• 제목/요약/키워드: Spectral range

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현장관측용 분광 광도계의 상대 검교정 시스템 개발 (Development of relative radiometric calibration system for in-situ measurement spectroradiometers)

  • 오은송;안기범;강혁모;조성익;박영제
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.455-464
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    • 2014
  • 천리안해양관측위성(Geostationary Ocean Color Imager, GOCI)이 2010년 6월에 발사된 이후, 영상 자료의 보정과 검증을 위한 여러 차례의 현장 관측이 한반도 주변에서 수행되었다. 한국해양과학기술원 해양위성센터(Korea Ocean Satellite Center, KOSC)에서는 Analytical Spectral Devices (ASD)사의 분광 광도계 FieldSpec3나 TriOS사의 분광 광도계 RAMSES와 같은 현장관측장비의 특성 변화를 확인하기 위하여 미국국립표준기술원(National Institute of Standards and Technology, NIST)의 표준화 절차를 거친 광원과 표준 분광 광도계를 이용하여 각각의 현장 관측 마다 기기의 성능을 측정하였다. 본 논문에서는 해양위성센터에 구축된 광학 실험실과 현장관측 분광 광도계의 상대적 복사 검교정 방법에 대해서 소개하고 있다. 광학 실험실은 98% 이상의 광원 균질성을 지니는 20인치 적분구(USS-2000S, LabSphere)와 360 nm 부터 1100 nm 까지 1.6 nm 파장 간격으로 측정이 가능한 표준 분광 광도계(MCPD9800, Photal), 그리고 ${\pm}0.1mm$의 편평도를 가지는 광학테이블($3600{\times}1500{\times}800mm^3$)을 기본으로 구성되어 있다. 실험실 내부는 정확한 검교정 실험을 위하여 일정한 온습도를 유지하고 있으며, 동일한 광원에 동일한 위치에서 표준과 현장관측용 분광 광도계를 동시에 측정하는 방법을 기본으로 한다. 해양위성센터가 보유하고 있는 ASD 를 측정한 결과, 현장관측용 분광광도계의 결과가 푸른 가시광 영역에서 미세한 차이가 측정 시 마다 나타나는 것을 확인하였고, 더불어 1년간의 상대 검교정 실험에 따르면 평균적으로 4.41% 정도의 파장별 광특성이 변화하는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 측정 정확도를 유지하고, GOCI 자료의 신뢰도를 확보하기 위하여 지속적인 검교정 실험을 수행해야 하는 이유를 보여주고 있다.

강원도 오십천 수계에 분포하는 백색침전물, 적갈색침전물 및 혼합침전물의 중금속 오염, 광물조성 및 분광학적 특성의 비교분석 (Comparative Analysis of Heavy Metal Contamination, Mineral Composition and Spectral Characteristics of White, Reddish Brown and Mixed Precipitates Occurring at Osip Stream Drainage, Gangwondo, South Korea)

  • 임정화;유재형;신지혜;고상모
    • 자원환경지질
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    • 제52권1호
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    • pp.13-28
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    • 2019
  • 본 연구는 강원도 오십천 수계에 형성된 백색, 적갈색 그리고 두 침전물이 혼합된 침전물을 대상으로 침전환경을 파악하고, 중금속 오염도 및 광물학적 분석을 수행하였다. 또한, 분광학적 분석을 통해 수계침전물의 중금속 오염도와 광물조성에 따른 분광특성을 고찰하였다. 백색침전물, 적갈색침전물 및 혼합침전물이 형성된 하천수의 pH 범위는 각각 4.43-6.91, 7.74-7.94와 7.59-7.9로 나타났다. X선 형광분석 결과, 이들 침전물은 니켈, 구리, 아연 및 비소에 대해 오염도가 높은 것으로 확인되었다. 백색침전물은 적갈색침전물 내 알루미늄의 농도에 비해 약 3.3배 높았으며, 적갈색침전물은 백색침전물 내 철의 농도보다 약 15배 부화되었다. X선 회절분석 결과 백색침전물은 알루미노코큠바이트, 깁사이트, 석영, 사포나이트, 일라이트의 광물로 구성되며, 적갈색침전물은 알루미늄 이소프로폭사이드, 고령토, 침철석, 돌로마이트, 엽랍석, 자철석, 석영, 방해석, 홍석류석으로 이루어졌으며, 혼합침전물은 석영, 조장석, 방해석의 광물로 구성된다. 백색침전물은 깁사이트, 사포나이트, 일라이트에 의해, 적갈색침전물은 침철석, 고령토, 엽랍석에 의해, 혼합침전물은 조장석에 의해 분광학적 특성이 발현되는 것으로 판단된다. 중금속 오염도가 높아짐에 따라 분광반사도가 낮아지는 경향을 보였으며, 흡광깊이를 분석한 결과, 백색침전물 및 적갈색침전물에서 검출된 중금속은 각각 사포나이트와 일라이트, 침철석과 자철석에 흡착된 결과로 예상된다.

