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AnyDVD 법적 문제
AnyDVD는 DVD에서 복사 방지 기능을 제거하기 때문에 독일에서는 광고, 판매, 대여가 불법이다(소유는 아님). 하이세 뉴스 포털은 뉴스 보도에서 SlySoft 웹사이트에 링크했다는 이유로 음반 산업으로부터 고소당했다. 발행사는 그들의 헌법이 보장하는 언론의 자유 침해 주장을 제기하며 반소를 제기했으며, 2007년 4월 현재 두 번의 항소심에서 패소했다. 독일 연방 헌법 재판소는 일반 법원의 구제 조치가 소진되지 않았기 때문에 현재로서는 하이세의 항소에 대한 판결을 내리지 않기로 결정했다. 2010년 10월, 독일 연방대법원은 하이세에 유리한 판결을 내렸고, 이 판결은 현재 법적 구속력을 가진다. 다른 국가에서 AnyDVD의 법적 지위는 불분명하다.
AnyDVD 법적 문제
Slysoft의 소유주인 지안카를로 베티니는 2003년 저작권법에 따라 앤티가 법원에서 6건의 유죄 판결을 받고 3만 달러의 배상금을 지불하라는 명령을 받았다. 2016년 2월, SlySoft는 "최근 규제 요구 사항"을 이유로 홈페이지를 메시지로 대체하며 폐쇄되었다. 그러나 회사의 지원 포럼은 SlySoft라는 이름이 "RedFox"로 바뀌어 온라인 상태를 유지했다. SlySoft 개발자들은 또한 회사 직원 중 앤티가에 실제로 기반을 둔 사람은 아무도 없으며, 회사가 AACS LA의 법적 합의에 관여하지 않았고, 핵심 직원들은 여전히 빌드 시스템 및 라이선스 서버를 포함한 SlySoft의 기술 인프라에 접근할 수 있어 AnyDVD 개발이 계속될 수 있다고 밝혔다. 이어서 벨리즈/라트비아 기반의 RedFox 명의로 출시된 첫 번째 버전인 7.6.9.1이 출시되었다.
AnyDVD 사라짐
2024년 7월, RedFox 웹사이트가 사라졌고, 두 서버 모두 폐쇄되었으며 DNS 레코드도 제거되었다. 어떠한 설명도 없었으며, 서비스 중단에 대한 소식도 없었다. 2025년 현재, 사라진 이유는 여전히 알 수 없다.
AnyDVD는 온라인 활성화를 요구하지 않으므로, 기존 사용자는 여전히 이를 설치하고 사용하여 DVD를 해독할 수 있다. Blu-ray 키 데이터베이스의 오프라인 버전은 RedFox 웹사이트에서 (온라인 상태일 때) 다운로드할 수 있었으며, 이를 설치한 사용자는 AnyDVD HD를 사용하여 그 시점까지 출시된 Blu-ray 영화를 계속 해독할 수 있다.
단색 방사선
물리학에서 단색 방사선(Monochromatic radiation)은 단일하고 일정한 진동수 또는 파장을 가진 방사선이다. 전자기파의 경우, 해당 진동수가 가시광선 스펙트럼의 일부(또는 그 근처)일 때 단색광(monochromatic light)이라는 용어가 자주 사용된다. 단색광은 눈 (인체)에 의해 스펙트럼 색상으로 인식된다.
단색 방사선이 진공이나 균일한 투명 매질을 통해 전파될 때, 단일하고 일정한 진동수 또는 파장을 유지한다. 그렇지 않으면 굴절된다.
단색 방사선 실용적인 단색성
어떤 방사선도 완전히 단색일 수는 없다. 이는 푸리에 변환의 국소화 특성의 결과로 무한한 지속 시간을 가진 파동이 필요하기 때문이다(cf. 스펙트럼 결맞음). 실제적으로 "단색" 방사선은 레이저나 스펙트럼선에서 나오는 경우에도 항상 0이 아닌 폭의 주파수 범위를 가진 구성 요소로 이루어져 있다.
단색 방사선 생성
단색 방사선은 여러 가지 방법으로 생성될 수 있다. 아이작 뉴턴은 태양에서 나오는 빛줄기가 굴절에 의해 다양한 색상의 빛으로 퍼져나갈 수 있으며, 그 퍼져나간 빛에서 특정 색상의 빛줄기를 분리하면 더 이상 분해될 수 없는 "순수한" 빛처럼 행동한다고 관찰했다.
기체 상태의 원소 (화학) 원자들이 전류, 적절한 방사선 또는 충분히 높은 온도에 노출되면, 해당 원소의 특징인 일련의 개별 스펙트럼선(단색 구성 요소)을 가진 빛 스펙트럼을 방출한다. 이 현상은 분광학의 기초이며, 형광등과 소위 네온 사인에 활용된다.
레이저는 자극 방출 과정을 통해 단색 및 결맞음 방사선을 생성하는 장치이다.
거의 단색의 중력파는 합병되기 훨씬 전에 회전하는 비구형 중성자별 또는 쌍성계에서 생성될 수 있다.
단색 방사선 특성과 용도
단색 방사선이 자체적으로 간섭을 일으키면, 매우 작은 거리를 측정하거나 매우 높은 정확도로 큰 거리를 측정하는 데 사용될 수 있는 가시적이고 안정적인 간섭 무늬가 나타날 수 있다. 현재 미터의 정의는 이 기술에 기반을 두고 있다.
분광학 기술에서는 물질 샘플을 단색 방사선에 노출시키고, 흡수되는 양을 측정한다. 방사선의 진동수에 따른 흡수 그래프는 종종 물질의 구성적 특성을 나타낸다. 이 기술은 회전 분광학에서와 같이 마이크로파에서부터 뫼스바우어 분광학에서와 같이 감마선에 이르는 방사선을 사용할 수 있다.
