광학적 배열 변화에 따른 시각 정보가 보행 동작의 제어 패턴에 미치는 영향

남인수 國民大學校 2004 국내박사

본 연구는 생태심리학적 관점에서 광학적 배열의 변화에 따른 시각 정보가 보행 동작의 제어 패턴에 미치는 영향을 규명하여 운동제어의 기초자료로 제공하는 데에 목적을 두었다. 본 연구의 피험자는 젊은 성인 6명을 대상으로 하였다. 그리고 시각 정보는 광학적 흐름 방향 2조건(망막상의 확장 흐름과 망막상의 축소 흐름)과 광학적 흐름 속도 2조건(광학적 흐름 속도 증가와 광학적 흐름 속도 감소), 그리고 보행 속도 3조건(느린 보행과 보통 보행, 그리고 빠른 보행)을 조합하여 제공하였다. 본 실험방법은 트레드밀 상에서 보행하고 있는 피험자가 선호한 보행 속도와 광학적 흐름 속도를 일치한 후, 예기치 못한 광학적 흐름 속도 변화에 의한 보행 속도 정보와 시각 정보의 갈등을 유도하였다. 보행 동작의 안정성을 유지하기 위한 제어 패턴을 규명하고자 운동학적 변인인 분당 보폭수, 보폭, 스트라이드 길이, 체공기, 지지기를 분석하였다. 자료처리는 2×3×2 repeated measured MANOVA를 이용하였다. 유의수준은 α=.05로 하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 1) 시각 정보로서 제공한 광학적 흐름 효과에 대한 운동학적 보행 패턴의 규칙성은 상실하였지만, 보폭 수나 스트라이드 수가 증가되어질수록 점진적으로 지각-동작 결합에 의한 새로운 형태의 협응 패턴을 이루는 것으로 나타났다. 즉, 시간적인 변인은 안정성을 유지하면서 공간적인 변인(보폭, 스트라이드 길이)을 수정함으로써 새로운 보행 동작 패턴을 형성하였다. 2) 보행 동작의 안정성을 유지하기 위하여 광학적 흐름 방향 조건에서 보폭과 스트라이드 길이가 망막상의 확장 흐름일 경우 감소하며, 망막상의 축소 흐름일 경우 증가하였다. 그리고 망막상의 축소 흐름에서는 분당 보폭수와 체공기는 일정하게 유지하였다. 그러나 망막상의 확장 흐름에서 분당 보폭수는 증가하였으며, 체공기는 감소하였다. 지지기는 광학적 흐름 방향 조건에서 모두 일정하게 안정성을 유지하였다. 스트라이드 가변성은 광학적 흐름 방향이 망막상의 확장 흐름일 경우 광학적 흐름 속도 변환 이후 나타나는 요동이 늦게 나타났지만, 망막상의 축소 흐름일 경우엔 광학적 흐름 속도 변환 직후에 요동이 나타났다. 3) 보행 동작의 안정성을 유지하기 위하여 광학적 흐름 속도 증감 조건에서 보폭과 스트라이드 길이는 광학적 흐름 속도가 증가하였을 경우 감소하거나 광학적 흐름 흐름속도가 감소하였을 경우 증가하였다. 그리고 분당 보폭수와 체공기, 지지기는 광학적 흐름 속도 증감 조건에서 일정하게 안정성을 유지하였다. 스트라이드 가변성에 있어 광학적 흐름 속도 증가시켰을 때는 완만하게 낮은 요동이 나타났지만, 광학적 흐름 속도를 감소시켰을 때는 급격한 요동의 변화를 보였다. 결론을 요약해 보면 생태학적 관점은 다이내믹적 관점과 지각-동작 접근의 틀을 가지고 있다. 특히 환경으로부터의 정보를 눈과 손 또는 신체를 움직이면서 직접 지각한다는 것이다. 따라서 본 연구의 결과로 미루어 보아 이동운동에 대한 광학적 흐름 효과는 지각-동작 결합 이론을 지지하고 있으며, 또한 지각-동작 결합이론에 근거한 보행 동작에 대한 광학적 흐름 패턴의 가이던스 효과도 입증되었다. 이동운동에 대한 광학적 흐름 효과의 특성은 시각 정보로서 부여한 광학적 흐름의 방향과 광학적 흐름 속도 증감에서 공간적인 변인인 보폭, 스트라이드 길이의 수정효과는 나타났지만, 시간적인 변인인 분당 보폭수, 체공기, 지지기에서는 수정효과는 일어나지 않았다. 그러므로 광학적 흐름 효과에 있어서 보행 동작은 공간적인 변인의 수정을 통한 새로운 협응 패턴의 보행 동작을 형성하였다. The purpose of this study is to inquire into the effect that visual information which depends on the change of optic array has on the control pattern of gait from the point of view of ecological psychology perspective and to supply basic data of motor control. The subjects of this study were 6 young adults. Visual information was mixed with two optic array direction condition(expansion flow of retinal image and reduction flow of retinal image), two optic flow velocity condition(increase and decrease) and three walking speed condition(slow, normal, and fast walking). In this experimental method, after subjects walking on the treadmill match preferred walking speed and optic flow speed, they were given the conflict of the walking speed information and visual information by unexpected change of optic flow speed. By giving optical information by the change of optical array to subjects walking on the treadmill, they were given the disorder of visual information. To examine control pattern for keeping the stability of subjects' gate, the kinematic parameter, or pitch, step length, stride length, swing phase, and support phase was analyzed. The data process used 2×3×2 repeated measured MANOVA. The significant level was α=.05. The result of this study was as followed. 