분광 영상을 이용한 사과나무 잎의 질소 영양 상태 진단 (Diagnosis of Nitrogen Content in the Leaves of Apple Tree Using Spectral Imagery)

  • 장시형;조정건;한점화;정재훈;이슬기;이동용;이광식
    • 생물환경조절학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.384-392
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    • 2022
  • 본 연구는 RGB, 초분광 센서를 이용하여 시기별 사과 잎의 엽록소와 질소 함량을 예측하여 사과 나무 잎의 질소 영양을 진단하기 위해 수행되었다. 분광 데이터는 사과나무 '홍로/M.9' 2년생을 대상으로 고해상도 RGB와 초분광 센서로 촬영 후 영상처리를 통해 취득하였다. 식물체 데이터는 촬영이 끝난직후 엽록소와 잎 질소 함량을 측정하였다. 엽록소 측정기의 SPAD meter, RGB 센서의 개별 파장, 컬러 식생지수 및 초분광 센서의 214개의 파장과 식물체 데이터를 이용하여 회귀분석을 실시하였다. 엽록소와 잎 질소 함량 데이터는 시기와 상관없이 질소 시비량에 따라 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 잎은 시기가 지나면서 잎에 있던 영양분이 과실로 전이되어 색이 옅어졌으며 RGB센서의 경우 Red파장에서 시기와 상관없이 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 초분광 센서의 경우 두 시기 모두 질소 시비 수준에 따라 가시광 영역보다 비가시광 영역에서 차이가 크게 나타났다. 반사값를 이용하여 식물체 특성의 예측 모델 결과 엽록소, 잎 질소함량 모두 초분광 데이터를 이용한 부분최소제곱회귀분석을 이용하였을 때 성능이 가장 높게 나타났다(chlorophyll: 81% / 63%, leaf nitrogen content: 81% / 67%). 이러한 원인은 RGB 센서에 비해 초분광 센서는 좁은 FWHM과 400-1,000nm의 넓은 파장 범위를 가지고 있어 질소 결핍에 의한 스트레스로 인해 작물의 분광학적 해석이 가능했을 것으로 판단된다. 추후 분광학적 특성을 이용하여 전 생육 시기의 수체 생리, 생태 모델 개발 및 검증 그리고 병해충 진단 등 연구를 통해 고품질, 안정적인 과실 생산 기술 개발에 기여될 것으로 사료된다.

미국 중부 토양의 이화학적 특성 추정을 위한 광 확산 반사 신호 전처리 및 캘리브레이션 (Preprocessing and Calibration of Optical Diffuse Reflectance Signal for Estimation of Soil Physical and Chemical Properties in the Central USA)

  • 나우정;;정선옥;김학진
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제33권6호
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    • pp.430-437
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    • 2008
  • Optical diffuse reflectance sensing in visible and near-infrared wavelength ranges is one approach to rapidly quantify soil properties for site-specific management. The objectives of this study were to investigate effects of preprocessing of reflectance data and determine the accuracy of the reflectance approach for estimating physical and chemical properties of selected Missouri and Illinois, USA surface soils encompassing a wide range of soil types and textures. Diffuse reflectance spectra of air-dried, sieved samples were obtained in the laboratory. Calibrations relating spectra to soil properties determined by standard methods were developed using partial least squares (PLS) regression. The best data preprocessing, consisting of absorbance transformation and mean centering, reduced estimation errors by up to 20% compared to raw reflectance data. Good estimates ($R^2=0.83$ to 0.92) were obtained using spectral data for soil texture fractions, organic matter, and CEC. Estimates of pH, P, and K were not good ($R^2$ < 0.7), and other approaches to estimating these soil chemical properties should be investigated. Overall, the ability of diffuse reflectance spectroscopy to accurately estimate multiple soil properties across a wide range of soils makes it a good candidate technology for providing at least a portion of the data needed in site-specific management of agriculture.

