• 제목/요약/키워드: Ray optics

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Analysis of a Spun-CNT Based X-ray Source

  • Kim, Hyun Suk;Castro, Edward Joseph D.;Hun, Choong
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.639-639
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    • 2013
  • In this research we report the significant contribution of the as-spun multi-walled carbon nanotube (MWCNT) on the x-ray images formation using a low tube voltage x-ray source. The MWCNT, which was used for the fabrication of the spun CNT, was grown using a microwave plasma-enhanced chemical vapor deposition machine. Electrical-optics simulation software was utilized to determine the electron field emission trajectory of the triode-structure-as-spun CNT-based x-ray source. It was shown that a significant amount of converging electrons hit the target anode producing a clear x-ray image. These x-ray images where produced at a small amount of anode current of 0.67 mA at a tube voltage of 5 kV with the gate voltage of 0 V. Also, comparisons of the radiographs at various exposure times of the sample where analyzed with and without an x-ray dose filter. Results showed that spatially-resolved images were formed using the as-spun CNT at a low tube voltage with a $54-{\mu}m$ Al x-ray filter. This study can be used for low-voltage medical applications.

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레이저 플라즈마 기반의 생물의료용 연 X-선 현미경 설계 (Conceptual Design of Laser Plasma-based Soft X-ray Microscope system for Biomedical Application)

  • 김경우;윤권하
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.690-693
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    • 2003
  • Soft x-ray microscopy provides a unique set of capabilities in-between those of visible light and electron microscopy. It has long been recognized that nature provides a 'water window' spectral region between the K shell x-ray absorption edges of carbon (~290eV) and oxygen (~540eV), where organic materials show strong absorption and phase contrast, while water is relatively non-absorbing. This enables imaging of hydrated biological specimens that are several microns thick with high intrinsic contrast using x-rays with a wavelength of 2.3~4.4nm. Soft X-ray microscopy is therefore well suited to the study of specimens like single biological cells. The most direct advantage of X-ray microscope is their high spatial resolution when compared with visible light microscopes, combined with an ability to image hydrated specimens that are several microns with a minimum of preparation. Our study describes the conceptual design of soft x-ray microscope system based on a laser-based source for biomedical application with high resolution ($\leq$50nm) and short exposure time ($\leq$30sec).

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레이저-플라즈마를 이용한 X-선 레이저의 연구 (X-ray laser development using laser-produced plasmas)

  • 남창희
    • 한국광학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.67-72
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    • 1992
  • 7년전 두 개의 그룹에 의해 강한 증폭된 자발 방출이 200.angs. 영역에서 관찰된 이래, 증폭도의 증가와 작동 파장영역의 확장등에서 세계적으로 많은 X-선 레이저 연구가 이루어져 왔다. X-선 레이저의 개발은 살아있는 생체조직을 고분해능으로 관찰할 수 있는 X-선 현미경 기술, 세포의 3차원 상을 가능케 하는 X-선 홀로그래피 기술, 고밀도 플라즈마의 진단 등의 여러 분야에 응용될 것이다. 국내에서도 기초적인 X-선 레이저 개발에 대한 연구가 과학기술원과 포항공과대학에서 시작되고 있어 곧 고무적인 연구결과가 나올 것으로 기대된다.

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더블렛+메니스커스렌즈 대물부를 가지는 3X 스코프 개발 (Development of 3X Scope with Objective Configured with Doublet+Meniscus Lens)

  • 이동희;박승환
    • 한국안광학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.487-492
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    • 2014
  • 목적: 대물부의 구성이 더블렛+메니스커스 렌즈를 가지는 3X 스코프 개발에 관한 것이다. 방법: 더블렛(doublet) + 단일렌즈(singlet)의 구성을 가지는 대물부를 초기조건으로 하여 대물부의 유한광선 수차와 스코프 전체 광학계의 유한광선 수차를 최소화하도록 스코프 광학계를 최적화하여 새로운 형태의 3X 스코프를 개발하였다. 결과: 대물부의 구성을 더블렛+단일렌즈로 두고 유한광선 수차를 최소화하도록 스코프 광학계를 최적화를 하였을 때 우리는 단일렌즈는 더블렛 방향으로 오목한 메니스커스 형태의 렌즈가 되며, 더블렛과 메니스커스 렌즈 사이의 거리가 멀수록 유한광선 수차는 더욱 최소화됨을 확인할 수 있었다. 결론: 본 연구에서 우리는 3X 스코프의 대물부를 더블렛+메니스커스 렌즈 방식의 3매의 렌즈를 채택함으로서 기존의 스코프보다 유한광선 수차를 약 1/14로 줄일 수 있는 새로운 형태의 3X 스코프를 개발할 수 있었다. 이러한 수차량의 감소는 기존 스코프 보다 유효 구경을 크게 할 수 있으며 광학계의 길이를 짧게 할 수 있는 수단이 됨을 확인할 수 있었다.

Design of a Cylindrical Flexure Jointed Stewart Platform for Aligning the Condenser in an X-ray Microscope

  • Kang Sung-Hoon;Kang Dong-Woo;Gweon Dae-Gab;Yoon Gwon-Ha;Min Jin-Young
    • International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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    • 제7권3호
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    • pp.60-65
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    • 2006
  • This paper proposes a new type of six degree-of-freedom fine positioner that can be used to align the condenser in X-ray microscopy precisely. The new concept was based on the requirements for an X-ray microscope. A proposed modeling method was used to obtain an optimal design, which was verified with a finite element analysis. The fine positioner was then constructed and an experiment was used to validate its performance.