1) By the effect of optic flow pattern supplied as visual information, the regulation of kinematic gait pattern was seen disordering, but as step rank or stride rank gradually increased, new coordination seemed to be made by perception-action coupling. Namely, by keeping temporal parameter stable, and modulating space-related parameter(step length, stride length), new gait pattern was formed. 2) To keep the stability of gait, in the condition of optic array speed, in case that optic flow speed increased, step length and stride length seemed to decrease and in case that optic flow speed decreased, step length and stride length seemed to increase. And in this condition, pitch, swing phase, and support phase seemed to stay stable. And the variability of stride length becomes caused more fluctuation change when optic flow speed increased than when optic flow speed decreased. 3) To keep the stability of gait, in the condition of optic flow direction in case of the expansion of retinal image, step length and stride length seemed to decrease and in case of the reduction of retinal image, step length and stride length seemed to increase. And in this condition, pitch and support phase seemed to stay constant. In case of the expansion of retinal image, the pitch increased and the swing phase decreased. Both the expansion of retinal image and the reduction of retinal image, support phase stayed stable. In the case of stride variability, when optic flow direction is the expansion of retinal image, fluctuation after the change of optic flow speed appeared late, but when optic flow direction is the reduction of retinal image fluctuation appeared right after the change of optic flow speed. In summary of this study, the ecological perspective has the frame of dynamic perspective and perceptual-action approach. Especially, human perceive the information from environment directly, moving his or her eye, hands, or body. Therefore, according to the result of this study, optic flow effect on locomotion supported perceptual-action coupling theory. Based on perceptual-action coupling theory the guidance effect of optic flow pattern on gait was demonstrated. Namely, at visual information, or the trait of the effect of optic flow on gait in the condition of optic flow direction and speed, space-related parameter, or the modulating effect of step length and stride length appeared. But temporal parameter, or the modulating effect of pitch did not appear. But in case of the expansion of retinal image, the pitch increased and the swing phase decreased. And the gait of new coordination pattern by the modulating of space-related parameter was formed.