Scattering characteristics of metal and dielectric optical nano-antennas

  • Ee, Ho-Seok;Lee, Eun-Khwang;Song, Jung-Hwan;Kim, Jinhyung;Seo, Min-Kyo
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.76.1-76.1
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    • 2015
  • Optical resonances of metallic or dielectric nanoantennas enable to effectively convert free-propagating electromagnetic waves to localized electromagnetic fields and vice versa. Plasmonic resonances of metal nanoantennas extremely modify the local density of optical states beyond the optical diffraction limit and thus facilitate highly-efficient light-emitting, nonlinear signal conversion, photovoltaics, and optical trapping. The leaky-mode resonances, or termed Mie resonances, allow dielectric nanoantennas to have a compact size even less than the wavelength scale. The dielectric nanoantennas exhibiting low optical losses and supporting both electric and magnetic resonances provide an alternative to their metallic counterparts. To extend the utility of metal and dielectric nanoantennas in further applications, e.g. metasurfaces and metamaterials, it is required to understand and engineer their scattering characteristics. At first, we characterize resonant plasmonic antenna radiations of a single-crystalline Ag nanowire over a wide spectral range from visible to near infrared regions. Dark-field optical microscope and direct far-field scanning measurements successfully identify the FP resonances and mode matching conditions of the antenna radiation, and reveal the mutual relation between the SPP dispersion and the far-field antenna radiation. Secondly, we perform a systematical study on resonant scattering properties of high-refractive-index dielectric nanoantennas. In this research, we examined Si nanoblock and electron-beam induced deposition (EBID) carbonaceous nanorod structures. Scattering spectra of the transverse-electric (TE) and transverse-magnetic (TM) leaky-mode resonances are measured by dark-field microscope spectroscopy. The leaky-mode resonances result a large scattering cross section approaching the theoretical single-channel scattering limit, and their wide tuning ranges enable vivid structural color generation over the full visible spectrum range from blue to green, yellow, and red. In particular, the lowest-order TM01 mode overcomes the diffraction limit. The finite-difference time-domain method and modal dispersion model successfully reproduce the experimental results.

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FED용 GdOBr:Ce 청색 형광체의 제조 및 발광특성 (Preparation and Luminescent Properties of GdOBr:Ce Blue Phosphors for FED)

  • 이준;박정규;한정화;박희동;윤석승
    • 한국세라믹학회지
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    • 제39권3호
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    • pp.240-244
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    • 2002
  • $Gd_2O_3,\;CeO_2$$NH_4Br$ 분말을 사용하여 GdOBr:Ce 형광체를 고상 반응으로 합성하였다. GdOBr:Ce 형광체는 370nm UV 여기 하에 410∼430nm의 영역에서 청색 발광스펙트럼을 보였으며, 2mol%의 Ce 농도에서 최대 발광특성을 나타냈다. FED용 형광체로의 응용 가능성을 알아보기 위해 GdOBr:Ce 형광체의 음극서 발광(CL)을 측정하였다. CL의 경우 PL과 동일한 영역인 410∼430nm에서 발광을 나타냈으며, Ce 농도가 1mol%일 때 발광의 최대치를 보였다. CL에서의 degradation 효과를 보기 위해 전자선을 10분간 조사하여 상용형광체와 비교하였다. 이로부터 GdOBr:Ce 형광체를 FED용 청색 형광체로 응용할 수 있는 가능성을 확인하였다.

형광 X 선을 이용한 100 KeV 이하의 에너지 영역에서의 단색 Photon 선원개발에 관한 연구 (Development of Monoenergetic Photon Source in the Energe Range below 100 keV by the X-ray Fluorescence Method)

  • 이연명;이건재;하석호;황선태;이경주
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제10권1호
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    • pp.14-28
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    • 1985
  • 고순도 물질의 $K_{\alpha}$형광 X-선을 이용하여 100 keV 이하에서의 단색 Photon 선원을 개발하였다. 단색 Photon은 방사선 측정기기의 교정에 매우 유용한 것으로 얇은 금속박막의 Radiator에 제동복사선을 조사하여 얻을 수 있다. 본 실험에서는 $_{47}Ag,\;_{50}Sn,\;_{68}Er,\;_{70}Yb,\;_{82}Pb$, 등의 Radiator를 사용하여 20 keV 에서 80 keV의 범위에서 단색 Photon을 얻어내어 고순도 HpGe LEPS로 0.64-0.94에 이르는 단색도를 얻어내었고 600cc 얇은창이온전리함을 사용하여 8.3mR/h 에서 232. 5mR/h에 이르는 선량률을 얻어 내였다.

