이 연구는 초분광 영상으로 두 품종의 콩(청자 3호, 대찬)의 들불병을 진단할 수 있는 모델과 다중분광 영상센서를 개발하기 위해 수행되었다. 무처리구와 들불병 처리구에서 5 nm full width at half maximum (FWHM)으로 구성된 원시 초분광 중심파장들의 콩 식물 영역 반사율들을 추출하여 10 nm FWHM으로 병합한 후, t-test로 차이가 나타난 blue, green, red, red edge, NIR1 및 NIR2 각 영역에서 선정된 대표 밴드로 121개의 식생지수를 계산하였다. 식생지수를 입력변수로 support vector machine (SVM), random forest (RF), extra tree (EXT), extreme gradient boosting (XGB)의 머신러닝 기법과 shapley additive explanation 변수 선택 기법을 적용하여 들불병 진단에 가장 적절한 모델을 선정하고 사용된 식생지수와 파라미터를 나타내었다. T-test 결과 품종에 상관없이 blue 1개(420 nm), green 2개(500, 540 nm), red 1개(600 nm), red edge 2개(680, 700 nm), NIR1 2개(780, 840 nm), NIR2 1개(920 nm)의 총 9개 대표 밴드들이 선택되었고, 성능 평가를 통해 선정된 모델에 청자 3호의 경우 SVM모델(OA=0.86, KC=0.72, 10 VIs)이 선정되었으나 혼동행렬 분석 결과 정상오분류가 적은 RF모델이 선택되었다. RF모델(식 생지수 : RE/Blue, NSI, GDVI, Green/Blue, 파라미터 : max_depth=6, n_estimators=100)은 OA=0.81, KC=0.60, precision=0.86, recall=0.81, F1 score=0.80의 성능을 나타내었다. 대찬은 EXT모델(식생지수 : YVI, RE/Green, 2YVI, 파라미터 : max_depth=8, n_estimators=10)이 선정되 었고, OA=0.86, KC=0.72, precision=0.86, recall=0.86, F1 score=0.86의 성능을 나타내었다.

본 연구는 Tetraselmis suecica와 T. tetrathele의 영양물질 증진효과를 가져올 수 있는 배양시스템 구축을 위하여, 발광다이오드 (LED)의 파장별(청색; 450 nm, 황색; 590 nm, 적색; 630 nm) 탄수화물, 단백질, 지질 함량을 측정하였다. 두 종 모두 단백질 비율(42~69%)이 가장 높았으며, 생장속도가 낮았던 황색파장에서 탄수화물, 단백질, 지질의 높은 함량을 보였고, 생장속도가 가장 높았던 적색파장에서는 낮은 함량을 보였다. 이러한 결과는 세포 분열 속도의 감소로 인해 단백질 합성과 함께 세포의 화학적 조성과 효소 활동에 변화를 주어 지질과 탄수화물 함량이 증가한 것으로 생각된다. 따라서, T. suecica와 T. tetrathele의 유용한 생화학적 물질의 증대를 위해 대수생장기 초 기와 중기는 적색 LED 그리고 대수생장기 후기에는 황색 LED를 주사하는 2단계 LED 배양을 제안하였다.

본 연구는 LED 조명의 파장이 육용종계의 생산성, 번식호르몬, 면역 수준 및 행동에 미치는 영향을 확인하고자 실시하였다. 25주령 아바에이커 192수를 공시하였다. 처리구는 백색(5,000 K), 녹색(520 nm), 황색(570 nm) 및 적색(620 nm) LED 전구를 사용하여 처리구당 6반복, 반복당 8수씩 임의 배치하였으며, 15주간 사양실험을 실시하였다. 산란율은 적색 처리구에서 유의적으로 증가하였고(P<0.05), 난중은 적색 처리구에서 유의적으 로 감소하였다(P<0.05). 수정율, 부화율, 병아리 체중, IgG 수준 및 혈액 생화학 조성은 처리구 간에 통계적인 차이가 없었다. 번식호르몬인 FSH와 LH 농도는 적색 LED 처리구에서 현저히 높게 나타났다(P<0.05). 또한 행동 관찰 결과, 적색 처리구에서 바닥 긁기, 바닥 쪼기 및 깃털 쪼기 행동이 다른 처리구에 비해 유의적으로 높게 나타났다(P<0.05). 본 연구 결과, 육용종계에 LED 점등을 사용할 경우 적색 처리구에서 번식호르몬의 증가와 산란율이 높아지는 것을 확인하였다. 그러나 적색 처리구에서 바닥 긁기, 바닥 쪼기 및 깃털 쪼기 행동이 높게 나타난 원인을 밝히기 위한 추가 연구가 필요한 것으로 보인다. 따라서 산란성적, 번식 호르몬 분비를 고려할 때 육용종계에 적색 LED 조명이 유리하다는 것을 확인할 수 있었다.