광학적 방법에 의한 원통형 물체의 지름 측정에 대한 연구

임복룡 蔚山大學校 大學院 2005 국내박사

원통형 물체의 지름을 측정하는 방법에는 여러 가지가 있지만 그 중에서 자나 캘리퍼스와 같은 기구를 이용하여 직접 측정하는 것이 가장 정확하다. 그러나 대량을 측정하거나 측정기구가 도달할 수 없는 곳에 있는 물체를 측정하려면 광학적 방법에 의한 비접촉식 방법들이 더 효과적이다. 광학적 비접촉식 방법 중 기하 광학적 방법과 간섭·회절을 이용한 지름 측정 원리가 있으며 이들의 원리는 전혀 다르지만, 그 결과는 거의 일치함을 보여준다. 첫째 방법은 레이저와 디지털 카메라를 이용하여 비교적 큰 원통형 물체를 측정하는데 적합하며, 그 원리는 렌즈에 의한 굴절현상과 기하 광학적인 방법으로 측정한다. 즉 기울어진 레이저 광선을 원통형 물체의 옆면에 비추어 나타나는 곡선을 CCD 카메라로 포착하고 기하 광학적인 방법으로 분석하는 것이다. 둘째 방법은 간섭·회절 현상을 이용하여 비교적 가는 철사나 섬유 같은 물체의 지름을 비접촉식으로 측정하는 방법이다. 레이저 광선을 철사에 비추면 이 물체로부터 떨어져 있는 스크린에 회절 무늬가 나타나는데, 이를 분석하여 지름을 측정하는 방법이다. 물체의 지름이 가늘수록 간섭과 회절 무늬가 뚜렷하게 관찰되어진다. 이때는 간섭·회절의 방법으로 측정이 가능하지만 물체의 지름이 커짐에 따라 간섭과 회절의 무늬는 관찰할 수가 없다. 레이저의 광원이 물체의 지름에 비해 매우 작기 때문에 물체에 가려져 빛이 통과하지 못한다. 그래서 레이저 광원의 앞쪽에 원통형 렌즈를 부착하여 빛을 퍼뜨려서 그 퍼진 빛을 이용하여 새로운 기하 광학적인 방법으로 물체의 지름 측정이 가능하게 된다. 본 연구에서는 버니어 캘리퍼스로 측정한 평균 지름이 0.05 mm~100.50 mm인 원통형 물체의 지름을 기하 광학적인 방법과 간섭·회절무늬를 분석하는 방법으로 측정하였는데, 각각의 불확정도는 2% 와 1% 범위 이내였다. 떨어져 있는 물체의 크기에 따라 대량으로, 손쉽게, 빠르게, 높은 정밀도로 측정할 수 있는 방법을 선택해서 원통형 물체의 지름을 측정할 수 있으며 그 상황에 맞는 측정법을 적용시킨다면 산업발전에 큰 도움을 이룰 것이다. 첫 번째 방법은 멀리 떨어져 있는 가로수와 숲에서 나무줄기의 지름 측정에 적용이 가능하므로 수목을 관리하는데 유용하게 이용할 수 있다. 또한, 실시간으로 큰 물체의 지름측정이 가능하므로 플라스틱 관과 같은 제조 공정의 산업 현장에서 사용할 수 있다. 두 번째 방법인 가는 철사 같은 원통형 지름 측정 방법의 경우는 울 섬유의 시각적 검사 및 광섬유의 지름 감시에 이용되기도 한다. 본 연구를 중 고등학교의 빛의 단원에 빛과 관련된 내용을 가르치는데 적용시킨다면 물리과목의 학습 흥미를 진작시키는 데 도움이 될 것이다. 원통형 물체의 지름을 측정하는 방법에는 여러 가지가 있지만 그 중에서 자나 캘리퍼스와 같은 기구를 이용하여 직접 측정하는 것이 가장 정확하다. 그러나 대량을 측정하거나 측정기구가 도달할 수 없는 곳에 있는 물체를 측정하려면 광학적 방법에 의한 비접촉식 방법들이 더 효과적이다. 광학적 비접촉식 방법 중 기하 광학적 방법과 간섭·회절을 이용한 지름 측정 원리가 있으며 이들의 원리는 전혀 다르지만, 그 결과는 거의 일치함을 보여준다. 첫째 방법은 레이저와 디지털 카메라를 이용하여 비교적 큰 원통형 물체를 측정하는데 적합하며, 그 원리는 렌즈에 의한 굴절현상과 기하 광학적인 방법으로 측정한다. 즉 기울어진 레이저 광선을 원통형 물체의 옆면에 비추어 나타나는 곡선을 CCD 카메라로 포착하고 기하 광학적인 방법으로 분석하는 것이다. 둘째 방법은 간섭·회절 현상을 이용하여 비교적 가는 철사나 섬유 같은 물체의 지름을 비접촉식으로 측정하는 방법이다. 레이저 광선을 철사에 비추면 이 물체로부터 떨어져 있는 스크린에 회절 무늬가 나타나는데, 이를 분석하여 지름을 측정하는 방법이다. 물체의 지름이 가늘수록 간섭과 회절 무늬가 뚜렷하게 관찰되어진다. 이때는 간섭·회절의 방법으로 측정이 가능하지만 물체의 지름이 커짐에 따라 간섭과 회절의 무늬는 관찰할 수가 없다. 레이저의 광원이 물체의 지름에 비해 매우 작기 때문에 물체에 가려져 빛이 통과하지 못한다. 그래서 레이저 광원의 앞쪽에 원통형 렌즈를 부착하여 빛을 퍼뜨려서 그 퍼진 빛을 이용하여 새로운 기하 광학적인 방법으로 물체의 지름 측정이 가능하게 된다. 본 연구에서는 버니어 캘리퍼스로 측정한 평균 지름이 0.05 mm~100.50 mm인 원통형 물체의 지름을 기하 광학적인 방법과 간섭·회절무늬를 분석하는 방법으로 측정하였는데, 각각의 불확정도는 2% 와 1% 범위 이내였다. 떨어져 있는 물체의 크기에 따라 대량으로, 손쉽게, 빠르게, 높은 정밀도로 측정할 수 있는 방법을 선택해서 원통형 물체의 지름을 측정할 수 있으며 그 상황에 맞는 측정법을 적용시킨다면 산업발전에 큰 도움을 이룰 것이다. 첫 번째 방법은 멀리 떨어져 있는 가로수와 숲에서 나무줄기의 지름 측정에 적용이 가능하므로 수목을 관리하는데 유용하게 이용할 수 있다. 또한, 실시간으로 큰 물체의 지름측정이 가능하므로 플라스틱 관과 같은 제조 공정의 산업 현장에서 사용할 수 있다. 두 번째 방법인 가는 철사 같은 원통형 지름 측정 방법의 경우는 울 섬유의 시각적 검사 및 광섬유의 지름 감시에 이용되기도 한다. 본 연구를 중 고등학교의 빛의 단원에 빛과 관련된 내용을 가르치는데 적용시킨다면 물리과목의 학습 흥미를 진작시키는 데 도움이 될 것이다.

