• 제목/요약/키워드: total internal reflection

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Numerical Analysis of Light Extraction Efficiency of a Core-shell Nanorod Light-emitting Diode

  • Kangseok Kim;Gijun Ju;Younghyun Kim
    • Current Optics and Photonics
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    • 제7권5호
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    • pp.496-503
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    • 2023
  • We present a detailed analysis of the light extraction efficiency (LEE) of a core-shell nanorod light emitting diode (LED) using finite-difference time-domain (FDTD) simulations. We found that the LEE has a deep dependence on source positions and polarization directions based on the calculated LEE results for every x and z position inside the core-shell nanorod structure. The LEEs are different for the upper part (pyramid) and the lower part (sidewall) of the core-shell nanorod owing to total internal reflection (TIR) and the generated optical modes in the structure. As a result, the LEE of sidewall is much larger than that of pyramid. The averaged LEE of the core-shell nanorod LED is also investigated with variable p-GaN thickness, n-GaN thickness, and height for the design guidelines for the optimized LEE of core-shell nanorod LEDs.

기능성 소화불량증에서 위장관 미주신경 활성 평가를 위한 심박변이지표와 장음지표의 상관성 연구 (Correlation between HRV and Bowel Sound Parameters in the Evaluation of Gastrointestinal Parasympathetic Nerve Activity from Patients with Functional Dyspepsia)

  • 김소연;윤상협
    • 대한한방내과학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.173-180
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    • 2009
  • Objectives : The aim of this study was to investigate the evaluation of gastrointestinal parasympathetic nerve activity by comparing between HRV and bowel sound parameters in patients with functional dyspepsia. Methods : 62 patients (male 22, female 40) were enrolled. HRV was measured in all patients. and TP (total power), LF (low frequency density: 0.04$\sim$0.15Hz), HF (high frequency density: 0.15$\sim$0.4Hz). and LF/HF ratio were analyzed. HF band is a reflection of parasympathetic activity. and the LF-to-HF ratio is considered a marker of sympathovagal balance. Bowel sounds were recorded at the day after, and postprandial %BS was used to indicate the gastric vagal activity after eating. HRV and bowel sound parameters were compared. and correlation between them was analyzed. Results : There was no difference in LF/HF ratio between patient group and healthy group of other report. According to values of %BS, each patient was classified into a normal (>6 %BS) or hypoactivity (<6 %BS) of gastric vagus nerve group. HF component of the hypoactivity group was not significantly higher than that of the normal group. There was no correlation between HRV and bowel sound parameters. Conclusions : Because no correlation was found between HRV and bowel sound parameters in patients with functional dyspepsia, we concluded that it is not proper to evaluate gastric vagus nerve activity by HRV measurement.

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DI 방식의 대형 멀티터치스크린을 위한 영상처리 알고리즘 설계 (Image Processing Algorithms for DI-method Multi Touch Screen Controllers)

  • 강민구;정용진
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제48권3호
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    • pp.1-12
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    • 2011
  • 대형 멀티터치스크린의 구현은 기존의 저항막, 정전용량, 초음파 방식으로는 기술 제약 및 비용 등의 문제로 구현에 어려움이 있어 주로 적외선을 이용하는 방식을 많이 사용한다. 적외선을 사용한 멀티터치스크린은 대형스크린을 구현하기 용이하지만 멀티터치에 기술적인 제한을 갖고 있는 경우가 많다. 이러한 단점을 보완하기 위해 적외선 카메라를 이용한 FTIR(Frustrated Total Internal Reflection), DI(Diffuse Illumination)방식들이 Microsoft의 차세대 유저인터페이스인 Surface를 통해 제안되었다. FTIR이나 DI 방식은 대형스크린의 구현이 쉽고 멀티터치의 개수에 제한을 받지 않는다. 하지만 FTIR은 터치 포인트의 검출은 쉬운 반면에 스크린의 크기와 재질, 적외선 LED 배열을 위한 모듈, 많은 소비전력 등의 단점을 가지고 있고 DI 방식은 구조상의 문제로 터치 검출이 어려운 반면 FTIR이 가지고 있는 단점을 해결할 수 있다. 본 논문에서는 기존에 제안된 DI 방식의 터치 포인트 검출시의 문제점을 해결하기 위해 손가락 외곽선을 이용한 영상처리 알고리즘, 광학 렌즈 왜곡 현상을 효과적으로 보정하기 위한 알고리즘에 대해 연구하였다. 또한 멀티터치의 터치 정확도를 높이기 위한 Calibration 알고리즘과 정확한 제스처 및 정확한 이동을 위한 Tracking 기법을 고안하였다. 연구 결과 DI 방식을 위해 본 논문에서 제안한 영상처리 알고리즘들은 간단하면서 쉽게 대형 멀티터치스크린 구현을 위한 효과적인 방법이 될 수 있을 것으로 판단된다.