레이저 빔 용접
레이저 빔 용접(Laser beam welding, LBW)은 레이저를 사용하여 금속이나 열가소성 수지 조각을 접합하는 용접 기술이다. 레이저 빔은 집중된 열원을 제공하여 좁고 깊은 용접과 높은 용접 속도를 가능하게 한다. 이 공정은 자동차 및 항공 산업과 같이 자동화를 사용하는 고정밀 대량 생산 분야에서 자주 사용된다. 이는 키홀 또는 침투 모드 용접을 기반으로 한다.
레이저 빔 용접 작동
전자빔 용접(EBW)과 마찬가지로 레이저 빔 용접은 높은 전력 밀도(1 MW/cm2 정도)를 가지며, 이로 인해 작은 열영향부와 빠른 가열 및 냉각 속도가 발생한다. 레이저의 스팟 크기는 0.2 mm에서 13 mm 사이로 다양하지만, 용접에는 더 작은 크기만 사용된다. 침투 깊이는 공급되는 전력량에 비례하지만, 초점의 위치에도 의존한다. 초점이 가공물 표면 아래에 약간 있을 때 침투가 최대화된다.
용도에 따라 연속 또는 펄스 레이저 빔을 사용할 수 있다. 면도날과 같은 얇은 재료를 용접하는 데는 밀리초 길이의 펄스가 사용되는 반면, 깊은 용접에는 연속 레이저 시스템이 사용된다.
LBW는 탄소강, 고강도 저합금강, 스테인리스강, 알루미늄, 티타늄을 용접할 수 있는 다용도 공정이다. 높은 냉각 속도로 인해 고탄소강을 용접할 때 균열이 발생할 우려가 있다. 용접 품질은 전자빔 용접과 유사하게 높다. 용접 속도는 공급되는 전력량에 비례하지만, 가공물의 종류와 두께에도 따라 달라진다. 가스 레이저의 높은 출력 능력은 대량 생산 응용 분야에 특히 적합하게 만든다. LBW는 자동차 산업에서 특히 지배적이다.
레이저 빔 용접 작동
EBW와 비교한 LBW의 몇 가지 장점은 다음과 같다.
LBW의 파생 기술인 레이저 하이브리드 용접은 LBW의 레이저와 가스 금속 아크 용접(GMAW)과 같은 아크 용접 방식을 결합한다. 이 조합은 GMAW가 용융 금속을 공급하여 조인트를 채우기 때문에 더 큰 위치 유연성을 허용하며, 레이저를 사용함으로써 GMAW만으로는 일반적으로 불가능한 용접 속도를 증가시킨다. 언더컷 가능성이 줄어들기 때문에 용접 품질 또한 더 높아지는 경향이 있다.
레이저 빔 용접 장비
레이저 빔 용접은 수동으로도 수행할 수 있지만, 대부분의 시스템은 자동화되어 있으며 컴퓨터 지원 설계를 기반으로 하는 컴퓨터 지원 제조 시스템을 사용한다. 레이저 용접은 밀링과 결합하여 완성된 부품을 만들 수도 있다.
2016년에 역사적으로 용융 필라멘트 제작에 주력했던 렙랩 프로젝트는 오픈 소스 레이저 용접 시스템 개발로 확장되었다. 이러한 시스템은 완전히 특성화되어 있으며 기존 제조 비용을 절감하면서 광범위한 응용 분야에 사용될 수 있다.
레이저 빔 용접 장비
고체 레이저는 용접에 사용되는 가스 레이저보다 훨씬 짧은 약 1 마이크로미터 파장에서 작동하며, 그 결과 작업자는 망막 손상을 방지하기 위해 특수 안경을 착용하거나 특수 스크린을 사용해야 한다. Nd:YAG 레이저는 펄스 모드와 연속 모드 모두에서 작동할 수 있지만, 다른 유형은 펄스 모드로 제한된다.
원래이자 여전히 인기 있는 고체 설계는 직경 약 20mm, 길이 200mm의 막대 모양 단결정이며, 양쪽 끝은 평평하게 연마되어 있다. 이 막대는 제논 또는 크립톤을 포함하는 플래시 튜브로 둘러싸여 있다.
플래시될 때, 약 2밀리초 동안 지속되는 빛 펄스가 레이저에 의해 방출된다. 디스크 모양의 결정은 업계에서 인기가 높아지고 있으며, 플래시 램프는 높은 효율성으로 인해 다이오드로 대체되고 있다.
루비 레이저의 일반적인 출력은 10~20W인 반면, Nd:YAG 레이저는 0.04~6,000W 사이의 출력을 낸다. 레이저 빔을 용접 영역으로 전달하기 위해 일반적으로 광섬유가 사용된다.
레이저 빔 용접 장비
가스 레이저는 고전압, 저전류 전원을 사용하여 레이저 매질로 사용되는 가스 혼합물을 여기시키는 데 필요한 에너지를 공급한다.
이 레이저는 연속 모드와 펄스 모드 모두에서 작동할 수 있으며, CO2 가스 레이저 빔의 파장은 10.6 μm로, 깊은 적외선, 즉 '열'이다.
광섬유 케이블은 이 파장에 의해 흡수되고 파괴되므로, 단단한 렌즈와 거울 전달 시스템이 사용된다.
가스 레이저의 출력은 고체 레이저보다 훨씬 높아 25 kW에 달할 수 있다.
파이버 레이저에서 주 매질은 광섬유 자체이다. 최대 50 kW의 출력을 낼 수 있으며 로봇 산업 용접에 점점 더 많이 사용되고 있다.
현대 레이저 빔 용접기는 두 가지 유형으로 분류할 수 있다. 전통적인 유형에서는 레이저 출력이 이음매를 따라 이동한다. 이는 일반적으로 로봇으로 달성된다. 많은 현대 응용 분야에서는 원격 레이저 빔 용접이 사용된다. 이 방법에서는 레이저 스캐너의 도움으로 레이저 빔이 이음매를 따라 이동하므로 로봇 팔이 더 이상 이음매를 따라갈 필요가 없다. 원격 레이저 용접의 장점은 용접 공정의 더 빠른 속도와 더 높은 정밀도이다.