목적 : 직경에 따른 광투과율 변화의 원인을 분석하기 위해 입사빛과 투과빛의 광특성을 분석하고, 콜라겐섬유 직경에 따른 중심파장의 투과율 변화를 분석하였다. 방법 : 투과광의 특성을 분석하기 위하여 FDTD 방식의 3D 시뮬레이터를 이용하였으며, 입사빛을 중심파장 589 nm, 파장 범위 300~900 nm인 Gaussian Modulated Continuous Wave로 하였다. 결과 : 첫째, 콜라겐섬유의 반지름이 변화하여도 시뮬레이션 공간에 대한 콜라겐섬유의 점유면적 비율에는 큰 차이가 없었다. 그러나 콜라겐섬유의 직경이 커짐에 따라 투과율 세기의 합이 줄어들었다가 20~30 nm에서 증가 하고, 30 nm에서 급격히 줄어들었다. 이에 중심파장의 변화에 따른 광특성을 분석하였고, 콜라겐섬유 직경에 따 라서 투과율이 낮아지는 파장이 다른 것을 알 수 있었다. 결론 : 실제 콜라겐과 같은 구조의 시뮬레이션에서는 입사빛의 중심파장과 관계없이 특수한 파장에서 선택적 투과 또는 흡수가 발생한다. 이를 활용하면 고효율 광학장치에 사용될 수 있는 선택적 광선의 응용 가능성이 있을 것으로 기대된다.

본 연구는 LED 광원의 파장이 분화 국화의 생육에 미치는 영향을 조사하기 위하여 22℃ 항온조건에서 주간 11시간, 야 간 13시간의 광주기로 조절된 폐쇄형 식물생장상에서 7주간 단일상태로 재배된 ‘오렌지에그’ 품종의 생육 및 개화 특성을 비교하였다. LED 인공광원은 청색광(444nm), 적색광(652nm), 그리고 청색광과 적색광, 백색광이 각각 2:5:1로 조합된 혼합 광을 사용하였다. 그 결과, 분화 국화 ‘오렌지에그’ 품종의 초 장은 적색광에서의 평균 9.43cm로 가장 길었으며, 청색광이 혼합광에 비해 짧았으나 통계적 유의성은 인정되지 않았다. 초폭과 엽폭은 초장에 대한 생육반응과 유사하게 적색광에서 가장 크게 신장하였고, 청색광과 혼합광에서는 유의적인 차이 를 보이지 않았다. 엽수와 엽장은 혼합광보다 청색광과 적색 광 등 단색광에서 더 많고 길었다. 분화 국화 ‘오렌지에그’ 품 종의 개화특성의 경우에는 청색광과 적색광, 혼합광 모두 단 일처리 16~17일 이후에 화아분화가 완료되어 발뢰가 시작되 었으나, 적색광과 청색광 하에서 생육한 국화는 화아발달이 정상적으로 이루어지지 않아 최종 개화까지 이루어지지 않았 고, 혼합광 하에서 생육한 국화만 단일처리 5주 후에 정상적 으로 개화되었다. 따라서 식물공장에서 분화 국화를 생산하기 위한 인공광원으로는 청색광과 적색광, 백색광으로 구성된 혼 합광을 사용하는 것이 가장 유용하리라고 판단된다.

본 연구는 마비성 독소 표준물질의 안정적인 공급을 위해 친환경적이고 경제성이 우수한 발광다이오드 광원의 파장을 이용하 여, PST의 원인종 Alexandrium catenella와 A. pacificum의 독 함량을 증대시킬 수 있는 가능성을 살펴보았다. 파장별 광량과 생장속도의 관계 를 보면, 반포화상수(Ks)는 두 종 모두 적색파장에서 가장 높게 나타났고, 청색파장에서 가장 낮았다. 빛 파장에 따른 독함량의 경우, 적색 파장이 A. catenalla은 최고 약 8배 그리고 A. pacificum은 약 3.4배 다른 파장보다 높았다. 그리고 광량에 대한 친화성을 나타내는 Ks와 독농 도와 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났다. 따라서 세포당 독농도 증가를 위한 배양법은 초기에 세포수량의 확보 및 빠른 생장속도를 유 도하기 위해서 청색파장을, 대수생장기 후기에는 적색파장을 주사하여, 세포내 독함유량을 증가시킬 수 있는 2단계 배양법을 제시할 수 있을 것으로 생각된다.