개선된 터치점 검출과 제스쳐 인식에 의한 DI 멀티터치 디스플레이 구현 (Implementation of a DI Multi-Touch Display Using an Improved Touch-Points Detection and Gesture Recognition)

  • 이우범
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제11권1호
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    • pp.13-18
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    • 2010
  • 멀티터치 관련 연구는 전반사 장애 현상(FTIR: Frustrated Total Internal Reflection)의 원리를 기반으로 기존 방법을 이용하여 단지 구현하는 것이 대부분이다. 또한 멀티 터치점(Blob-Points) 검출이나 사용자 제스쳐 인식에 있어서 성능 향상을 위한 소프트웨어적 해법에 관한 연구는 드문 실정이다. 따라서 본 논문에서는 확산 투광(DI: Diffused Illumination) 방식을 기반으로 개선된 터치점 검출과 사용자 제스쳐 인식에 의한 멀티터치 테이블-탑 디스플레이를 구현한다. 제안된 방법은 실행 중인 어플리케이션 내의 객체들을 위한 동시 변형 멀티터치 명령을 지원하며, 제안한 사전 테스팅(Pre-Testing) 방법에 의해서 멀티 터치점 검출 과정에서 시스템 지연 시간의 감소가 가능하다. 구현된 멀티터치 테이블-탑 디스플레이 장치는 OSC(Open Sound Control) 프로토콜을 기반으로 하는 TUIO(Tangib1e User Interface Object) 환경에서 Flash AS3 어플리케이션을 제작하여 시뮬레이션 한 결과 최대 37% 시스템 지연 시간의 감소와 멀티터치 제스쳐 인식에서 성공적인 결과를 보였다.

고등학생 기후변화 대응 실천역량 검사도구의 개발 (Development of an Instrument for Measuring Action Competence on Climate Change within High School Students)

  • 백성희;신현정;김찬종
    • 한국과학교육학회지
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    • 제41권6호
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    • pp.533-542
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    • 2021
  • 이 연구의 목적은 고등학생의 기후변화 대응 실천역량을 진단하는 검사도구를 개발하는 데 있다. 내용타당도 검증과 두 차례의 조사를 바탕으로 검사도구를 개발하였고, 본조사는 전국의 고등학생 1~2학년 528명을 대상으로 실시하였다. 기후변화 대응 실천역량 검사도구의 신뢰도와 타당도를 확보하기 위해 문항 분석(평균, 왜도, 첨도, 문항-전체 상관), 신뢰도 분석, 확인적 요인분석을 활용하였다. 기후변화 대응 실천역량 검사도구는 7가지 영역의 총 35개 문항으로 구성되어 있으며, 검사에 소요되는 시간은 약 15분 내외이다. 이 검사도구의 영역별 구성은 기후변화 관련 지식, 기후변화 감수성, 성찰능력, 통합적 사고, 의사소통능력, 의사결정능력, 실천 의지이다. 이 검사도구는 자기보고식의 5점 리커트 척도(1=전혀 그렇지 않다, 2=그렇지 않다, 3=보통이다, 4=그렇다, 5=매우 그렇다)로 응답하도록 되어있으며, Cronbach-α 값은 전체 0.953, 하위요소의 경우 0.786~0.862의 범위로 나타났다.

AR 보드 게임을 위한 멀티 터치 스크린 시스템 제작 (Production of Frustrated Total Internal Reflection Multi-touch Screen for AR Table-top Board Game)

  • 한상헌;김정훈;강맹관;박정필;장송현;윤태수;이동훈
    • 한국HCI학회:학술대회논문집
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    • 한국HCI학회 2009년도 학술대회
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    • pp.80-83
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    • 2009
  • 본 논문에서는 AR 보드 게임을 위한 FTIR 방식의 멀티 터치 스크린 시스템을 제안한다. 기존 보드 게임은 카드의 정보나 위치등 다양한 정보를 보여주면서 사용자와의 상호작용에 있어서 버튼과 같은 단순한 형태의 입력을 요구한다. 이러한 낮은 상호작용을 보완하기 위해서 다양한 형태의 패턴 등을 입력할 수 있는 멀티 터치 스크린 시스템을 적용한 텐저블 사용자 인터페이스를 제공하여 사용자로 하여금 더 많은 상호작용과 높은 몰입감을 제공하고자 한다. 본 논문에서 제안하는 시스템은 다음과 같이 구성된다. 먼저, 텐저블 사용자 인터페이스를 위해서 Jefferson Y. Han이 제안한 시스템과 유사한 형태의 FTIR 방식의 멀티 터치 스크린을 테이블 탑 형태로 제작한다. 또한, 스크린 위의 카드를 인식하기 위해서 특정한 모양의 패턴을 적용한 적외선 반사지를 카드에 입힌 후, DI 방식을 사용하여 카드의 고유한 정보를 인식할 수 있도록 하였다. 마지막으로 사용자에게 인터페이스의 확장뿐만 아니라 시각적으로 높은 몰입감을 제공하기 위해 Bimber가 제안한 Virtual Showcase를 적용하였다. 이러한 시스템을 통해 사용자는 이전의 단조로운 형태의 게임에서 벗어나 훨씬 다양하고 높은 몰입감을 즐길 수 있게 되었다.