Soft X-ray 영역 단색화 장치의 광학적 설계에 관한 연구 (Optical design of soft X-ray region monochromator)

  • 성면창;최원국;황정남;정광호;김영식
    • 한국광학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.86-91
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    • 1992
  • Synchrotron 방사광으로 부터 soft X-ray, 광에너지 300-1200eV, 영역의 특정 파장을 선택할 수 있는 단색화 장치의 설계에 대하여 알아보았다. C.T.Chenㅡ이 새로운 제안에 의해 건설되어 그 성능이 기존의 여러 단색화 장치보다 우수하다고 알려진 Brookhaven National Laboratory의 CEM(cylindrical element monochromator) 형태인 Dragon beam line을 모델로 하여 PLS(Pohang Light Source) 방사광 가속기의 구조에 맞게 광학적 설계시 고려해야할 조건을 조사하였다.

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스핀코팅으로 금속물질을 도핑한 TiO2박막의 광학적 특성 (Optical properties of metal doped TiO2 thin films prepared by spin coating-pyrolysis process)

  • 황규석;김재민;정주현
    • 한국안광학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.17-22
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    • 2007
  • Ti-나프텐산염과 금속을 출발원료로 사용하고, 스핀코팅-열분해법을 이용하여 실리카 유리위에 박막을 제조하였다. 도포된 박막은 $500^{\circ}C$ 공기에서 10min동안 열처리하였다. 이를 5회 코팅한 박막은 마지막으로 공기에서 $600^{\circ}C$에서 30min으로 하였다. 박막의 특성을 분석하기 위하여 X-선 회절 분석, 전자현미경, UV스펙트럼을 이용하여 분석하였다. 밴드갭에서 가장 큰 장파장 쪽으로 이동은 Fe을 도핑한 $TiO_2$ 박막이었다.

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방사성 오염도 측정을 위한 광섬유 검출기 제작 (Fabrication of Fiber-optics Detector for Measuring Radioactive Waste)

  • 김정호;주관식
    • 전기전자학회논문지
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    • 제19권3호
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    • pp.282-287
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    • 2015
  • 본 연구에서는 연구에서는 Ce:GAGG 섬광체, 광섬유 그리고 광전자증배관을 이용하여 광섬유 검출기를 제작하였다. 섬광체의 단결정 크기는 MCNPX 코드를 이용하여 섬광체 깊이에 따른 감마선 계수효율을 전산모사하여 $3{\times}3{\times}20mm^3$로 설정하였다. 제작된 검출기는 표준 감마선원인 $^{137}Cs$$^{133}Ba$을 이용하여 세기의 따른 선형성 평가와 거리 변화에 따른 계수량 변화 측정을 하였다. 그 결과 추세선식 R-square 값이 0.99741로 매우 좋은 응답선형성을 보였고, 거리에 따른 검출 특성 또한 MCNPX값과 비교하였을 때 2% 이하로 좋은 검출특성을 보였다. 또한 단일선원과 혼합선원에서의 감마선 에너지 분광 결과 $^{137}Cs$은 662keV에서 그리고 $^{133}Ba$은 356keV에서 감마선 에너지 피크를 확인하였다. 광섬유 검출기를 사용한다면 작업자의 작업시간과 피폭을 줄여줄 것으로 보인다.

유한광선추적을 이용한 렌티큘러 렌즈 기반 3차원 디스플레이 장치의 해석 (Optical Analysis for the Autostereoscopic Display with a Lenticular Array Using Finite Ray Tracing)

  • 김봉식;김건우;최다신;박우상
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제27권3호
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    • pp.162-166
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    • 2014
  • We propose an analysis method of an autostereoscopic display system with lenticular lens array using finite ray-tracing method that is verified by the geometrical optics. In the present work, we adopt the cylinder equation for the mathematical expression of the lenticular lens. For the calculation of the direction cosine of the transmitted ray, we first calculate the refracting point at bottom of the lens and the direction cosine of the incident ray that propagating through the lens by the Snell's law, and then apply to finite ray-tracing method. Finally, we obtain the simulation results for the intensity distribution of the ray at optimal viewing distance. From these results, we confirm the realization of 3D image that exists separately according to the viewing position at an optimal viewing distance.

SnSe/BaF2 단결정 박막의 성장과 광학적 특성 (Growth and Optical Properties of SnSe/BaF2 Single-Crystal Epilayers)

  • 이일훈;두하영
    • 한국안광학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.209-215
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    • 2002
  • 본 실험에서는 HWE 방법으로 성장시킨 SnSe 단결정 박막에 대한 특성을 조사하였다. 성장된 박막의 결정 구조와 격자 상수를 알아보기 위하여 X-ray diffraction(XRD)에 의한 회절 패턴을 측정하고, 단결정 박막의 결정성을 확인하기 위하여 double crystal X-ray diffraction(DCXRD)에 의한 회절 패턴을 측정하여, 원료부와 열벽부 그리고 기판의 온도 변화에 따른 반치폭을 알아보았다. Rutherford back scattering(RBS)을 측정하여 Sn과 Se의 조성비를 확인하고, 실험값과 이론값의 차이를 조사하였다. 박막의 표면 상태는 atomic force microscopy(AFM) 사진과 주사 전자 현미경(SEM) 사진으로 관찰하여 결정구조와 성장 온도와의 연관성을 조사하였다. 광학 상수는 Spectroscopic Ellipsometry(SE) 방법을 이용하여 단결정 박막의 굴절률(n), 유전상수(${\varepsilon}$), 반사율(R) 그리고 흡수 계수(${\alpha}$) 등 광학 상수를 측정했다.

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