MeFe₂O₄(Me = Fe, Co, Ni) 역스피넬 박막의 성장 및 광학적·자기광학적 성질에 대한 연구

이한승 建國大學校 2002 국내석사

Optical and magneto-optical properties of inverse spinel ferrites, CoFe₂O₄ and NiFe₂O₄ have been investigated in comparison with those of Fe₃O₄. The samples were prepared by sol-gel and sputtering methods as thin films with thicknesses of around 1㎛ on glass and Al₂O₃ substrates. The samples show polycrystalline quality with lattice constants close to the bulk values, examined by x-ray diffraction. The optical transitions observed from Fe₃O₄ mainly consist of d-d intervalence charge transfer (IVCT) transition, Fe2+→Fe^3+, at about 2eV in the octahedral sublattice and intersublattice charge transfer (ISCT) transition, Fe^3+→Fe^3+, at about 3eV and 4eV between the tetrahedral and octahedral sublattice. In CoFe₂O₄ the IVCTs, Co^2+→Fe^3+, are observed at about 2.2 and 3.1eV, and in NiFe₂O₄ the IVCTs, Ni^2+→Fe^3+, are observed at about 2.2 and 3.2eV, shifted to higher energies from that of Fe₃O₄. On the other hand, the ISCTs in CoFe₂O₄ and NiFe₂O₄ are located at about the same energy as those of Fe₃O₄.

유사 1차원 나노구조물에서의 입자내 표면 플라즈몬 커플링 현상

김성완 성균관대학교 일반대학원 2009 국내석사

금과 니켈 또는 금과 은의 두 가지 성분으로 이루어진 유사 1차원 나노 구조물의 광학적 특성들은 많이 연구되어 왔다. 본 논문은 하드 주형틀 방법을 이용하여 유사 1차원 금/니켈, 금/은 다블럭 나노막대를 합성했고, 다양한 나노구조물에서 광학적 커플링 현상을 연구했다. 니켈은 광학적으로 활성이 없는, 즉 주어진 파장의 영역대에서 특별한 표면 플라즈몬 피크를 보이지 않는 물질이다. 이러한 니켈은 금 블럭의 2극자 모드와 4극자 이상의 높은 차수 모드에 대해, 표면 플라즈몬 커플링 현상에 있어서 중계자 역할을 한다. 이 실험적 결과들은 니켈에 있는 자유 전자들이 광학적 커플링 현상에 참여한다는 것과 금 블럭에서의 플라즈몬 들뜸현상은 니켈 블럭에 있는 자유 전자들을 진동하도록 유발시킨다는 것을 보여준다. 은 또한 금처럼 광학적으로 활성이 있는 물질이기 때문에 금과 니켈로 이루어진 다블럭 나노막대에서 보다 금과 은으로 이루어진 다블럭 나노막대에서 그러한 광학적 커플링 현상이 더욱 잘 일어난다.