레이저 빔 용접 펄스 레이저 용접의 열 모델링
펄스 레이저 용접은 연속파(CW) 레이저 용접에 비해 장점이 있다. 이러한 장점 중 일부는 낮은 기공률과 적은 스패터이다. 펄스 레이저 용접은 또한 알루미늄 합금에서 고온 균열을 유발하는 것과 같은 몇 가지 단점도 있다. 펄스 레이저 용접 공정의 열 분석은 용융 깊이, 냉각 속도, 잔류 응력과 같은 용접 매개변수를 예측하는 데 도움이 될 수 있다. 펄스 레이저 공정의 복잡성으로 인해 개발 주기를 포함하는 절차를 사용해야 한다. 이 주기는 수학적 모델 구성, 유한요소법(FEM) 또는 유한요소법(FDM)과 같은 수치 모델링 기법 또는 단순화된 가정을 사용한 해석 모델을 사용하여 열 주기 계산, 실험 측정으로 모델 검증을 포함한다.
일부 공개된 모델을 결합한 방법론은 다음과 같다.
모든 복사 에너지가 흡수되어 용접을 위한 열로 전환되는 것은 아니다. 일부 복사 에너지는 기화되어 이온화된 가스에 의해 생성된 플라즈마에 흡수된다. 또한 흡수율은 빔의 파장, 용접되는 재료의 표면 구성, 입사각 및 재료의 온도에 의해 영향을 받는다.
레이저 빔 용접 펄스 레이저 용접의 열 모델링
로젠탈 점 소스 가정은 무한히 높은 온도 불연속성을 남기며, 이는 대신 가우시안 분포를 가정하여 해결된다. 복사 에너지는 빔 내에서 균일하게 분포되지도 않는다. 일부 장치는 가우시안 에너지 분포를 생성하는 반면, 다른 장치는 이중 모드일 수 있다. 가우시안 에너지 분포는 전력 밀도에 와 같은 함수를 곱하여 적용할 수 있는데, 여기서 r은 빔 중심으로부터의 방사형 거리이고, 는 빔 반경 또는 스팟 크기이다.
점 소스 가정 대신 온도 분포를 사용하면 흡수율과 같은 온도 의존적 재료 특성을 더 쉽게 계산할 수 있다. 조사된 표면에서 키홀이 형성될 때, 프레넬 반사(키홀 공동 내에서 다중 반사로 인한 빔 에너지의 거의 완전한 흡수)가 발생하며, 이는 로 모델링할 수 있다. 여기서 ε는 유전 상수, 전기 전도도, 레이저 주파수의 함수이고, θ는 입사각이다. 흡수 효율을 이해하는 것은 열 효과를 계산하는 데 핵심이다.
레이저 빔 용접 펄스 레이저 용접의 열 모델링
레이저는 전도 모드와 키홀 모드 중 하나로 용접할 수 있다. 어떤 모드로 작동하는지는 전력 밀도가 증발을 유발할 만큼 충분히 높은지에 따라 달라진다. 전도 모드는 기화점 미만에서 발생하고, 키홀 모드는 기화점 이상에서 발생한다. 키홀은 에어 포켓과 유사하다. 에어 포켓은 유동 상태에 있다. 증발된 금속의 반동 압력과 같은 힘은 키홀을 열고 중력(수력학적 힘)과 금속 표면 장력은 키홀을 붕괴시키는 경향이 있다. 훨씬 더 높은 전력 밀도에서는 증기가 이온화되어 플라즈마를 형성할 수 있다.
반동 압력은 클라우시우스-클라페이롱 방정식을 사용하여 결정된다., 여기서 P는 평형 증기압, T는 액체 표면 온도, HLV는 증발 잠열, TLV는 액체-기체 계면의 평형 온도이다. 증기 흐름이 음속으로 제한된다는 가정을 사용하면, 를 얻을 수 있는데, 여기서 Po는 대기압이고 Pr은 반동 압력이다.
이것은 키홀 프로필과 관련된다. 유체 흐름 속도는 다음으로 결정된다.
여기서 는 속도 벡터, P=압력, ρ=질량 밀도, =점성, β=열팽창 계수, g=중력, F는 시뮬레이션 격자 셀의 유체 부피 분율이다.
레이저 빔 용접 펄스 레이저 용접의 열 모델링
레이저 충돌 표면의 경계 온도를 결정하려면 다음과 같은 방정식을 적용한다. , 여기서 kn=레이저에 의해 충돌된 표면에 수직인 열전도율, h=공기의 대류 열전달 계수, σ는 복사를 위한 슈테판-볼츠만 상수, ε는 용접되는 재료의 방출률, q는 레이저 빔 열유속이다.
하나의 움직이는 열 순환을 포함하는 CW(연속파) 레이저 용접과 달리 펄스 레이저는 동일한 지점에 반복적으로 충돌하여 여러 겹의 열 순환을 생성한다. 이를 해결하는 한 가지 방법은 빔이 켜져 있을 때 열유속에 1을 곱하고 빔이 꺼져 있을 때 열유속에 0을 곱하는 계단 함수를 추가하는 것이다. 이를 달성하는 한 가지 방법은 q를 다음과 같이 수정하는 크로네커 델타를 사용하는 것이다. , 여기서 δ= 크로네커 델타, qe=실험적으로 결정된 열유속. 이 방법의 문제점은 펄스 지속 시간의 효과를 볼 수 없다는 것이다. 한 가지 방법은 다음과 같은 시간에 의존하는 함수를 사용하여 해결하는 것이다.
레이저 빔 용접 펄스 레이저 용접의 열 모델링
여기서 v=펄스 주파수, n=0,1,2,...,v-1), τ=펄스 지속 시간이다.
