• 한국화재소방학회논문지
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• 제30권4호
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• pp.27-38
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• 2016

본 논문은 현재 국외기술에 의존하고 있는 광센서 선형감지기를 이용한 화재감지시스템인 분산온도감지(DTS) 시스템을 국산화 기술로 개발하기 위한 연구이다. 이에 본 연구에서는 광섬유 내에서 발생되는 빛의 역산란광 중 온도감지에 주로 사용되는 라만산란광의 전기적 신호파형을 오실로스코프를 이용하여 분석하였다. 측정결과 Stokes 신호파형은 온도가 상승해도 변화량이 거의 없었으나, 온도에 민감한 anti-Stokes 신호파형은 상대적으로 그 값이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 그리고 라만산란광을 이용하여 화재를 감지할 수 있는 광중계기 및 광수신기로 구성된 광센서 선형 화재감지시스템인 K-DTS 시스템을 개발하였다. 개발된 K-DTS 시스템에 대하여 차동식 및 정온식 감도시험기를 이용하여 차동식 및 정온식 감지기로서의 감도시험을 진행해 본 결과 형식승인 기준을 만족하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 개발된 K-DTS 시스템의 성능평가를 위해 국외에서 수입되어 가장 많이 사용되고 있는 S-DTS 시스템과 성능비교실험을 진행하였다. 모형터널을 이용한 성능실험결과 화재감지위치 및 화재온도 측정에서 유사한 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.

• 세라미스트
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• 제22권3호
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• pp.281-300
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• 2019

Surface enhanced Raman scattering (SERS) was first discovered in 1974 by an unexpected Raman signal increase from Pyridine adsorbed on rough Ag electrode surfaces by the M. Fleishmann group. M. Moskovits group suggested that this phenomenon could be caused by surface plasmon resonance (SPR), which is a collective oscillation of free electrons at the surface of metal nanostructures by an external light source. After about 40 years, the SERS study has attracted great attention as a biomolecule analysis technology, and more than 2500 new papers and 500 review papers related to SERS topic have been published each year in recently. The advantages of biomaterials analysis using SERS are as follows; ① Molecular level analysis is possible based on unique fingerprint information of biomolecule, ② There is no photo-bleaching effect of the Raman reporters, allowing long-term monitoring of biomaterials compared to fluorescence microscopy, ③ SERS peak bandwidth is approximately 10 to 100 times narrower than fluorescence emission from organic phosphor or quantum dot, resulting in higher analysis accuracy, ④ Single excitation wavelength allows analysis of various biomaterials, ⑤ By utilizing near-infrared (NIR) SERS-activated nanostructures and NIR excitation lasers, auto-fluorescence noise in the visible wavelength range can be avoided from in vivo experiment and light damage in living cells can be minimized compared to visible lasers, ⑥ The weak Raman signal of the water molecule makes it easy to analyze biomaterials in aqueous solutions. For this reason, SERS is attracting attention as a next-generation non-invasive medical diagnostic device as well as substance analysis. In this review, the principles of SERS and various biomaterial analysis principles using SERS analysis will be introduced through recent research papers.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.249-249
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• 2013

Surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) is a sensitive approach to detect and to identify a variety of molecules. To enhance the Raman signal, optimization of the gap between nanostructures is quite important. One-dimensional materials such as nanowires, nanotubes, and nanograsses have great potential to be used in SERS due to their unique sizes and shape dependent characteristics. In this study we investigate a simple way to fabricate SERS substrates based on randomly grown copper oxide (CuO) nanowires. CuO nanograss is fabricated on pre-cleaned Cu foils. Cu oxidized in an ammonium ambient solution of 2.5 M NaOH and 0.1 M $(NH_4)_2S_2O_8$ at $4^{\circ}C$ for 10, 30, and 60 minutes. Then, Cu(OH)2 nanostructures are formed and dried at $180^{\circ}C$ for 2 h. With the drying process, the Cu(OH)2 nanostructure is transformed to CuO nanograss by dehydration reaction. CuO nanograss are grown randomly on Cu foil with the average length of 10 ${\mu}m$ and the average diameter of a 100 nm. CuO nanograsses are covered by Ag with various thicknesses from 10 to 30 nm using a thermal evaporator. Then, we immerse uncoated and Ag coated CuO nanowire samples of various oxidation times in a 0.001M methanol-based 4-mercaptopyridine (4-Mpy) in order to evaluate SERS enhancement. Raman shift and SERS enhancement are measured using a Raman spectrometer (Horiba, LabRAM ARAMIS Spectrometer) with the laser wavelength of 532 nm. Raman scattering is believed to be enhanced by the interaction between CuO nanograss and Ag island film. The gaps between Ag covered CuO nanograsses are diverse from <10 nm at the bottom to ~200 nm at the top of nanograsses. SERS signal are improved where the gaps are minimized to near 10s of nanometers. There are many spots that provide sufficiently narrow gap between the structures on randomly grown CuO nanograss surface. Then we may find optimal enhancement of Raman signal using the mapping data of average results. Fabrication of CuO nanograss based on a solution method is relatively simple and fast so this result can potentially provide a path toward cost effective fabrication of SERS substrate for sensing applications.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2003년도 제14회 정기총회 및 03년 동계학술발표회
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• pp.128-129
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• 2003