분자의 배열이 유기발광다이오드의 전기적, 광학적 특성에 미치는 영향에 관한 연구 & 색 변환 방법

이석제 호서대학교 대학원 2020 국내석사

본 연구에서는 OLED의 발광재료로 사용되는 유기분자 층 내에서 분자의 배열이 소자의 전기적, 광학적 특성에 미치는 영향에 대한 연구를 진행하였다. 분자의 배열을 할 수 있는 고분자 재료를 발광층 재료로 사용하였으며, 제작공정이 간단한 용액공정을 활용하여 소자를 제작하여 실험을 진행하였다. 먼저 용액공정에 많이 사용되는 MEH-PPV (poly[2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinyene])를 이용하여 소자를 제작하고, 전기적인 특성을 분석하였다. 일정한 방향으로 분자들이 배열하도록 박막을 형성하는 방법을 제안하였다. radial 방향으로 분자들이 배열하는 spin coating 방법과 한쪽방향으로 배열하는 bar coating의 두 가지 조건으로 소자를 제작하여 특성을 비교 분석하였다. 두 경우, 동일한 두께의 소자를 제작하기 위해 Ga ion source-focused ion beam-scanning electron microscope (Ga-FIB-SEM)을 이용하여 두께를 분석하였다. 각 coating 방법마다 조건을 다양하게 변경해가며 두 경우의 두께를 40 nm로 일치시켰다. 분자의 배열상태를 확인하고 분자의 배열과 소자의 전기적 특성의 연관성을 분석하기 위해 atomic force microscopy (AFM), spectroscopic ellipsometer (SE), X-ray diffraction (XRD), LCR meter를 활용하여 물성을 분석하였다. 마지막으로 소자의 전기적 특성이 향상되었을 때, 디스플레이 성능에 미치는 영향을 비교하기 위해 I-V-L system을 이용하여 전기광학특성을 분석하였다. Spin coating으로 제작된 OLED 소자는 5 V에서 동작하며 35.75 cd/m2의 최대휘도와 0.024 cd/A의 발광효율을 나타냈다. 한편 bar coating으로 제작된 OLED 소자는 4.5 V에서 동작하며 120.3 cd/m2의 최대휘도와 0.123 cd/A의 발광효율을 나타냈다. 이러한 결과는 발광층의 분자를 일정한 방향으로 배열할 수 있는 소자의 경우, 디스플레이의 성능을 향상시킬 수 있다는 것을 확인하였다. 분자의 배열과 전기적 특성의 관계에 대한 연구를 좀 더 확장하여, 광학적 특성과의 관계를 분석하였다. 유기분자 층을 coating 하기 전에 전극과 유기분자 층 사이에 PEDOT:PSS (poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate) [Heraeus/Clevios P.VP.Al 4083]를 이용하여 쉽게 유기분자 층의 분자를 배열하는 방법을 제안하였다. PEDOT:PSS는 hole injection layer (HIL)로 주로 사용되며, 분자구조 특성상 rubbing 공정을 진행하면 유기분자를 원하는 방향으로 배열시킬 수 있는 배향막과 같은 역할을 하는 재료이다. 우리는 그 위에 이방성을 가진 분자구조의 유기고분자재료를 선정하고 coating하여 원하는 방향으로 배향시켰으며, thermal assembly 공정으로 PEDOT:PSS의 rubbing 방향으로 발광층의 고분자를 정렬시킬 수 있었다. 유기분자가 rubbing 방향으로 배열되면 선편광된 빛을 방출한다. 분자가 정렬된 경우 선편광된 빛을 발광하는 재료로 F8BT (poly (9,9-dioctylfluorene-co-benzothiadiazole))와 PFO (poly (9,9-dioctylfluorene))가 대표적으로 알려져 있다. 이 두 가지 재료로 소자를 제작하여 선편광 특성을 나타내는지 분석하였다. 편광판의 투과축을 rubbing 방향 기준으로 0°와 90°로 위치시켜, I-V-L system을 이용하여 전압에 따른 최대발광을 확인하고 발광된 빛이 선편광된 빛임을 확인하였다. EL spectrum을 분석한 결과 F8BT의 경우 548 nm에서 편광도가 148.3, PFO의 경우 436 nm에서 편광도가 304.8의 특성을 얻을 수 있었다. 마지막으로, 서로 다른 색을 발광하는 재료들을 혼합하여 새로운 색을 구현하는 방법에 대해 연구하였다. 용액공정은 소자의 특성이 제조공정에 영향을 많이 받는다. 적층구조로 소자를 제작하는 경우, 먼저 형성된 층이 그 위에 형성되는 층의 solvent에 영향을 받기 때문에 실험적으로 농도비를 최적화하는 것에 많은 어려움이 있었다. 또한 편광된 빛을 발광할 수 있는 재료가 많지 않기 때문에, 다양한 색을 구현하기 위해서 재료의 혼합방법에 대한 연구가 필요했다. 각 재료의 발광 스펙트럼 특성을 Taylor 급수로 전개하여 파장에 따른 발광특성을 다항식으로 표현하고, 재료의 농도비에 따른 발광 스펙트럼과 색좌표를 simulation 하였다. 결론적으로 분자의 배열은 전기적 특성의 향상으로 디스플레이 성능을 향상시킬 수 있으며, 광학적인 측면에서 편광된 빛을 방출하여 LCD backlight, 3D display등의 다양한 응용분야에 적용할 수 있다. 색 변환 simulation 기법을 용액공정뿐만 아니라 진공공정에도 적용하여 소자를 제작하기 전 농도조건에 따라 발광하는 빛의 색을 예측할 수 있는 길라잡이로 사용할 수 있다.