In the present study, the thermal conductivity of a silicon nitride(Si3N4) thin-film is evaluated using the dualwavelength pump-probe technique. A 100-nm thick Si3N4 film is deposited on a silicon (100) wafer using the radio frequency plasma enhanced chemical vapor deposition technique and film structural characteristics are observed using the X-ray reflectivity technique. The film’s thermal conductivity is measured using a pump-probe setup powered by a femtosecond laser system of which pump-beam wavelength is frequency-doubled using a beta barium borate crystal. A multilayer transient heat conduction equation is numerically solved to quantify the film property. A finite difference method based on the Crank-Nicolson scheme is employed for the computation so that the experimental data can be curve-fitted. Results show that the thermal conductivity value of the film is lower than that of its bulk status by an order of magnitude. This investigation offers an effective way to evaluate thermophysical properties of nanoscale ceramic and dielectric materials with high temporal and spatial resolutions.

본 연구는 담녹조강 Tetraselmis suecica와 T. tetrathele의 인산염 흡수에 미치는 발광다이오드의 파장의 영향을 조사하였다. 파장은 청색 발광다이오드(LED; 450 nm), 황색 LED(590 nm), 적색 LED(630 nm) 그리고 형광램프(control)이며, 조도는 100 μmol m-2 s-1로 주사하였 다. T. suecica와 T. tetrathele의 최대흡수속도(ρmax)는 적색 LED에서 6.35 pmol cell-1 hr-1와 9.85 pmol cell-1 hr-1로 나타났으며, 반포화농도(Ks)는 9.43 μM와 21.2 μM로 나타났다. 이는 적색 LED 아래에서 T. suecica와 T. tetrathele가 다른 파장보다 영양염에 대한 친화성이 높다는 것으로 의미한다. 따라서 경제성 및 생산성 향상을 위한 Tetraselmis 배양시스템(광배양기)의 최적 광원은 낮은 영양염 상태에서도 높은 생장속도를 보이는 적색 LED가 적합할 것으로 판단된다.

Plant growth and morphology are affected by light environments. The morphogenesis and growth of the plants growing in plant factories are different from those grown under sunlight due to the effect of far-red light included in sunlight. The objective of this study was to compare the morphogenesis and growth of cucumber plants grown under artificial sunlight, high pressure sodium lamp (HPS), and HPS with additional far-red light (HPS+FR). The artificial solar (AS) with a spectrum similar to sunlight was manufactured using sulfur plasma lamp, incandescent lamp, and green-reducing optical film. HPS was used as a conventional electrical light source and far-red LEDs were added for HPS+FR. The optical properties of each light source was analyzed. The morphogenesis, growth, and photosynthetic rate were compared in each light source. The ratio of red to far-red lights and phytochrome photostationary state were similar in AS and HPS+FR. There were significant differences in morphology and growth between HPS and HPS+FR, but there were no significant differences between AS and HPS+FR. SPAD was highest in HPS, while photosynthetic rate was higher at AS and HPS. Although the photosynthetic rate in HPS+FR was lower than HPS, the growth was similar in AS. It was because canopy light interception was increased by longer petioles and larger leaf areas induced by FR. It is confirmed that the electrical light with additional far-red light induces similar photomorphogenesis and growth in sunlight spectrum. From the results, we expect that similar results will be obtained by adding far-red light to electrical light sources in plant factories.

