡수 쉘의 제작 및 레이더 단면적 평가 (Fabrication of Radar Absorbing Shells Made of Hybrid Composites and Evaluation of Radar Cross Section)

  • 정우균;안성훈;안병철;박성배;원명식
    • Composites Research
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    • 제19권1호
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    • pp.29-35
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    • 2006
  • 첨단 전자무기체계의 지속적인 발전으로 인하여 현대전의 승패는 적 레이더 탐지의 회피에 크게 좌우된다고 할 수 있다. 반사되는 레이더의 탐지신호를 최소화시키기 위한 다양한 연구가 수행되어 왔는데, 본 연구에서는 뛰어난 기계적, 전자기적 물성으로 응용분야가 지속적으로 확대되고 있는 섬유강화 복합재료를 이용하여 레이더 전자파 흡수체(Radar absorbing structure, RAS)를 제작하고 레이더 단면적(Radar cross section, RCS)을 평가하였다 유리섬유 복합재에 뛰어난 유전적 특성을 지닌 나노 크기의 카본블랙(Carbon-black)을 첨가하여 흡수층을 구성하고, 반사특성이 탁월한 탄소섬유 복합재를 후면의 반사층으로 배치하여 "C" 및 "U" 형상의 하이브리드 복합재 RAS 겔을 제작하였다. RAS 쉘의 제작간 서로 다른 두 재료의 열적물성치 차이로 스프링 백이라 불리는 변형이 발생하였는데, 금형의 굽힘각도 제어를 통하여 효과적으로 보정할 수 있었다. 또한 상용 유한요소해석 프로그램인 ANSYS를 이용하여 스프링 백 보정 결과를 예측하고 실험결과와 비교하였다. 제작된 RAS쉘의 RCS는 근사적 계산기법인 물리광학법을 이용하여 예측하고 컴팩트 레인지(Compact range)를 이용하여 측정한 실힘결과와 비교하였다 두가지 형상의 RCS 모두 측정결과와 예측된 RCS 값이 일치하며 우수한 레이더 전자파 흡수 특성을 지닌 것을 확인하였다.

사후 저장온도 $0{\sim}30^{\circ}C$가 한우근육의 이화학적 변화와 육질에 미치는 영향 (Influence of Postmortem Storage Temperatures between $0{\sim}30^{\circ}C$ on the Physico-chemical Changes and Meat Qualities of Korean Native Beef Cattle)

  • 김천제;박수봉;최도영;최병규;고원식
    • 한국식품과학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.88-92
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    • 1994
  • 본 연구는 사후 저장온도 $0{\sim}30^{\circ}C$가 한우근육(M. sternomandibularis와 M. mastoideus)의 생화학, 물리학적 변화와 육질에 미치는 영향을 조사하였다. 저장온도 $0^{\circ}C$에서는 $10^{\circ}C$보다 초기에 빠른 속도로 pH가 떨어졌으나, 최종 pH는 약 30시간 후 도달하였다. $30^{\circ}C$에 저장한 근육은 10시간 이내에 최종 pH에 도달하였다. $0^{\circ}C$에 저장한 근육은 처음부터 빠른 속도로 R-value가 상승하였으며, $10^{\circ}C$에 저장한 근육은 10시간까지는 낮은 R-value를 나타내다가 서서히 상승하여 20시간 후 최고치에 달하였다. $0^{\circ}C$ 에 저장한 근육은 10시간후 약 46% 수축하였으며 $10{\sim}20^{\circ}C$에 저장한 근육은 15시간후 약 17% 수축하였다. 한우육의 근절의 길이는 $10^{\circ}C$에서 수축이 가장 적었으며, 저온수축과 고온수축이 발생한 $0^{\circ}C$$30^{\circ}C$에서는 저장 5시간후 $1.60{\sim}1.63\;{\mu}m$로서 $18{\sim}20%$, 24 시간후에는 $45{\sim}46%$ 수축하였다. 도살후 24시간 $0^{\circ}C$$30^{\circ}C$에 저장한 육은 $10^{\circ}C$에 저장한 육보다 전단력이 2배가량 높은 것으로 나타났다. 도살후 24시간 $10^{\circ}C$에 저장한 육은 9일 저장후 drip발생이 3% 이하로 가장 적었으며, 저온수축$(0^{\circ}C)$과 고온수축$(30^{\circ}C)$이 일어난 육은 drip발생이 높았다.

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