최근 수년간 polarimetry, Raman spectroscopy, near infrared (NIR) absorption spectroscopy, NIR scattering, optoacoustics 등의 방법을 통하여 비침습적으로 Glucose의 농도를 측정하려는 연구가 많이 시도되었다. 일반적으로 이들 방법은 sensitivity 와 signal-to-noise ratio가 매우 낮고 복잡한 알고리즘이 요구되어져 glucose 농도 측정에 한계가 있음이 드러났다. 본 연구에서는 polarization sensitive optical coherence tomography (PS-OCT)에 사용되는 polarization sensitive low coherence inter-ferometer (PS-LCI) 기법을 이용하여 비침습적으로 glucose의 농도 측정을 가능하게 하는 시스템 개발에 중점을 두었다. (중략)

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2003년도 하계학술발표회
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• pp.258-259
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• 2003

최근 수년간 polarimetry, Raman spectroscopy, near infrared (NIR) absorption spectroscopy, NIR scattering, optoacoustics 등의 방법을 통하여 비침습적으로 Glucose의 농도를 측정하려는 연구가 많이 시도되었다. 일반적으로 이들 방법은 sensitivity 와 signal-to-noise ratio가 매우 낮고 복잡한 알고리즘이 요구되어져 glucose 농도 측정에 한계가 있음이 드러났다. 본 연구에서는 polarization sensitive low coherence interferometer (PS-LCI) 기법을 이용하여 농도에 따른 stokes parameters를 측정함으로써 비침습적으로 glucose를 측정하는 것이 가능한지 알아보는데 그 목적이 있다. (중략)

• 대한기계학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.1333-1339
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• 1995

Recently developed technique of measuring minor species concentration by using the modulation dip in broadband CARS has been applied to the flame structure study of methane/air premixed flames in a counterflow. This method used the modulation dip from the cold band CO Q-branch resonant signal superimposed on the nonresonant background. The measured CO concentration profile in a symmetric and unsymmetric methane/air premixed flames together with the velocity and temperature by using LDV and CARS have been compared with the numerical results adopting detailed chemistry modeling. The results show that there is a satisfactory agreement between the experimental data and numerical results for velocities, temperatures and CO concentrations. And the modulation dip technique of measuring minor species, such as CO is a viable tool for a quantitative measurement in a flame.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.220-222
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• 2005

We can classify two cases in a way to observe an atom of gas state or a molecule using the laser. First case is way to use dispersion phenomenon like Rayleigh scattering, Thomson scattering, Mie scattering, Raman Scattering. And Second case is a way to use change phenomenon like a LAS (Laser Absorption Spectroscopy), LIF (Laser Induced Fluorescent). In this paper, we have measured the meta-stable density and the distribution by using a LAS method in Xe discharge lamp. The laser absorption spectroscopy (LAS) is useful to investigate the behavior of such species. The xenon atoms in the $1S_4$ and $1S_5$ generate excited $Xe^*$(147nm) and $Xe_{2}^*$(173nm) dimers in Xe plasma. It is found that the intensity of VUV 147nm emission is proportional to that of the IR 828nm emission, and the VUV 173nm emission is roughly proportional to that of the IR 823nm emission. The laser is used CW laser that consist of AlGaAs semiconductor and energy level is used 823.16nm wavelength. We measured signal of monochrometer from the lamp center while will change a discharge electric current by 6mA in 3mA and calculated meta-stable state density of a xenon atom through a measured value.