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EVALUATION OF FAR-INFRARED BIB-TYPE GE DETECTORS FABRICATED WITH THE SURFACE-ACTIVATED WAFER BONDING TECHNOLOGY

  • Hanaoka, Misaki;Kaneda, Hidehiro;Oyabu, Shinki;Hattori, Yasuki;Tanaka, Kotomi;Ukai, Sota;Shichi, Kazuyuki;Wada, Takehiko;Suzuki, Toyoaki;Watanabe, Kentaroh;Nagase, Koichi;Baba, Shunsuke;Kochi, Chihiro
    • 천문학논총
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    • 제32권1호
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    • pp.351-353
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    • 2017
  • To realize large-format compact array detectors covering a wide far-infrared wavelength range up to 200 µm, we have been developing Blocked-Impurity-Band (BIB) type Ge detectors with the room-temperature surface-activated wafer bonding technology provided by Mitsubishi Heavy Industries. We fabricated various types of $p^+-i$ junction devices which possessed a BIB-type structure, and evaluated their spectral response curves using a Fourier transform spectrometer. From the Hall effect measurement, we also obtained the physical characteristics of the $p^+$ layers which constituted the $p^+-i$ junction devices. The overall result of our measurement shows that the $p^+-i$ junction devices have a promising applicability as a new far-infrared detector to cover a wavelength range of $100-200{\mu}m$.

A SIGNATURE OF CHROMOSPHERIC ACTIVITY IN BROWN DWARFS: A RECENT RESULT FROM NIRLT MISSION PROGRAM

  • Sorahana, Satoko;Suzuki, Takeru K.;Yamamura, Issei
    • 천문학논총
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    • 제32권1호
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    • pp.131-133
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    • 2017
  • We present the latest results from the Mission Program NIRLT (PI: I.Yamamura), the near-infrared spectroscopy of brown dwarfs using the AKARI/IRC grism mode with the spectral resolution of ~ 120. The near-infrared spectra in the wavelength range between 2.5 and $5.0{\mu}m$ are especially important to study the brown dwarf atmospheres because of the presence of major molecular bands, including $CH_4$ at $3.3{\mu}m$, $CO_2$ at $4.2{\mu}m$, CO at $4.6{\mu}m$, and $H_2O$ around $2.7{\mu}m$. We observed 27 sources, and obtained 16 good spectra. Our model fitting reveals deviations between theoretical model and observed spectra in this wavelength range, which may be attributed to the physical condition of the upper atmosphere. The deviations indicate additional heating, which we hypothesize to be due to chromospheric activity. We test this effect by modifying the brown dwarf atmosphere model to artificially increase the temperature of the upper atmosphere, and compare the revised model with observed spectra of early- to mid-L type objects with $H{\alpha}$ emission. We find that the chemical structure of the atmosphere changes dramatically, and the heating model spectra of early-type brown dwarfs can be considerably improved to match the observed spectra. Our result suggests that chromospheric activity is essential to understand early-type brown dwarf atmospheres.

분할과 중첩 기법을 이용한 항공 사진 상의 빌딩 경계 추출 (Extraction of Building Boundary on Aerial Image Using Segmentation and Overlaying Algorithm)

  • 김용민;장안진;김용일
    • 한국측량학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.49-58
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    • 2012
  • 도심지의 빌딩들은 시간이 갈수록 형태가 다양해지고, 식생이나 도로와 같은 객체들과 유사한 분광 특성을 나타냄으로써 광학 영상만을 이용하여 추출하기가 어려워지고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 항공 Light Detection and Ranging(LiDAR) 자료와 항공 사진의 융합을 통해 항공 사진상에서의 빌딩과 그 경계를 추출하는 방법을 제안한다. 먼저 항공 사진에 Adaptive dynamic range linear stretching 방사 강조 기법을 적용하고, 에디슨 에지 디텍터를 이용하여 이진 경계 지도를 생성하였다. 동시에 항공 LiDAR 자료로부터 normalized Digital Surface Model을 생성하고, 빌딩 영역을 추출하여 이진 경계 지도와의 중첩을 통해 임시 빌딩 영역을 추출하였다. 마지막으로 항공 LiDAR 자료와 항공 사진 간의 위치 오차를 고려하여 경계 강화 과정을 수행함으로써 최종 빌딩 경계를 추출하였다. 제안 방법의 검증을 위해 두 개의 실험 지역을 선정하여 제안 방법을 적용하였고, 정량적인 정확도평가에서 F-measure, Jaccard coefficient, Yule coefficient, Overall accuracy의 값이 모두 0.85 이상의 정확도를 보여주었다.