편광 인코딩 방식을 이용한 퍼셉트론 학습 모델의 광학적 구현

한종욱 광운대학교 1991 국내석사

국문요약 본 논문에서는 상용 LCTV 공간 광 변조기를 이용하여 아라비아 숫자의 짝·홀수 판별 및 한글 자음과 영문 알파벳을 판별할 수 있는 단층 perceptron을 광학적으로 구현하였으며, 또한 이 단층 perceptron 모델의 낮은 오류 교정 능력을 해결하기 위해 연상 메모리를 도입하여 단층 perceptron 모델에 근거한 새로운 광 패턴 시스템을 제안, 실험하였다. 상용 LCTV를 이용, 단층 perceptron을 광학적 구현하는데 문제가 되던 상용 LCTV의 gray 레벨의 낮은 dynamic 영역은 훨씬 빠른 수렴 속도와 적은 gray 레벨을 갖는 비선형 양자화 방법을 도입하여 해결하였다. 단층 perceptron의 연결 강도에서 나타나는 음과 양의 값 처리는 상용 LCTV 자체의 편광 특성을 이용하여 인코딩 (polarization encoding) 방법으로 해결함으로써 새로운 단층 perceptron 학습모델의 광학적 구현을 실현하였다. 그리고, 단층 perceptron 학습 모델의 단점인 낮은 오류 교정 능력을 개선하기 위해 단층 perceptron 모델에 연상 메모리인 Hopfield 모델과 Multifocus Hololens를 이용한 광학적 구현과 실험 결과를 보였다.

PECVD로 제작한 수소화된 비정질 탄소(a-C:H) 박막의 광학적에너지갭과 전기전도도에 관한 연구

홍선화 목포대학교 대학원 1997 국내석사

수소화된 비정질탄소박막(a-C:H)을 PECVD(plasma enhenced chemical vapor deposition)법으로 IS(Ion-sheath)영역과 BP(Bulk-plasma)영역에서 기판의 온도를 변화시키며 제작하였다. 반응기체로는 메탄(CH4)가스를 사용하였으며 기판은 corning 7059유리와 실리콤웨이퍼를 사용하였다. 제작된 a-C:H 박막은 기판의 온도가 증가할수록 증착율과 광학적 에너지갭은 감소하였다. 또한 증착율은 IS 영역에서 제작한 박막이, 광학적 에너지갭은 BP영역에서 제작된 박막이 더 높았다. 암전기전도도는 상온부터 600 K 구간에서 측정하였는데 420 K 이상의 온도구간에서 0.24 eV의 열활성화에너지를 가지는 열적활성화의 전도과정을 보이고 그 이하의 온도에서는 가변거리호핑의 진도과정을 보였다.