• 한국광학회지
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• 제28권4호
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• pp.166-171
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• 2017

수소 가스는 연소과정에서 오염물질의 배출이 없는 친환경 에너지원이다. 그러나 연소 및 폭발성이 매우 강해 매우 위험한 특징을 갖고 있다. 원자력 발전소의 중대 사고 발생시 핵연료의 산화 과정에서 다량의 수소 가스가 발생하며 원전 격납 건물의 2차 사고의 원인으로 작용함으로 원전의 안전을 확보하기 위하여 수소 가스의 검출 기술은 매우 중요하다. 본 논문은 수소 가스의 원격 계측을 위한 라만 라이다 시스템의 개발에 관한 것이다. 소형의 이동 가능한 라만 라이다 시스템을 설계 및 개발하였으며, 수소 가스의 농도를 정량적으로 계측하기 위한 계측 알고리즘을 개발하였다. 개발된 수소 가스 계측을 위한 라만 라이다 시스템의 수소 가스 검출 능력을 검증하기 위하여 수소 가스의 농도를 조절할 수 있는 가스 챔버를 이용하여 낮에 야외 환경에서 수소 가스 검출 실험을 실시하였다. 그 결과 20미터 거리에서 최소 0.67 Vol.%의 수소 가스 농도의 검출이 가능하였다.

• 한국광학회지
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• 제29권3호
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• pp.119-125
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• 2018

수소 가스는 신 재생 에너지원으로서, 에너지의 발생과정에서 오염물질의 배출이 없는 친환경적인 에너지원이다. 그러나 수소 가스는 인화 에너지가 낮으며, 무색, 무취의 화염 전파성과 폭발성이 강한 매우 위험한 물질 중 하나이다. 수소 가스의 검출을 위한 다양한 기술이 있으나, 대부분 센서를 이용하여 대기 중의 수소 가스를 수집하여 측정하는 근거리 측정 기술이 대부분이다. 수소 가스 측정 기술 중 하나인 라만 라이다 장치는 수소 가스의 강한 라만 산란 현상을 이용하여 원거리에서 수소 가스 농도 검출 및 분포를 계측할 수 있는 장점을 갖고 있다. 본 연구에서는 넓은 영역에서(2~50 m) 누출된 수소 가스의 원거리 측정을 위한 on-axis 형태를 갖는 라만 라이다 장치를 개발하였다. 본 연구를 통하여 개발된 수소 가스 원거리 탐지 거리가 향상된 라만 라이다 장치의 성능을 검증하기 위하여, 수소 가스 폭발을 방지 및 농도 변화가 가능한 가스 챔버를 이용하여 라만 라이다 장치로부터 50 m 거리에 위치한 수소 가스 농도 측정 실험을 수행하였다. 그 결과, 개발된 라만 라이다 장치를 이용하여 50 m 거리에 위치한 0.66 Vol.%의 수소 가스 검출이 가능함을 증명하였다.

• 분석과학
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• 제18권6호
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• pp.460-468
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• 2005

The biotin-avidin complex, as a model recognition system, has been constructed through N-hydroxysuccinimide(NHS) reaction on a variety of substrates such as a smooth Au film, electrochemically roughened Au electrode and chemically modified mica. Stepwise self-assembled monolayers (SAMs) of biotin-avidin system were characterized by surface-enhanced resonance Raman scattering (SERRS) spectroscopy, atomic force microscopy (AFM) and surface plasmon resonance (SPR). A strong SERRS signal of rhodamine tags labeled in avidin from the SAMs on a roughened gold electrode indicated the successful complex formation of stepwise biotin-avidin recognition system. AFM images showed the circular shaped avidin aggregates (hexamer) with ca. $60{\AA}$ thick on the substrate, corresponding to one layer of avidin. The surface coverage and concentration of avidin molecules were estimated to be 90% and $7.5{\times}10^{-12}mol/cm^2$, respectively. SPR technique allowed one to monitor the surface reaction of the specific recognition with high sensitivity and precision.