We investigate the effect of light intensity and wavelength of a solar cell device using photoconductive atomic force microscopy(PC-AFM). A POCl3 diffusion doping process is used to produce a p-n junction solar cell device based on a poly- Si wafer, and the electrical properties of prepared solar cells are measured using a solar cell simulator system. The measured open circuit voltage(Voc) is 0.59 V and the short circuit current(Isc) is 48.5 mA. Moreover, the values of the fill factors and efficiencies of the devices are 0.7 and approximately 13.6%, respectively. In addition, PC-AFM, a recent notable method for nano-scale characterization of photovoltaic elements, is used for direct measurements of photoelectric characteristics in limited areas instead of large areas. The effects of changes in the intensity and wavelength of light shining on the element on the photoelectric characteristics are observed. Results obtained through PC-AFM are compared with the electric/optical characteristics data obtained through a solar simulator. The voltage(VPC-AFM) at which the current is 0 A in the I-V characteristic curves increases sharply up to 18 W/m2, peaking and slowly falling as light intensity increases. Here, VPC-AFM at 18 W/m2 is 0.29 V, which corresponds to 59 % of the average Voc value, as measured with the solar simulator. Furthermore, while the light wavelength increases from 300 nm to 1,100 nm, the external quantum efficiency(EQE) and results from PC-AFM show similar trends at the macro scale but reveal different results in several sections, indicating the need for detailed analysis and improvement in the future.

다육식물인 에케베리아(Echeveria)는 최근 전세계적으로 수요가 증가하고 있지만, 번식효율이 품종이나 환경 요인의 영향을 크게 받으므로 연중 고품질 묘를 공급하는 것이 어렵다. 이 연구는 밀폐형 식물공장 내에서 LED 파장 조합이 에케베리아 엽삽번식 효율에 미치는 영향을 구명하여 주년 생산의 기초자료를 제공하고자 실시되었다. 번식이 어려운 ‘Afterglow(AG)’, ‘Berkeley Light(BL)’, ‘Mason(MS)’, ‘Subsessilis Light(SL)’, ‘Cream Tea(CT)’, ‘Ben Badis(BB)’ 등 6품종의 모주로부터 균일한 잎을 채취하여 실내온도 24±2℃, 상대습도 60±10%의 식물공장 내에서 혼합상토에 삽목하였다. 청색(B, 450nm), 녹색(G, 530nm), 적색(R, 660nm), 원적색(FR, 730nm) LED를 이용하여 R10, R8+B2, R5+B5, R7+B2+FR1, R7+B2+G1의 비율로 광질을 달리하여 처리하였고, PPFD는 200μmol·m-2·s-1, 광주기는 16/8(명/암) 시간이었다. 그 결과, 번식 효율은 품종에 따라 차이가 있었는데, ‘SL’은 상대적으로 발근과 신초 형성이 쉽게 되었으나, ‘AG’는 발근과 뿌리 생장이 잘 되지 않았다. LED 파장 또한 번식효율에 영향을 주었는데, B 비율이 높은 R5+B5, R7+B2+FR1, R7+B2+G1 하에서 신초 형성과 생장이 촉진된 반면, 발근과 뿌리 생장은 억제되었다. 반대로, R 비율이 높은 R10나 R8+B2 하에서는 부정근 형성 및 생장이 촉진된 반면, 신초 형성 및 생장이 억제되었다. 한편, FR은 잎의 크기와 무게를 증가시켰다. 따라서, 번식이 어려운 에케베리아 품종의 엽삽 시 번식 효율을 높이기 위해서는 각 파장별 효과를 활용한 적정 파장 조성에 대한 연구가 필요하다.

This study was to develop the products that the Lamp and Ballast are combined for the purpose of easy installation to complement the difficulty of the installation process due to the structure of existing product which the lamp and the Ballast are separated, and that have 8-wavelengths dual-lamp structure such as solar, an advantage of more than 3 times longer life than fluorescent lamp and immediately lighting. This study developed the commercialized products that can prevent the environmental pollution caused by low efficiency and short life time of existing Lamps, and can replace the LED Lighting products which has high Glare index with high price, has also developed the variety of application for industrial, commercial, indoor and military. The applied product are Street lights, Security lights, Flood lights, Indoor lights and lights for fishing. This study solved the optimum distribution and placement of components considering the lightest weight first and thermal interference caused by combination of lamp and ballast by thermal release through applying the double bulkhead design of ballast box, and implemented the high efficiency Eco-friendly products with excellent visibility which can be applied and used for indoor and outdoor both place through high temperature and high humidity test, which has an advantage of 8-wavelengths of same spectrum of solar through the initial trial production.

