In this study, a probe array has been developed for use in a data storage device that is based on scanning probe microscope (SPM) and MEMS technology. When recording data bits by poling the PZT thin layer and reading them by sensing its piezoresponse, commercial probes of which the tip heights are typically shorter than $3{\mu}m$ raise a problem due to the electrostatic forces occurring between the probe body and the bottom electrode of a medium. In order to reduce this undesirable effect, a poly-silicon probe with a high aspect-ratio tip was fabricated using a molding technique. Poly-silicon probes fabricated by the molding technique have several features. The tip can be protected during the subsequent fabrication processes and have a high aspect ratio. The tip radius can be as small as 15 nm because sharpening oxidation process is allowed. To drive the probe, electrostatic actuation mechanism was employed since the fabrication process and driving/sensing circuit is very simple. The natural frequency and DC sensitivity of a fabricated probe were measured to be 18.75 kHz and 16.7 nm/V, respectively. The step response characteristic was investigated as well. Overshoot behavior in the probe movement was hardly observed because of large squeeze film air damping forces. Therefore, the probe fabricated in this study is considered to be very useful in probe-based data storages since it can stably approach toward the medium and be more robust against external shock.
고체내를 전파하는 초음파의 지향성과 음압 분포를 아는 일은 초음파탐상시험에 있어서 대단히 중요하다. 초음파의 지향성은 초음파탐상시험에 있어 감도, 주사 간격, 탐촉자의 배치, 결함의 종류 등을 판단하는 지침이 되고 있다. 본 논문에서는 초음파가시화법을 이용해 초음파의 지향성을 측정했다. 사각탐촉자로부터 나온 횡파의 지향성은 초음파의 전파 거리에 따라 변하지 않았다. 2MHz와 4MHz의 사각탐촉자에는 지향성의 차이가 있었다. 지향성의 중심 위치는 사각탐촉자의 입사점으로부터 뒤쪽 및 탐촉자의 내부에 위치하고 있었으며, 초음파의 전파 거리에 따라 변하지 않았다.
This research focuses on the development of an interrogator that operates and measures fiber Bragg grating(FBG) multiplexing sensor probes for accurate-measurement of the blade deflection in a wind power generator. We designed and fabricated an optical source and spectrum module for the interrogator. Additionally, we verified the wavelength repeatability within 0.001 nm and the wavelength stability within 1 pm of the optical source, and we experimentally determined that the wavelength scanning range was about 44.4 nm. The FBG sensor with 2 nm resolution can be extended to a performance-efficient system that measures more than 20 sensors. The implemented interrogator has 0.141 nm wavelength variations corresponding to an ambient temperature range of $0^{\circ}C$ to $70^{\circ}C$. The measurement error can be easily reduced by employing a temperature compensation algorithm. In this study, we quantitatively confirmed the accuracy and operating stability of the interrogator.
Kim, Shin-Ae;Kim, Sung-June;Lee, Sang-Hun;Park, Tai-Hyun;Byun, Kyung-Min;Kim, Sung-Guk;Shuler, Michael L.
Journal of the Optical Society of Korea
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제13권3호
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pp.392-397
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2009
We designed a wavelength interrogation-based surface plasmon resonance (SPR) biosensor to detect avian influenza DNA (AI-DNA). Hybridization reactions between target AI-DNA probes and capture probes immobilized on a gold surface were monitored quantitatively by measuring the resonance wavelength in the visible waveband. The experimental results were consistent with numerical calculations. Although the SPR detection technique does not require the DNA to be labeled, we also evaluated fluorescently-labeled targets to verify the hybridization behavior of the AI-DNA. Changes in resonance were found to be linearly proportional to the amount of bound analyte. A wavelength interrogation-type SPR biosensor can be used for rapid measurement and high-throughput detection of highly pathogenic AI viruses.
We present an automatic inspection system which been developed to evaluate the geometric tolerances of the optical fiber connectors with an dimensional accuracy of$\pm0.1\mnm$. The main part of the inspection system comprises a series of machine vision and laser scanning probes to measure the internal and external circle diameters along with concentricity by making the most of advanced edge detection algorithms. Actual experimental results obtained through various repeatability tests demonstrate that the system well satisfies the required industrial demands for in-situ inspection of optical fiber connections in real manufacturing environment.
An ultrasonic testing uses the directivity of the ultrasonic wave which propagates in one direction. The directivity is expressed as the relationship between the propagate direction and its sound pressure. The directivity of ultrasonic wave is related to determination of testing sensitivity, scanning pitch and defect location. This paper investigated the directivity of ultrasonic wave, which scattered from slit defect located in heat-affected zone (HAZ) in butt joint using visualization method. The directivity of shear waves scattered from slit defect were different according to probe direction (far defect, near defect) and probe position (forward movement, maximum echo position, backward movement). The difference of directivity of reflection wave was existed between 2 MHz and 4 MHz angle probes. In the case of 2 MHz angle probe, the directivity of reflection wave was appeared sharp form because of the relation wave length and defect size.
