• Current Optics and Photonics
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• 제7권6호
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• pp.683-691
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• 2023

A typical terahertz time-domain spectroscopy system requires large, expensive, and heavy hardware such as a lock-in amplifier and a function generator. In this study, we replaced the lock-in amplifier and the function generator with a single sound card built into a typical desktop computer to significantly reduce the system size, weight, and cost. The sound card serves two purposes: 1 kHz chopping signal generation and raw data acquisition. A unique software lock-in (Python coding program to eliminate noise from raw data) method was developed and successfully extracted THz time-domain signals with a signal-to-noise ratio of ~40,000 (the intensity ratio between the peak and average noise levels). The built-in sound card with the software lock-in method exhibited sufficiently good performance compared with the hardware-based method.

• Current Optics and Photonics
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• 제8권3호
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• pp.225-229
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• 2024

This paper introduces a rapid measurement technique for the stress-optic coefficient, using terahertz time-domain spectroscopy. First we propose a design combining a four-point bending device with a scanning stage to streamline the loading process. Then we detail the measurement principle and outline the signal-processing algorithm. The experiments are carried out on Al₂O₃, a representative ceramic material. The experimental data reveal that the refractive index of Al₂O₃ exhibits a linear decrease with increasing stress. This work supplies an efficient method for stress measurement rooted in the stress-optic effect.

• 대한화학회지
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• 제60권1호
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• pp.28-33
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• 2016

스피로파이란은 반복적인 광 변색현상 과정에서 광 퇴화 특성을 보이는 대표적인 물질이다. 스피로파이란은 뛰어난 안정성, 빠른 응답속도, 강한 색 변화, 빛에 의한 물질의 화학적, 물리적 특성 조절이 가능하다는 점으로 광 스위치, 광 메모리, 바이오 센서 등의 다양한 분야에 적용되고 있다. 하지만 스피로파이란은 광 퇴화되며 기능이 점차 떨어지기 때문에, 광퇴화에 따른 스피로파이란의 특성 변화에 대해 자외선-가시광선 분광법, 핵 자기 공명 분광법, 라만 분광법 등을 이용한 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 스피로파이란의 광 퇴화 특성을 테라헤르츠 주파수 영역에서 테라헤르츠 시간 영역 분광법(Terahertz time-domain spectroscopy, THz-TDS)을 이용하여 측정 및 분석하였다. 반복적인 자외선 조사에 따른 스피로파이란의 광 퇴화 특성이 테라헤르츠 영역에서의 흡수량 증가로 나타남을 확인하였다. 이러한 스피로파이란의 광 퇴화 특성이 야기하는 테라헤르츠 영역 흡수량 변화 경향은 가시광선 영역 흡수량 변화 경향과 서로 반대됨을 확인할 수 있었다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.15-17
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• 2019

We present terahertz optical properties of $GdBa_2Cu_3O_{7-x}$ (GdBCO) superconducting thin films. GdBCO films with a thickness of about 105 nm were grown on a $LaAlO_3$ (LAO) single crystal substrate using a conventional pulsed laser deposition (PLD) technique. Using an Ar ion milling system, the thickness of the GdBCO film was reduced to 58 nm, and its surface was also smoothened. Terahertz (THz) transmission spectra through two different GdBCO films are measured over the range between 0.2 and 1.5 THz using THz time domain spectroscopy. Interestingly, the THz transmission of the thinner GdBCO film has been increased to six times larger than that of the thicker one, while the thinner film is still maintaining its superconducting property at below 90 K.

• 식품과학과 산업
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• 제51권1호
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• pp.26-36
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• 2018

Terahertz (THz) represents the portion of the electromagnetic radiation between the microwave and the infrared region and is within the frequency range of 0.1-10 THz. The ability of THz waves to pass through a wide variety of packaging materials, combined with their ability to characterize the molecular structure of many substances makes it an attractive tool for the application of food quality and safety management. This review provides current information on application of THz spectroscopy/imaging technology for food quality and safety management. The THz spectroscopy/imaging technology has been shown to be useful for detecting foreign bodies, vitamin/moisture, pesticides, antibiotics, melamine etc. However, major barriers to the adoption of THz spectroscopy/imaging for food quality and safety management include THz signal loss in heterogeneous food matrices, high costs of sources and detectors, and absence of a library for the wide group of food compounds. Further research is needed to overcome these barriers.