Eu2+ 이온이 도핑된 질화물 형광체 Sr2Si5N8:Eu2+는 탄소열 환원 질화법 (Carbothermal Reduction Nitridation, CRN)을 이용하여 제조된다. X-선 회절분석기를 이용하여 구조를 관찰할 수 있다. 흡수 밴드 피크인 470 nm 는 Photoluminescence Exitation (PLE) 측정을 통해 확인할 수 있다. 이러한 여기 광은 InGaN 기반으로 한 발광다이오 드에 적용시키기에 효과적일 것으로 기대되며, (Sr1-xEux)2Si5N8:Eu2+ 형광체는 Eu2+ 이온 도핑 농도에 따라 628 nm 부터 670 nm 까지의 피크 파장을 얻을 수 있다. Eu2+의 농도가 증가할수록 발광 파장이 길어지는 적색 편이 현상을 관찰할 수 있다. 청색 발광다이오드에 Y3Al5O12:Ce3+ 형광체와 함께 적용하여 우수한 연색성을 갖는 백색광을 얻을 수 있었다.

도로 평탄성을 수치적으로 나타내는 다양한 방법과 지수가 있으며, 현재 고속도로에서는 IRI(International Roughness Index)를 평탄성지수로 사용하고 있다. IRI는 노면의 종방향 요철 변화에 반응하는 표준 Quarter-car의 주행시뮬레이션을 기반으로 개발된 지수이며, 약 1.2~30m 파장영역의 요철에 반응한다. 하지 만 도로 및 차량의 고급화 및 고속화로 인해 주행속도가 높아짐에 따라 30m 이상의 장파장영역도 승차감에 영 향을 미치게 된다. 장파장 영역의 요철을 측정하기 위해서는 레이저 거리계와 가속도계로 구성되는 관성형 측 정기보다 워킹 프로파일 측정기(Walking Profiler)와 같은 경사형 측정기가 유리하다. 하지만 워킹 프로파일 측정기는 낮은 조사속도(2~4km/h)로 인해 공용중인 도로에서 활용하는데 제약이 있다. 이러한 단점을 개선하고자 기존의 고속 프로파일 측정기와 유사한 조사속도(70~80km/h)에서도 약 120m까지의 장파장 영역을 측정할 수 있는 비접촉 고속 노면 장파장 프로파일 측정기를 개발하였다(그림 1). 측정원리는 설정 된 측정지점(순간)의 경사와 이동 거리를 측정하고, 이를 이용하여 매 순간 수직변위 변화량을 산출, 적분 하여 포장면의 종단 형상을 재구성하는 방식이다. 개발된 장비의 성능 테스트를 위해 기존 장파장 영역을 측정할 수 있는 워킹프로파일 측정기 데이터와 비교 검증을 실시하였다. 130m의 시험구간에서 워킹 프로파일 측정기와 고속 장파장 프로파일 측정장비 로 프로파일 데이터를 각각 취득하였다. 비교방법으로는 프로파일 형상 유사성을 분석하는 방법인 교차상 관성 분석(Cross-Correlation Analysis)방법을 적용하였다. 분석 결과 1~120m 파장영역에 대해 개발된 장비에서 측정된 프로파일은 워킹 프로파일 측정기로 측정한 프로파일 형상 대비 평균 96%의 정확성을 나타내었다. 본 개발 조사장비를 활용한다면 승차감에 영향을 미치는 장파장 영역을 신속하게 조사함으로 써 승차감 불량 원인규명을 보다 효율적으로 수행 할 수 있을 것으로 판단된다.

Experiments designed to measure the effect of LED (light–emitting diode) light wavelength on the growth of fingerling rockfishes (Sebastes inermis) were conducted. Fingerling rockfishes (average body weight of individual: 1.13g) were divided into two groups by wavelength of the LED light [light power: 1,620 mW; wavelength: 518 nm (green color), 622 nm (red color)]. Triplicate groups of 180 individuals were reared over 7 weeks. Lighting duration was 14 hours from 06:00 to 20:00. A water tank exposed on the natural light in a room through the windows was used as a control. At results of the first experiment [initial average body weight (BW) of individual: 1.13 g; standard deviation (SD): 0.13 g], the final individual BW exposed on the green color was increased 0.39 g than the red color, and decreased 0.12 g than the natural light in the room. At results of the second (initial individual BW: 5.07 g; SD: 0.70 g) and the third experiment (initial individual BW: 10.67 g; SD: 0.67 g), the final individual BW exposed on the green color was increased 1.07 g and 2.55 g than the red color, respectively, and increased 0.57 g and 0.84 g than the natural light, respectively. The relative growth rate of the green color was higher about 8% significantly (p<0.05) than the natural light. In the case of the red color the relative growth rate was lower significantly (p<0.05) than the natural light.