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확산 광 분광 기술은 750 nm에서 1000 nm 사이의 근적외선 영역의 광을 이용하여 생체 조직 구성 및 상태를 비 침습적으로 확인할 수 있는 영상 기법이다. 생체 조직은 헤모글로빈, 지질, 물을 비롯하여 다양한 물질들로 구성되어 있으며, 개별 물질들은 각기 다른 ...

확산 광 분광 기술은 750 nm에서 1000 nm 사이의 근적외선 영역의 광을 이용하여 생체 조직 구성 및 상태를 비 침습적으로 확인할 수 있는 영상 기법이다. 생체 조직은 헤모글로빈, 지질, 물을 비롯하여 다양한 물질들로 구성되어 있으며, 개별 물질들은 각기 다른 흡수 스펙트럼을 지니기 때문에 다수의 파장 정보를 이용하여 개별 성분의 비율을 알아낼 수 있다. 이러한 이유로 인해 통상적으로 확산 광 분광 시스템들은 여러 파장의 광을 공급하기 위하여 백색광, 혹은 다수의 발광 다이오드 (LED)나 레이저 다이오드(LD)를 이용하는 경우가 많다. 하지만 백색광 또는 다이오드 기반 확산 광 분광 시스템은 확산 광 분광 시스템의 광원이 가져야 할 요소인 넓은 파장 대역폭과 높은 파장 대비 광 출력 모두를 만족시키기 어려우며, 따라서 개선의 여지가 남아있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 앞서 설명한 확산 광 분광 시스템에 적용되는 광원이 가져야 할 두 가지 요소를 모두 만족시키는 광원을 개발하고자 하는데 그 의의가 있다.
본 논문의 2장에서는 확산 광 분광 기술의 기본적인 이론에 관하여 서술하고 있다.
본 논문의 3장에서는 근적외선 영역에서 작동하는 파장가변 레이저를 소개하며, 파장가변 레이저 시스템의 작동 원리 및 출력 특성을 서술하고 있다. 산란계수 측정에 필요한 세기 변조된 광 출력 특성 또한 본 논문의 3장에서 소개되었다.
본 논문의 4장에서는 3장에서 제작된 파장가변 레이저의 확산 광 분광 기술에의 응용 가능성을 평가하기 위한 다양한 실험들이 제시되었다. 첫째로, 백색광 분광기 시스템과의 흡광도 측정 결과 비교를 통해 파장가변 레이저의 출력 특성 및 분광 영상 시스템의 광원으로써의 적용 가능성에 대한 평가가 진행되었다. 두 번째로, 파장 정보의 개수에 따른 측정 결과 차이를 분석하기 위한 실험이 진행되었다. 본 실험을 통하여 파장 개수가 증가할수록 복원된 데이터의 오차가 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 마지막으로, 세기 변조된 파장가변 레이저를 주파수 영역 확산 광 분광 시스템의 광원으로써 활용 가능성을 확인하기 위하여 생체 모사 팬텀 기반의 실험이 진행되었다.
본 논문에서는 파장가변 레이저를 이용한 확산 광 분광 영상 시스템을 제작하고 그 특성을 확인함으로써 파장가변 레이저가 가지는 다양한 성질들이 확산 광 분광 시스템에 적합함을 증명하였다. 나아가 본 논문에서 연구된 결과를 토대로 파장가변 레이저가 기존의 확산 광 분광 시스템뿐만 아니라 다양한 영상 시스템의 광원으로써 널리 사용될 수 있을 것으로 기대한다.

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