다음으로, 이 경계 조건을 적용하고 푸리에의 2법칙을 풀어 내부 온도 분포를 얻는다. 내부 열 발생이 없다고 가정하면 해는 이며, 여기서 k=열전도율, ρ=밀도, Cp=비열 용량, =유체 속도 벡터이다.
증가는 이전 단계에서 제시된 지배 방정식을 이산화하고 다음 시간 및 길이 단계를 적용하여 수행된다.
결과는 특정 실험 관찰이나 일반적인 실험의 경향으로 검증할 수 있다. 이러한 실험에는 용융 깊이의 금속학적 검증이 포함되었다.
펄스 레이저의 물리학은 매우 복잡할 수 있으므로 계산 속도를 높이거나 재료 특성 부족을 보완하기 위해 일부 단순화 가정이 필요하다. 비열과 같은 재료 특성의 온도 의존성은 계산 시간을 최소화하기 위해 무시된다.
액체-금속 계면에서 증기가 떠나면서 발생하는 질량 손실로 인한 열 손실이 고려되지 않으면 액체 온도가 과대평가될 수 있다.
댄 니그로
대니얼 레너드 니그로(영어: Daniel Leonard Nigro, /ˈnaɪɡroʊ/)는 미국의 음반 프로듀서이자 작곡가이다. 그는 이전에 인디 록 밴드 애스 톨 애스 라이언스의 리드 보컬리스트이자 기타리스트였다. 니그로는 스카이 페레이라, 조 조너스, 카일리 미노그, 캐럴라인 폴라첵, 올리비아 로드리고, 채플 론, 더멋 케네디, 러네이 랩, 메이지 피터스, 코난 그레이, 로드의 곡들을 프로듀싱하고 작곡 및 공동 작곡했다.
니그로는 16개의 그래미 어워드 후보에 올랐으며 로드리고의 《Sour》(2021)로 그래미 어워드 최우수 팝 보컬 음반을 포함해 2개의 그래미 어워드를 수상했으며, 2025년 제67회 그래미 어워드에서 그래미 어워드 올해의 논-클래식 프로듀서상을 수상했다. 2024년, 그는 버라이어티 히트메이커스 어워드에서 "올해의 프로듀서"로 선정되었고, ASCAP 팝 뮤직 어워드에서 올해의 작곡가로 선정되었다.
댄 니그로 어린 시절
대니얼 레너드 니그로는 롱아일랜드의 매서피쿼 파크에서 2대째 사업을 운영하는 루이스와 유화 전문 예술가인 클레어의 아들로 자랐다. 그는 어린 시절 피아노, 기타, 성악 레슨을 받았다. 그의 누나 알렉사는 스카프 패션 회사를 공동 설립했으며, 그의 형 레너드는 국제적인 셰프이다.
니그로는 유치원부터 고등학교까지 가톨릭 학교에 다녔다. 그는 한때 "대학에 갈 필요성을 느껴본 적이 없다"고 말했지만, 포덤 대학교에 다녔다.
댄 니그로 경력
고등학교 친구 세인 피츠제럴드와 클리프 사코나와 함께 니그로는 2001년 인디 록 밴드 애스 톨 애스 라이언스를 결성하여, 〈King of the World〉를 포함한 4곡 데모를 자체 제작했는데, 이 곡은 지역 팬들에게 인기를 얻었다. 다음 몇 년 동안 밴드는 멤버 교체를 겪었다. 2002년, 그들은 첫 번째 EP인 《Blood Aphorisms》를 발매했다. 2003년, 그들은 아일랜드 및 트리플 크라운 레코드와 음반 계약을 맺고 부모님의 전폭적인 지지를 받으며 음악을 전업으로 하기 위해 대학을 떠났다.
2004년, 밴드는 데뷔 앨범 《Lafcadio》를 발매하고 투어를 시작했다. 2006년, 그들은 《As Tall as Lions》를 발매하고 헤드라인 투어를 시작했다. 2007년 7월, 그들은 《지미 키멀 라이브!》에 출연했다. 2009년, 《You Can't Take It with You》가 발매되어 《빌보드》 200 차트에서 88위를 기록했다. 2010년 9월, 밴드는 해체했다. 이 소식이 발표되자마자 마지막 공연은 매진되었고 더 많은 공연이 추가되었다. 그들은 즉시 2015년에 새로운 음악 없이 재결합을 계획했다.
댄 니그로 경력
니그로는 어린 시절 친구인 저스틴 레이젠과 협력하기 위해 로스앤젤레스로 이주하여 작곡가가 되었다. 그는 맥도날드 광고 징글로, 그리고 스카이 페레이라와 함께 초기 성공을 거두었다. 니그로는 작곡가로 시작했지만, 함께 일했던 프로듀서들에게 무시당하고 프로듀서 없이는 자신의 작업에 대한 완전한 창의적 통제를 행사할 수 없다고 느껴 프로듀싱을 배웠다.
니그로와 싱어송라이터 채플 론이 몇 년 동안 함께 작업한 후, 론은 전 소속사에서 퇴출되었다. 함께 곡을 쓰고, 프로듀싱하고, 발매하기 위해 니그로는 독립 레이블 어뮤즈먼트 레코드를 설립했다.
2024년 9월 현재, 론은 어뮤즈먼트에 계약한 유일한 아티스트이다. 니그로는 또한 미래에 다른 아티스트를 어뮤즈먼트에 계약할 의향이 있다고 말했다. 그는 "하지만 300일을 투자하고 싶은 사람을 찾는 것이 중요하다"며 "내가 좋아하는 아티스트를 찾고 그들이 훌륭하다고 생각하는 것만이 아니다. 우리가 함께 많은 시간을 들여 무언가를 만들고, 홍보하고, 적절한 창작팀을 찾고, 콘텐츠에 대해 당신을 괴롭힐 수 있는 연결고리를 느끼는지 여부이다. 모든 것이 그렇다"고 말했다.