신경회로망 학습 모델을 이용한 패턴인식 시스템의 광학적 구현

용상순 광운대학교 1991 국내석사

국문요약 본 논문에서는 상용 LCTV 공간 광 변조기를 이용하여 XOR(Exclusive-OR)계산 및 임의의 패턴 분류가 가능한 2층 구조 퍼셉트론 신경회로망 모델의 광학적 구현을 실현하였다. 최적화된 연결강도를 갖도록 BEP 알고리즘으로 학습시킨 2층 구조 퍼셉트론 모델의 입력층 뉴런 및 은닉층 뉴런과 각층사이의 연결강도를 나타내는 새로운 실시간 공간 광 변조기 로서 상용 LCTV를 이용하였으며 특히,상용 LCTV의 낮은 gray 레벨을 해결하는 방법으로 퍼셉트론 연결강도에비선형 양자화 방법을 도입하였다. 또한, 연결강도에서 나타나는 양과 음의 값의 광학적 처리를 위해 상용 LCTV자체의 편광 특성을 이용하는편광 인코딩 방법을 사용한 시스템을 구성하여 BEP 알고리즘으로 학습된 2충 구조 퍼셉트론 신경회로망 모델에 근거한 새로운 패턴 분류기를 광학적으로 구현하였다.

퓨리에 변환 홀로그램을 이용한 신경회로망 연상 메모리의 광학적 구현

이우상 광운대학교 1991 국내박사

국문요약 최근, 많은 과학자들은 인공지능 등 컴퓨터의 새로운 접근 방법으로서 우수한 정보처리 기능을 갖는 인간 두뇌에 커다란 관심을 가지게 되었으며 이러한 인간 두뇌를 연구하여 이를 이용한 새로운 형태의 제6세대 컴퓨터인 신경컴퓨터를 실현하고자 많은 연구가 이루어지고 있다. 따라서 본 논문에서는 신경 회로망의 대표적 모델인 Hopfield모델의 이론적 분석과 더불어 1차원, 2차원 입력 패턴에 대한 컴퓨터 시뮬레이션 및 다중 초점 홀로렌즈와 상용 LCTV를 이용하여 2차원 Hopfield신경회로망 모델에 근거한 새로운 광 연상메모리 시스템을 구현하였다. 광학적 구현을 통해 오류나 부분입력이 메모리에 입력되었을 때 완전히 복원된 출력을 보임으로써 연상 기능을 확인하였으며, 이러한 연상 능력을 이용한 패턴 인식 및 영상 복원에서의 응용 가능성을 보였다. 또한, 신경회로망의 광학적 구현을 위한 입출력 소자인 공간 광 변조기(SLM)에 대하여 고찰하였으며, 공간 광 변조기로 상용 LCTV를 사용하여 2차원 신경회로망 모델에 근거한 홀로그래픽 자기연상메모리 시스템과 이종연상메모리 시스템을 구성하여 광학적으로 구현하므로 상용 LCTV의 새로운 광 변조기로의 응용 가능성을 제시하였다. 자기연상 메모리 시스템은 퓨리에 변환 홀로그램을 이용하여 Vander-Lugt상관기를 구성하고, 상관평면에 pinhole array와 거울을 위치시켜 peak샘플링 방법을 사용하여 부분 또는 오류 입력으로부터 완전한 정보를 원상 복원하였다. 이 시스템으로부터 신경회로망과 홀로그래픽 사이의 유사성과 홀로그램을 통한 인간 두뇌의 연상 메모리 기능을 광학적으로 구현 가능성을 제시하였다. 또한, 패턴인식 등과 같은 분야에서 실질적이고 다양한 응용을 제공할 수 있는 이종연상메모리 시스템에 대한 연구가 크게 대두됨에 따라 본 논문에서는 연상메모리 시스템에 저장된 메모리 패턴 배열을 탐색 형태에 따라 달리 구성함으로써 자기연상메모리 시스템을 이종연산메모리 시스템으로 확장할 수 있는 새로운 홀로그래픽 광 이종연상메모리 시스템을 제안, 구성하였다. 이상의 이론 및 실험 결과를 통해 홀로그래픽 자기연상메모리 시스템에서 입력평면에 손상된 입력을 주었을 때, thresholding회로를 통한 시스템 이득을 주므로 부분 입력 또는 오류 입력에 대한 원래의 저장된 영상에 연상 복원됨을 실험을 통하여 보임으로써 영상 처리 및 영상 복원 등 실질적인 분야에 연상 메모리의 응용 가능성을 제시하였으며, 특히, 홀로그래픽 연상메모리에서 메모리 배열 순서를 달리함으로써 여러 가지 이종연산 기능을 갖을 수 있는 새로운 홀로그래픽 광 이종연상메모리를 구성하고 순환 탐색에 대한 실험을 통해 광패턴 인식 및 특징 추출 시스템 등에 실질적인 응용 가능성을 제시하였다. 앞으로, 실질적인 홀로그래픽 광 연상메모리 시스템이 구성되기 위해서는 입출력 신경들 사이의 인터커넥션 소자로서 3차원의 방대한 메모리 용량과 dynamic한 인터커넥션으로 학습(learning)이 가능한 실시간 홀로그래피의 개발이 요구되며, 상관 평면에서 비선형 이득을 줄 수 있고, 공간 불변 시스템이 실현된다면 보다 복잡한 2차원 신경회로망 모델의 실시간 실현이 가능하며 패턴 인식, 지문인식, robot vision등과 같은 분야로의 실질적인 응용이 가능하게 될 것이다.