• 한국광학회지
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• 제19권5호
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• pp.370-375
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• 2008

본 논문에서 비동시성 광샘플링(asynchronous optical sampling; AOS) 방식을 이용하는 고속 고분해 테라헤르츠 시간영역 분광(terahertz time domain spectroscopy; THz-TDS)을 시연한다. 모터로 구동되는 선형 스테이지를 사용하지 않고, 약간 다른 반복 주파수를 갖는 두 대의 펨토초 레이저를 각각 테라헤르츠파 발생과 검출에 사용하여 고속으로 10 ns의 시간축 상의 신호를 획득하고 fast Fourier transformation(FFT)을 통하여 100 MHz의 주파수 분해능을 갖는 고분해 분광을 구현한다. Cross-correlation 방법에 의해 시간 분해능은 278 fs으로 측정되었다. 또한, 본 분광기를 이용하여 수증기의 투과 스펙트럼을 측정하고 흡수선들을 분석하였다.

• 공학기술논문지
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• 제11권4호
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• pp.245-251
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• 2018

Terahertz waves (T-ray) was extensively studied for the NDE (nondestructive evaluation) of characterization of trailing edges for a use of turbines composed with composite materials. The used NDE system were consisted of both CW(Continuous wave) and TDS (Time domain spectroscopy). The FRP composites were utilized for two kinds of both trailing edges of wind energy (non-conducting polymeric composites) and carbon fiber composites with conducting properties. The signals of T-ray in the TDS (Time domain spectroscopy) mode resembles almost that of ultrasound waves; however, a terahertz pulse could not penetrate a material with conductivity unlike ultrasound. Also, a method was suggested to obtain the "n" in the materials, which is called the refractive index (n). The data of refractive index (n) could be solved for the trailing edges. The trailing edges were scanned for characterization and inspection. C-scan and B-scan images were obtained and best optimal NDE techniques were suggested for complicated geometry samples by terahertz radiation. Especially, it is found that the defect image of T-ray corresponded with defect locations for the trailing edges of wind mill.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2012년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.689-690
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• 2012

• 비파괴검사학회지
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• 제30권5호
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• pp.429-436
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• 2010

최근에는 T-ray(terahertz ray)를 이용한 비파괴기술이 새로운 분야로 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 FRP 복합재료의 내재결함이나 레이업(lay-up) 특성을 검사 및 평가하기 위한 T-ray 시간영역 분광기(time-domain spectroscopy)를 활용하였으며 또한 이 T-ray 분광기의 일반적인 반사 및 투과모드를 이용하여 T-ray 이미지를 구현하였다. 특히, 2개의 톱날 인공결함이 내재한 GFRP 복합재의 평가방법을 제시하였다. CFRP 복합재료에 대해서는 T-ray 전파는 탄소섬유로 인해 진행 장해를 받는다. 이에 따라 T-ray의 전기장(E-field)의 방향과 탄소섬유 방향의 의존성을 분석하였다. 한편 인공결함인 알루미늄 테이프, 박리, 충격손상, 이물혼입 등을 T-ray를 이용하여 비파괴 검사 및 평가하였다. 이를 통해 FRP 복합재료의 T-ray비파괴평가의 적용 가능성 및 한계 등을 확인 할 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제28권2호
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• pp.119-124
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• 2008

최근 비파괴 검사를 위한 테라헤르츠 전자기파 기술에 대한 관심이 높아지고 있으며 특히 비파괴검사에서 많은 응용이 기대된다. 테라헤르츠 시간 영역 분광법은 이러한 테라헤르츠 기술에 핵심이 되는 기술로 많은 실험이 이루어지고 있다. 본 논문에서는 테라헤르츠 시간 영역 분광에서 비선형 전광물질을 이용하는 광정류 방식을 통해 발생된 테라헤르츠 전자기파 스펙트럼이 비선형 맥스웰 방정식의 해와 실험에 의해 결정되는 흡수, 회절, 표면간섭 효과 등을 고려한 본문의 모델을 통하여 예측가능하며 실제 티타늄:사파이어 레이저 펄스를 $400{\mu}m$ CdTe에 조사하여 발생된 테라헤르츠파 주파수 스펙트럼의 측정 결과와 비교하여 매우 유사하다는 사실을 보여준다. 이를 통하여 본문에서 소개된 모델은 다른 전광물질을 통해 발생된 테라헤르츠 스펙트럼에도 확장되어 적용 될 수 있다.