댄 니그로 개인 생활
니그로는 2020년 9월 시각 예술가 에밀리 윌리엄스와 결혼했다. 그들은 두 자녀를 두고 있다. 그들의 딸 사이어스는 올리비아 로드리고의 노래 〈Teenage Dream〉의 마지막 부분에서 들을 수 있다.
빛 소용돌이
빛 소용돌이, 광 보텍스, 옵티컬 보텍스(optical vortex)는 광학장의 0점이다. 즉, 세기가 0인 지점이다. 이 용어는 또한 그러한 0점을 포함하는 광선을 설명하는 데 사용된다. 이러한 현상에 대한 연구는 특이 광학으로 알려져 있다.
"빛 소용돌이"의 개념은 1989년 콜레(Coullet) 등이 맥스웰-블로흐 방정식의 해를 기반으로 처음 설명했다. 한 검토에 따르면, 1989-1999년의 연구는 주로 기본에 초점을 맞추었으며, 1999-2009년의 연구는 많은 응용을 개발했고, 2009-2019년의 연구는 여러 기술적 돌파구를 마련했다.
빛 소용돌이 설명
빛 소용돌이에서 빛은 진행 축 주위로 코르크스크루처럼 비틀린다. 비틀림 때문에 축 자체의 광파는 서로 상쇄된다. 평평한 표면에 투영될 때, 빛 소용돌이는 중앙에 어두운 구멍이 있는 빛의 고리처럼 보인다. 소용돌이는 빛이 한 파장에서 얼마나 많이 비틀리는지에 따라 위상 전하라고 불리는 숫자가 부여된다. 이 숫자는 항상 정수이며, 비틀림의 방향에 따라 양수 또는 음수가 될 수 있다. 비틀림의 숫자가 높을수록 빛은 축 주위를 더 빠르게 회전한다.
이 회전은 파동열과 함께 궤도 각운동량을 운반하며, 전기 쌍극자에 돌림힘을 유도한다. 궤도 각운동량은 더 흔히 접하는 스핀 각운동량과 구별되며, 이는 원편파를 생성한다. 빛의 궤도 각운동량은 갇힌 입자의 궤도 운동에서 관찰될 수 있다. 빛 소용돌이를 빛의 평면파와 간섭시키면 나선형 위상이 동심 나선으로 나타난다. 나선의 팔 개수는 위상 전하와 같다.
빛 소용돌이는 다양한 방식으로 실험실에서 만들어져 연구된다. 레이저에서 직접 생성될 수도 있고, 또는 레이저 빔을 컴퓨터 생성 홀로그램, 나선형 위상 지연 구조 또는 재료의 복굴절 소용돌이와 같은 여러 방법 중 하나를 사용하여 소용돌이로 비틀 수 있다.
빛 소용돌이 속성
광학 특이점은 광학장의 0점이다. 장의 위상은 이러한 0 강도 지점 주위로 순환한다(소용돌이 이름의 유래). 소용돌이는 2D 장에서는 점이고 3D 장에서는 선이다(두 개의 여차원을 가지므로). 소용돌이를 둘러싸는 경로를 따라 장의 위상을 통합하면 2π의 정수배가 된다. 이 정수는 소용돌이의 위상 전하 또는 강도로 알려져 있다.
초기하-가우스 모드(HyGG)는 중앙에 빛 소용돌이를 가지고 있다. 이 빔은 다음 형태를 가지며
베셀 함수로 구성된 근축 파동 방정식(근축 근사 및 푸리에 광학 문서의 실제 방정식 참조)의 해이다. 초기하-가우스 빔의 광자는 mħ의 궤도 각운동량을 갖는다. 정수 m은 또한 빔 중심의 소용돌이 강도를 나타낸다. 원편광 빛의 스핀 각운동량은 궤도 각운동량으로 변환될 수 있다.
빛 소용돌이 생성
빛 소용돌이를 생성하는 방법은 평면파 또는 가우스 빔을 취하여 빛 전파 방향에 수직인 평면을 따라 각 지점 에서 파동의 위상을 만큼 증가시키는 방식으로 작동한다. 여기서 은 빔의 궤도 각운동량이다. 생성 방법에는 나선형 위상판, 홀로그램, 나선형 프레넬 렌즈, 원통형 렌즈, 공간광변조기, q-판 등이 있다.
정적 나선형 위상판(들) 또는 거울(들)은 원하는 위상 전하 및 입사 파장에 맞게 특별히 설계된 나선형 모양의 결정 또는 플라스틱 조각이다. 효율적이지만 비싸다. 조절 가능한 나선형 위상판은 깨진 플라스틱 조각의 두 면 사이에 쐐기를 움직여 만들 수 있다. 비축 나선형 위상 거울은 고출력 및 초단파 레이저의 모드를 변환하는 데 사용될 수 있다.
빛 소용돌이 생성
컴퓨터 생성 홀로그램(CGH)은 평면파와 라게르-가우스 빔 사이의 계산된 간섭무늬로, 필름으로 전송된다. CGH는 일반적인 론키 선형 회절 격자와 유사하지만 "포크" 전위가 있다. 입사 레이저 빔은 회절 순서에 따라 위상 전하가 증가하는 소용돌이가 있는 회절 패턴을 생성한다. 0차는 가우스이고, 소용돌이는 이 회절되지 않은 빔의 양쪽에 반대 헬리시티를 갖는다. CGH 포크의 프롱 수는 첫 번째 회절 순서 소용돌이의 위상 전하와 직접적으로 관련된다. CGH는 더 많은 강도를 첫 번째 순서로 향하게 하기 위해 블레이즈될 수 있다. 표백은 강도 격자에서 위상 격자로 변환하여 효율성을 증가시킨다.
빛 소용돌이 탐지
빛 소용돌이는 기본적으로 위상 구조이기 때문에 강도 프로파일만으로는 감지할 수 없다. 더욱이, 동일한 차수의 소용돌이 빔은 대략 동일한 강도 프로파일을 가지므로, 강도 분포만으로는 완전히 특성화될 수 없다. 결과적으로, 광범위한 간섭계 기술이 사용된다.