The Effect of Curing Conditions on the Morphology and Electro-Optic Properties of PDLC Films

鄭光朝 전남대학교 2001 국내석사

PDLC 필름의 모폴러지 및 전기-광학적 특성은 초기혼합물에서 액정의 함량, 경화온도 그리고 UV 강도 등의 경화조건에 의해 큰 영향을 받는다. 액정의 입자 크기나 입자의 수(數) 밀도는 PDLC 필름이 전기-광학적 재료로 응용시 중요한 요소이기 때문에, matrix의 중합속도에 영향을 주는 경화조건들에 따른 전기-광학적 특성을 연구하였다. 높은 경화온도와 UV 강도에서 제조된 필름은, matrix의 빠른 경화속도로 인해 입자 크기가 감소하였으며, 초기 prepolymer와 액정의 혼합물에서 액정의 함량이 높아질수록 입자들 사이에서 coalescence에 의해 입자 크기가 증가하는 경향을 보였다. 입자크기가 2∼3㎛의 범위일 때 가장 우수한 전기-광학적 특성을 나타냈으며, 여러 경화조건에 의해 입자가 그 범위 외의 크기를 가지거나, 입자의 수(數) 밀도가 낮을 경우는 다중산란 효율의 감소와 matrix와 입자 경계면에서 반사와 굴절로 인해 전기-광학적 특성이 저하되었다. 또한, 필름 제조시 matrix로부터 상분리되지 않고 잔존하는 액정성분들은, 함량에 따라 matrix의 굴절률을 증가시켜 전기장의 인가시에도 투과도의 감소를 초래하는 normal haze 현상을 야기했으며, 이 잔존 액정성분들은 matrix의 유전상수에도 영향을 미쳤다. The morphology and electro-optic properties of PDLC films were substantially affected by the curing conditions such as the LC wt% of initial mixture, curing temperature and UV intensity. Since the droplet size and droplet density were a important determiner for the applications to electro-optic devices, the effects of these factors, related with the curing rate of matrix, were investigated. It was observed that the droplet size was decreased with increasing UV intensity and curing temperature, but in case of high LC wt%, the coalescence was occurred among droplets. From the measurement of morphology and electro-optic properties, the optimum droplet size was 2 ~ 3μm and higher droplet density was required as well for applications. When the droplet size was not in this range or the droplet number density was too low, the PDLC film induced not only lowered multiple scattering but also refraction and reflection at the interface of matrix and droplet. The LC portion dissolved in matrix was also investigated through DSC measurement, because the impurity would increase the refractive index of matrix, resulting in haze phenomenon in PDLC films. The impurity also increased the dielectric constant of matrix with the dissolved LC fraction.