We prepared the multilayer with Al doped ZnO (AZO)/Ag/AZO structure. The multilayer were deposited with various thickness of Ag layer on glass substrates at room temperature by using facing targets sputtering (FTS) method. To investigate the electrical, optical and structural properties, we used Hall Effect measurement system, four-point probes. UV-VIS spectrometer with a wavelength of 300 - 100nm, X-ray Diffractometer(XRD) and scanning electron microscopy (SEM). We obtained multilayer thin film with the low resistivity $5,9{\times}10^{-5}{\Omega}cm$ and the average transmittance of 86% m the visible range (400 - 800nm).
근접장 주사 광학 현미경(Near-field scanning optical microscope)에서 가장 중요한 부분은 바로 근접장 탐침(Near-field optical probe)이다. 가간 널리 사용되는 근접장 탐침은 끝 부분에 매우 작은 구멍만 남기고 나머지 부분은 금속으로 코팅한 뾰족한 광섬유(Metal-clad tapered optical fiber)이다. 탐침의 끝에 형성된 작은 구멍은 진행하지 못하는 근접장(Near-field)을 진행하는 먼장(Far-field)으로 바꾸어줌으로서 회절한계를 뛰어넘는 분해능을 가능하게 한다. 그러나, 이러한 작은 구멍은 매우 작은 투과 효율(Transmission efficiency)을 가지기 때문에 고밀도 광기록(High-density optical recording)등에 이용하는데 큰 어려움이 있었다.$^{(1).(3)}$ 따라서 금속이 코팅된 뾰족한 광섬유 내에서 빛이 어떻게 진행되는지에 대한 연구를 통해 보다 높은 효율을 가지는 근접장 탐침을 개발하는 것이 중요한 과제가 되고 있다. 본 연구에서는 금속이 코팅된 뾰족한 광섬유 도파로 내에서 구멍의 크기와 빛의 투과 효율의 관계를 보고한다. (중략)
초음파검사는 초음파 펄스가 한 방향으로 진행한다고 하는 지향성을 이용하고 있다. 초음파의 지향성은 전파 방향과 음압 분포의 관계를 나타내고 있으며 탐촉자의 배치, 탐상 감도 및 주사 간격, 결함의 위치 및 특성의 결정에 밀접한 관계가 있다. 본 논문은 초음파가시화법을 이용하여 pyrex glass로 만든 가상 맞대기 용접부내의 용접 금속부에 위치한 인공 결함으로부터 산란한 반사 횡파의 지향성을 측정하였다. 2 MHz와 4 MHz의 사각탐촉자가 인공 결함에서의 반사파의 지향성 조사에 사용되었다. 인공 결함으로부터 반사된 횡파의 지향성은 사각탐촉자의 위치 및 가상 용접부의 형상에 따라 달랐으며 2 MHz와 4 MHz의 사각 탐촉자에 따라 반사파의 지향성은 큰 차이를 나타내고 있었다. 또한 가상 용접부의 높이가 커짐에 따라 반사각과 입사각은 비슷하게 되었다.
본 연구에서는 초음파 탐상시험의 펄스 반사법으로 각각 용접결함에 따른 초음파 펄스파형모형을 연구하였다. 균열은 예리하고 선명한 신호들을 발생한다. 탐촉자를 결함주위로 이동하면 에코높이는 변한다. 긴 균열에서는 탐촉자가 결함 주위를 원형으로 목돌림주사법을 사용하여 탐상하면 에코높이는 급격히 감소한다. 그 에코 봉우리는 바늘과 같이 얇고 날카롭다. 기공은 단일 결함으로부터 발생하는 에코는 예리하고 선명하다 하지만 집단의 기공들은 다수의 반사들이 중첩되고 트레이스가 들쭉날쭉한 에코가 발생한다. 슬래그 개재물은 크랙과 슬래그 결함위치에서 각각 목돌림 주사법을 사용하여 탐상하면 그 에코형상은 어느 정도 차이를 볼 수 있었다. crack은 그 에코높이가 급격히 변하는 반면에 슬래그 개재물은 증가${\rightarrow}$감소${\rightarrow}$증가${\rightarrow}$감소된다. 또한 다수 밀집된 기공의 위치에서 결함은 대표적 에코형상과 같은 잡다한 에코형상은 슬래그에서는 볼 수 없었다. 용입불량은 결함의 에코형상은 크랙과 같이 날카롭고 예리하게 나타났고, crack과 비슷한 에코형상은 갖고 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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