소용돌이 빔은 기울어진 렌즈를 통과할 때 특유의 로브 구조로 변형될 수 있다. 이는 소용돌이 내의 다른 위상점들 사이의 자기 간섭의 결과로 발생한다. 차수 l의 소용돌이 빔은 기울어진 볼록 렌즈의 초점 깊이 주변에서 대략 n = l + 1개의 로브로 분할될 것이다. 또한 로브의 방향(오른쪽 및 왼쪽 대각선)은 양수 및 음수 궤도 각운동량 차수를 결정한다.
빛 소용돌이 응용
통신 및 이미징의 다양한 분야에서 빛 소용돌이의 광범위한 응용이 있다.
빛 소용돌이는 통신 대역폭을 크게 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 뒤틀린 전파 빔은 수많은 소용돌이 상태를 사용하여 전파 스펙트럼 효율을 높일 수 있다. 위상 전면 '비틀림'의 양은 궤도 각운동량 상태 번호를 나타내며, 다른 궤도 각운동량을 가진 빔은 직교한다. 이러한 궤도 각운동량 기반 다중화는 밀리미터파 무선 통신의 시스템 용량 및 스펙트럼 효율을 잠재적으로 증가시킬 수 있다.
마찬가지로, 광학 영역에서 궤도 각운동량 다중화에 대한 초기 실험 결과는 단거리에서 결과를 보여주었지만, 장거리 시연은 아직 이루어지지 않고 있다. 이러한 시연이 직면한 주요 과제는 기존의 광섬유가 소용돌이의 스핀 각운동량을 전파하면서 변화시키고, 구부러지거나 스트레스를 받을 때 궤도 각운동량을 변화시킬 수 있다는 점이다. 지금까지 특수 광섬유에서 최대 50미터의 안정적인 전파가 시연되었다. 143km 거리의 빛의 궤도 각운동량 모드 자유 공간 전송은 우수한 견고성으로 정보 인코딩을 지원할 수 있음이 입증되었다.
빛 소용돌이 응용
현재 컴퓨터는 두 가지 상태, 즉 0과 1을 가진 전자기기를 사용한다. 양자 컴퓨팅은 빛을 사용하여 정보를 인코딩하고 저장할 수 있다. 빛 소용돌이는 이론적으로 자유 공간에서 무한한 수의 상태를 가지는데, 이는 위상 전하에 제한이 없기 때문이다. 이는 더 빠른 데이터 조작을 가능하게 할 수 있다. 암호학 커뮤니티도 위에서 논의된 더 높은 대역폭 통신의 가능성 때문에 빛 소용돌이에 관심을 가지고 있다.
광학 현미경에서는 빛 소용돌이를 사용하여 유도 방출 감소(STED) 현미경이라는 기술을 통해 일반적인 회절 한계를 넘어선 공간 해상도를 달성할 수 있다. 이 기술은 빔 중앙의 특이점에서의 낮은 강도를 활용하여 원하는 영역 주변의 형광체를 고강도 빛 소용돌이 빔으로 고갈시키지만, 원하는 목표 영역의 형광체는 고갈시키지 않는다.
펄스 레이저
레이저의 펄스 작동(Pulsed operation of lasers)은 연속파로 분류되지 않는 모든 레이저를 의미하며, 광학 전력이 특정 진동수에서 특정 지속 시간의 펄스로 나타난다. 이는 여러 가지 다른 동기를 다루는 광범위한 기술을 포함한다. 일부 레이저는 연속 모드로 작동할 수 없기 때문에 단순히 펄스 방식으로 작동한다.
다른 경우에는 응용 분야에서 가능한 한 많은 에너지를 가진 펄스를 생성해야 한다. 펄스 에너지는 평균 전력을 반복률로 나눈 값과 같으므로, 이 목표는 때때로 펄스 사이에서 더 많은 에너지를 축적할 수 있도록 펄스 반복률을 낮춤으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, 레이저 절제술에서 작업물의 표면에 있는 소량의 물질은 매우 짧은 시간 내에 가열되면 증발될 수 있지만, 에너지를 점진적으로 공급하면 열이 작업물 전체에 흡수되어 특정 지점에서 충분히 높은 온도를 얻지 못할 수 있다.
펄스 레이저
다른 응용 분야는 특히 비선형 광학 효과를 얻기 위해 펄스 내의 에너지보다는 피크 펄스 전력에 의존한다. 주어진 펄스 에너지의 경우, 이는 Q 스위칭과 같은 기술을 활용하여 가능한 한 가장 짧은 지속 시간의 펄스를 생성해야 한다.
펄스의 광학적 대역폭은 펄스 폭의 역수보다 좁을 수 없다. 극히 짧은 펄스의 경우, 이는 상당한 대역폭에 걸쳐 레이저를 발진시킨다는 것을 의미하며, 이는 연속파 (CW) 레이저의 전형적인 매우 좁은 대역폭과는 상당히 대조적이다. 일부 색소 레이저와 진동 전자 고체 레이저의 레이저 매질은 넓은 대역폭에 걸쳐 광학적 이득을 생성하여 몇 펨토초만큼 짧은 빛의 펄스를 생성할 수 있는 레이저를 가능하게 한다.
펄스 레이저 Q 스위칭
Q 스위칭 레이저에서는 공진기 내부에 매질의 이득을 초과하는 손실을 도입하여 개수 역전이 축적되도록 한다. 이는 공동의 품질 계수 또는 'Q'의 감소로 설명될 수도 있다. 그런 다음, 레이저 매질에 저장된 펌프 에너지가 가능한 최대 수준에 도달한 후, 도입된 손실 메커니즘(종종 전기 또는 음향 광학 요소)이 빠르게 제거되거나 (수동 장치에서는 저절로 발생함), 레이저 발진이 시작되어 이득 매질에 저장된 에너지를 빠르게 얻는다. 이는 해당 에너지를 통합하는 짧은 펄스를 생성하여 높은 피크 전력을 얻는다.