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Dynamic lipopolysaccharide transfer cascade to TLR4/MD2 complex via LBP and CD14

  • Kim, Soo Jin;Kim, Ho Min
    • BMB Reports
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    • 제50권2호
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    • pp.55-57
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    • 2017
  • Toll-like receptor 4 (TLR4) together with MD2, one of the key pattern recognition receptors for a pathogen-associated molecular pattern, activates innate immunity by recognizing lipopolysaccharide (LPS) of Gram-negative bacteria. Although LBP and CD14 catalyze LPS transfer to the TLR4/MD2 complex, the detail mechanisms underlying this dynamic LPS transfer remain elusive. Using negative-stain electron microscopy, we visualized the dynamic intermediate complexes during LPS transfer-LBP/LPS micelles and ternary CD14/LBP/LPS micelle complexes. We also reconstituted the entire cascade of LPS transfer to TLR4/MD2 in a total internal reflection fluorescence (TIRF) microscope for a single molecule fluorescence analysis. These analyses reveal longitudinal LBP binding to the surface of LPS micelles and multi-round binding/unbinding of CD14 to single LBP/LPS micelles via key charged residues on LBP and CD14. Finally, we reveal that a single LPS molecule bound to CD14 is transferred to TLR4/MD2 in a TLR4-dependent manner. These discoveries, which clarify the molecular mechanism of dynamic LPS transfer to TLR4/MD2 via LBP and CD14, provide novel insights into the initiation of innate immune responses.

Development and Characterization of a 400-W Slab-type Nd:YAG Gain Module

  • Cha, Yong-Ho;Lee, Sungman;Lim, Gwon;Baik, Sung-Hoon;Kwon, Sung-Ok;Cha, Byung-Heon;Lee, Jung-Hwan;Kang, Eung-Cheol
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제16권1호
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    • pp.53-56
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    • 2012
  • We have developed a slab-type Nd:YAG gain module based on the techniques of conduction cooling and end pumping. The Nd:YAG slab is end-capped on both ends by undoped pure YAG and is pumped through the end-caps by stacked arrays of laser diode bars. The slab's surfaces of total internal reflection are in contact on both sides with microchannel cooling blocks which are cooled by water circulation. The power oscillator based on the gain module generates more than 400 W at 1-kW pumping with a slope efficiency of 55%. The small-signal gain of the gain module is 10 in a single zig-zag pass, and the amplified beam shows a near diffraction-limited beam quality.

Optical Simulation Study on the Effect of Diffusing Substrate and Pillow Lenses on the Outcoupling Efficiency of Organic Light Emitting Diodes

  • Jeong, Su Seong;Ko, Jae-Hyeon
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제17권3호
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    • pp.269-274
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    • 2013
  • The effect of diffusing substrate and pillow lenses on the outcoupling efficiency of organic light-emitting diodes (OLEDs) was studied by optical simulation based on the point-dipole model. The diffusing substrate included Mie scatterers by which the condition of total internal reflection could be broken. The finite-difference time-domain method was used to obtain the intensity distribution on the transparent electrode of an OLED, which was used as a light source to carry out a ray-tracing simulation of the OLED and the diffusing substrate. It was found that the outcoupling efficiency of the OLED was sensitive to the thickness of organic layers and could be increased by 21.0% by adopting a diffusing substrate in which Mie scatterers whose radius was $2.0{\mu}m$ were included at the density of $10^7mm^{-3}$ and by 65.5% by forming one pillow lens with the radius of 2 mm on the front surface of the glass substrate. This study revealed that the outcoupling efficiency could be improved by adopting diffusing substrate and pillow lenses along with the optimization of the thickness of each layer in the OLED.

엠보형 Al 반사막을 이용한 GaN-based LED의 광추출 효율 향상 (Enhanced light extraction in GaN-bassed LED with embo type Al reflector)

  • 이완호;신영철;김은홍;김철민;이병규;;김태근
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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    • pp.150-150
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    • 2008
  • 고효율 LED를 얻기 위해서는 LED의 내부 양자효율과 외부 양자효율이 높아야 한다. 현재 GaN-Based LED의 내부 양자효율은 결정의 질의 개선 및 이중이종접합 또는 다중양자우물 구조와 같이 활성층의 캐리어 농도를 높이는 접합구조로 설계되어 거의 100%에 가까워졌다. 그러나 외부 양자효율은 반도체 재료의 높은 굴절률로 인하여 외부로 탈출하지 못하고 내부로 전반사 되어 반도체 내부에 갇히게 되는데 이처럼 갇힌 빛은 반도체와 중간 Interface에 TIR(total internal reflection) 또는 반사판에 의해 계속적으로 반사 된다. 그러므로 이를 해결하기 위한 플립칩 구조, 포토닉 크리스탈 등의 여러 가지 방법들이 제시되고 있지만 아직도 더 높은 외부 양자 효율의 개선을 요구하고 있다. 본 연구에서는 새로운 형태의 반사판(Al) 즉 p-GaN과 반사판 사이의 interlayer로 반사판과의 오믹 접촉을 고려한 Embo type의 NiO를 구현하여 반사된 빛의 방향을 내부반사를 줄일 수 있는 방향으로 변화시킴으로써 광 추출 효율의 향상을 기대할 수 있게 되었다.

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