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색 인지에 대한 심리보호효과를 가지는 나노홀어레이 광학필터 특성 분석
Characteristic Analysis of Nano-hole Array Optical Filter having Psychological Protection for Color Recognition 원문보기

한국기계가공학회지 = Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, v.15 no.6, 2016년, pp.95 - 100  

강태영 (부산대학교 인지메카트로닉스공학과) ,  안희상 (부산대학교 인지메카트로닉스공학과) ,  신동명 (부산대학교 에너지융합기술연구소) ,  홍석원 (부산대학교 광메카트로닉스공학과) ,  김규정 (부산대학교 광메카트로닉스공학과) ,  이동훈 (부산대학교 심리학과)

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We suggest and simulate an optical filter that a red wavelength range cannot transmit to protect the psychological stress that originates from the cognition of red color in emergency medical technicians. When a nanohole hexagonal array is fabricated on gold film using Anodic Aluminum Oxide (AAO), th...

주제어

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문제 정의

  • 1은 본 논문에서 설계하고자 하는 나노홀어 레이 기반 광학 필터의 개념에 대해 보여준다. 나노 홀 구조가 육각형 배열로 이루어져 식각된 금 박막 위로 백색의 자연광이 수직으로 입사하였을때, 박막 아래로 투과된 광 성분 중 붉은 색 영역대의 파장이 투과되지 않는 것을 목표로 한다. 일반적으로 홀 구조가 식각된 금 박막은 LSPR 현상에 의하여 붉은 색 영역대의 파장이 잘 투과되지 못하는 것은 앞선 연구들에서 증명되어 왔다[15].
  • 일반적으로 홀 구조가 식각된 금 박막은 LSPR 현상에 의하여 붉은 색 영역대의 파장이 잘 투과되지 못하는 것은 앞선 연구들에서 증명되어 왔다[15]. 따라서 AAO 공정 방식에 따라 제작될 수 있는 나노 홀어레이의 구조의 크기와 박막의 두께에 따른 제작물의 투과 특성에 대해 시뮬레이션 하여 분석할 것이다.
  • 따라서, 본 연구에서는 현장대원에게 붉은 색의 색인지로부터 오는 스트레스 및 트라우마와 같은 심리적 충격을 줄이기 위해 금으로 이루어진 박막에 식각된 다양한 조건의 홀 구조가 육각 배열로 이루어져 집합되었을 때 LSPR 현상에 의해 붉은색 파장 영역대가 흡수 또는 반사되어 투과되지 못하게 하는 나노 구조 기반 가변형 광학 필터에 대해 설계하고 시뮬레이션을 통해 분석하였다. 제시하는 육각형 배열을 제시하여 대면적 생산이 접목되었을 때 Nano imprint 공정[12]보다는 구조가 균일한 AAO (Anodic Aluminum Oxide) 공정을 이용하기 위함이다.
  • 본 연구에서는 금으로 이루어진 나노 홀 구조를 이용하여 특정 차단 파장을 차단하고 구조의 특성을 변화를 통해 차단 대역이 조절 가능한 가변형 LSPR 기반 광학 필터에 대해 시뮬레이션하고 투과 특성에 대해 분석하였다. 대면적 생산에 대한 방안으로 육각형으로 배열된 홀 구조를 차용했다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
국소 표면 플라즈몬 공명이란? SPR 기술은 나노 수준의 물질에 대한 감지 및 분석에 대한 필요성이 대두되어 여러 방식을 통하여 개발되어 왔다[7,8]. 박막에서 나타나는 SPR 현상과는 다르게 입자나 구조체 내에서 미세한 부분이나 곡점에 전자의 유도가 집중되어 진동하는 현상을 국소 표면 플라즈몬 공명 (Localized Surface Plasmon, LSPR) 이라 정의한다[9~11]. 국소화된 표면 장은 입자뿐만이 아닌 나노 구조의 모양, 크기에 따라 표면장의 크기 및 세기가 변화할 수 있으며, 이는 LSPR 현상의 분해능에 중요한 인자로 작용한다.
SPR 기술 개발 이유는? SPR 기술은 나노 수준의 물질에 대한 감지 및 분석에 대한 필요성이 대두되어 여러 방식을 통하여 개발되어 왔다[7,8]. 박막에서 나타나는 SPR 현상과는 다르게 입자나 구조체 내에서 미세한 부분이나 곡점에 전자의 유도가 집중되어 진동하는 현상을 국소 표면 플라즈몬 공명 (Localized Surface Plasmon, LSPR) 이라 정의한다[9~11].
가변형 LSPR 기반 광학 필터의 어떤 특성이 현장 출동 대원에 대한 시각적 안전을 보장시키는가? 7 μm)을 약 87~90%까지 차단하였다. 홀의 지름의 크기 조절을 통해 차단되는 파장 영역의 넓이를 늘일 수도 있고, 크면 클수록 차단되는 정도 또한 크게 할 수 있다. 이러한 특성을 이용하여 보안경 표면 또는 콘택트렌즈 등에 적용하였을 때 현장 출동 대원에 대한 시각적 안전을 보장할 수 있다.
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참고문헌 (20)

  1. Elliot, A. J., Maier, M. A., "Color and Psychological Functioning.", Curr. Dir. Psychol. Sci., Vol. 16, No. 5, pp. 250-254, 2007. 

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  10. Lang, X., Qian, L., Guan, P., Zi, J., Chen, M., "Localized surface plasmon resonance of nanoporous gold", Applied Physics Letters, Vol. 98, No. 9, pp. 093701, 2011. 

  11. Mayer, K. M., Hao, F., Lee, S. Nordlander, P., Hafner, J. H., "A single molecule immunoassay by localized surface plasmon resonance", Nanotechnology, Vol. 21, No. 25, pp. 255503, 2010. 

  12. Lee, B. K., Kim, J. H., "Manufacturing of Micromolds for Plastic Molding Technologies via Synchrotron LIGA Process", Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, Vol. 14, No. 5, pp. 1-7, 2015. 

  13. Hamouda, F., Sahaf, H., Held, S., Barbillon, G., Gogol, P., Moyen, E., Aassime, A., Moreau, J., Canva, M., Lourtioz, J.-M., Hanbucken, M., "Large area nanopatterning by combined anodic aluminum oxide and soft UV-NIL technologies for applications in biology", Microelectronic Engineering, Vol. 88, No. 8, pp. 2444-2446, 2011. 

  14. La, M. W., Park, J. M., Kim, D. E., "A Study on Plastic Injection Molding of NanosStructured Surface with a Local Mold Heating System", Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, Vol. 14, No. 4, pp. 8-13, 2015. 

  15. Najiminaini, M., Vasefi, F., Kaminska, B., Carson, J. J., "Optical resonance transmission properties of nano-hole arrays in a gold film: effect of adhesion layer", Optics express, Vol. 19, No. 27, pp. 26186-26197, 2011. 

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  18. Min, B., Ostby, E., Sorger. V., Ulin-Avila, E., Yang, L., Zhang, X., Vahala, K., "High-Q surface plasmon polariton whispering gallery microcavity", Nature, Vol. 457, No. 7228, pp. 455-458, 2009. 

  19. Jang, J. H., Cho, S. J., Kim, J. H., "Lumped Parameter Modeling and Analysis of Electromagnetic Linear Actuator", Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, Vol. 15, No. 5, pp. 18-24, 2016. 

  20. Ebbesen, T. W., Lezec, H. J., Ghaemi, H. F., Thio, T., Wolff, P. A., "Extraordinary optical transmission through sub-wavelength hole arrays", Nature, Vol. 391 No. 6668, pp. 667-669, 1998. 

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