펄스 레이저 모드 잠금
모드 잠금 레이저는 수십 피코초에서 10 펨토초 미만의 극도로 짧은 펄스를 방출할 수 있다. 이 펄스는 왕복 시간, 즉 빛이 공진기를 구성하는 거울 사이를 한 번 왕복하는 데 걸리는 시간과 같은 간격으로 반복된다. 푸리에 불확정성 원리 (에너지-시간 불확정성 원리라고도 함) 때문에, 이처럼 짧은 시간 길이를 가진 펄스는 상당한 대역폭에 걸쳐 퍼져 있는 스펙트럼을 가진다. 따라서 이러한 이득 매질은 해당 주파수를 증폭할 수 있을 만큼 충분히 넓은 이득 대역폭을 가져야 한다. 적합한 재료의 예로는 매우 넓은 이득 대역폭을 가지며 따라서 몇 펨토초 지속 시간의 펄스만을 생성할 수 있는 타이타늄이 도핑된 인공 사파이어 (Ti:사파이어)가 있다.
펄스 레이저 모드 잠금
이러한 모드 잠금 레이저는 극히 짧은 시간 척도에서 발생하는 과정(펨토초 물리학, 펨토초 화학 및 초고속 과학으로 알려짐)을 연구하고, 큰 피크 전력으로 인해 광학 재료에서 비선형성의 효과를 최대화하며(예: 2차 조화파 발생, 비선형 주파수 하향 변환, 광학 매개변수 발진기 등), 절제 응용 분야에서 가장 다재다능한 도구이다. 다시 말하지만, 극히 짧은 펄스 지속 시간 때문에 이러한 레이저는 극히 높은 피크 전력을 달성하는 펄스를 생성한다.
펄스 레이저 펄스 펌핑
펄스 레이저 작동을 달성하는 또 다른 방법은 플래시 램프의 경우 전자 충전을 통해 또는 이미 펄스 방식인 다른 레이저를 통해 자체적으로 펄스 방식인 광원으로 레이저 재료를 펌핑하는 것이다. 펄스 펌핑은 역사적으로 염료 분자의 반전 인구 수명이 너무 짧아 고에너지의 빠른 펌프가 필요했던 색소 레이저에서 사용되었다. 이 문제를 극복하는 방법은 대형 축전기를 충전한 다음 플래시 램프를 통해 방전시켜 강렬한 플래시를 생성하는 것이었다. 펄스 펌핑은 또한 낮은 에너지 준위가 빠르게 고도로 채워져 해당 원자들이 바닥 상태로 이완될 때까지 추가적인 레이저 발진을 방해하는 3준위 레이저에도 필요하다. 엑시머 레이저 및 구리 증기 레이저와 같은 이러한 레이저는 CW 모드로 작동할 수 없다.
펄스 레이저 응용 분야
펄스형 Nd:YAG 및 Er:YAG 레이저는 레이저 문신 제거 및 레이저 거리 측정기와 같은 응용 분야에 사용된다.
펄스 레이저는 연조직 수술에도 사용된다. 레이저 빔이 연조직과 접촉할 때, 중요한 요소 중 하나는 주변 조직을 과열시키지 않아 괴사를 방지하는 것이다. 레이저 펄스는 펄스 사이에 효율적인 조직 냉각(열 이완 시간)이 이루어지도록 간격을 두어야 한다.
광파라메트릭 발진기
광파라메트릭 발진기(Optical parametric oscillator, OPO)는 광학 주파수에서 발진하는 파라메트릭 발진기이다. 주파수 를 가진 입력 레이저 파동("펌프"라고 함)을 2차 비선형 광학 상호작용을 통해 더 낮은 주파수()의 두 출력 파동으로 변환한다. 출력 파동의 주파수 합은 입력 파동 주파수와 같다: . 역사적인 이유로, 두 출력 파동은 "시그널"과 "아이들러"라고 불리며, 더 높은 주파수를 가진 출력 파동이 "시그널"이다. 특수한 경우로, 퇴화 OPO는 출력 주파수가 펌프 주파수의 절반, 즉 인 경우로, 시그널과 아이들러가 동일한 편광을 가질 때 하프-고조파 생성을 일으킬 수 있다.
최초의 광파라메트릭 발진기는 1965년 조지프 A. 지오드메인과 로버트 C. 밀러에 의해 벨 연구소에서 레이저 발명 5년 후 시연되었다. 광파라메트릭 발진기는 다양한 과학적 목적을 위한 결맞는 빛원 및 양자 역학 연구를 위한 압착된 빛을 생성하는 데 사용된다. 1965년에 소련 보고서도 발표되었다.
광파라메트릭 발진기 개요
OPO는 기본적으로 광공진기와 비선형 광학 결정으로 구성된다. 광공진기는 시그널 및 아이들러 파동 중 적어도 하나를 공진시키는 역할을 한다. 비선형 광학 결정에서는 펌프, 시그널 및 아이들러 파동이 중첩된다. 이 세 파동 간의 상호작용은 시그널 및 아이들러 파동에 대한 진폭 이득(파라메트릭 증폭)과 그에 상응하는 펌프 파동의 감쇠를 초래한다. 이득은 공진 파동(시그널 또는 아이들러 또는 둘 다)이 공진기에서 발진하도록 하여, 각 왕복에서 공진 파동이 겪는 손실을 보상한다. 이 손실에는 공진기 거울 중 하나에 의한 외부 결합으로 인한 손실이 포함되며, 이는 원하는 출력 파동을 제공한다. (상대적인) 손실은 펌프 출력과 무관하지만 이득은 펌프 출력에 따라 달라지므로, 낮은 펌프 출력에서는 발진을 유지하기에 충분한 이득이 없다. 발진은 펌프 출력이 임계값을 초과할 때만 발생한다. 임계값 이상에서는 이득 또한 공진 파동의 진폭에 따라 달라진다. 따라서 정상 상태 작동에서 공진 파동의 진폭은 이 이득이 (일정한) 손실과 같다는 조건에 의해 결정된다. 순환 진폭은 펌프 출력이 증가함에 따라 증가하며, 출력 출력도 마찬가지이다.
광파라메트릭 발진기 개요
광자 변환 효율, 즉 OPO에 단위 시간당 입사되는 펌프 광자 수에 대한 출력 시그널 또는 아이들러 파동의 단위 시간당 출력 광자 수는 수십 퍼센트 범위로 높을 수 있다. 일반적인 임계 펌프 출력은 수십 밀리왓트에서 수 왓트 사이이며, 이는 공진기의 손실, 상호작용하는 빛의 주파수, 비선형 물질 내의 강도 및 그 비선형성에 따라 달라진다. 수 왓트의 출력 출력을 얻을 수 있다.
연속파 및 펄스 OPO가 모두 존재한다. 후자는 구축하기가 더 쉬운데, 고강도가 단지 짧은 시간 동안만 지속되어 비선형 광학 물질과 거울에 연속적인 고강도보다 적은 손상을 입히기 때문이다.
광파라메트릭 발진기에서 초기 아이들러 및 시그널 파동은 항상 존재하는 배경 파동에서 얻어진다. 아이들러 파동이 펌프 빔과 함께 외부에서 주어지면 이 과정은 차이 주파수 생성 (DFG)이라고 불린다. 이는 광학 파라메트릭 발진보다 더 효율적인 과정이며, 원칙적으로 임계값이 없을 수 있다.
광파라메트릭 발진기 개요
출력 파동 주파수를 변경하려면 펌프 주파수 또는 비선형 광학 결정의 위상 정합 속성을 변경할 수 있다. 후자는 온도 또는 방향 또는 준위상 정합 주기를 변경함으로써 달성된다 (아래 참조). 미세 조정의 경우 공진기의 광경로 길이도 변경할 수 있다. 또한 공진기에는 공진 파동의 모드 홉을 억제하는 요소가 포함될 수 있다. 이는 종종 OPO 시스템의 일부 요소에 대한 능동적인 제어를 필요로 한다.
비선형 광학 결정이 위상 정합될 수 없는 경우, 준위상 정합 (QPM)을 사용할 수 있다. 이는 결정의 비선형 광학 특성을 주기적으로 변경함으로써 달성되며, 주로 주기적 분극화를 통해 이루어진다. 적절한 주기 범위로, 주기적으로 분극화된 리튬 나이오베이트 (PPLN)에서 700 nm에서 5000 nm까지의 출력 파장을 생성할 수 있다. 일반적인 펌프원은 1064 nm 또는 532 nm의 네오디뮴 레이저이다.
OPO의 중요한 특징은 생성된 복사선의 결맞음과 스펙트럼 폭이다.
펌프 출력이 임계값보다 훨씬 높을 때, 두 출력 파동은 매우 좋은 근사치로 결맞는 상태 (레이저와 같은 파동)이다. 공진된 파동의 선폭은 매우 좁다 (수 kHz까지 낮다). 좁은 선폭의 펌프 파동이 사용되면 공진되지 않은 생성 파동도 좁은 선폭을 나타낸다. 좁은 선폭 OPO는 분광학에서 널리 사용된다.
광파라메트릭 발진기 생성된 광 빔의 양자적 특성
OPO는 연속 변수 영역에서 압착된 결맞는 상태와 얽힌 빛 상태를 생성하는 데 가장 널리 사용되는 물리 시스템이다. 연속 변수에 대한 많은 양자 정보 프로토콜 시연이 OPO를 사용하여 실현되었다.
하향 변환 과정은 실제로 단일 광자 영역에서 발생한다. 즉, 캐비티 내부에서 소멸되는 각 펌프 광자는 시그널 및 아이들러 공동 내 모드에서 한 쌍의 광자를 생성한다. 이는 시그널 및 아이들러 필드의 강도 사이에 양자 상관관계를 유도하여 강도 빼기에서 압착이 발생하게 되며, 이로 인해 하향 변환된 필드를 "트윈 빔"이라고 부르게 되었다. 현재까지 달성된 가장 높은 압착 수준은 12.7 dB이다.
트윈 빔의 위상 또한 양자 상관관계를 가지며, 이는 1988년에 이론적으로 예측된 양자 얽힘으로 이어진다. 임계값 미만에서 얽힘은 1992년에 처음 측정되었고, 임계값 이상에서는 2005년에 측정되었다.
광파라메트릭 발진기 생성된 광 빔의 양자적 특성
임계값 이상에서는 펌프 빔 고갈이 결정 내부에서 발생하는 양자 현상에 민감하게 만든다. 파라메트릭 상호작용 후 펌프 필드에서 압착을 처음으로 측정한 것은 1997년에 이루어졌다.
최근에는 세 가지 필드(펌프, 시그널, 아이들러) 모두가 얽혀야 한다고 예측되었으며, 이는 동일한 그룹에 의해 실험적으로 시연되었다.
트윈 빔의 강도와 위상뿐만 아니라 공간 모드도 양자 상관관계를 공유한다. 이 특징은 영상 시스템에서 신호 대 잡음비를 향상시켜 영상에 대한 표준 양자 한계 (또는 푸아송 잡음 한계)를 초과하는 데 사용될 수 있다.
광파라메트릭 발진기 응용
OPO는 오늘날 원자들이 압착된 빛과 상호작용하는 방식을 연구하기 위해 원자 전이에 맞춰 압착된 빛의 광원으로 사용되고 있다.
또한 최근에는 퇴화 OPO가 후처리 없이 모든 광학 양자 하드웨어 난수 발생기로 사용될 수 있음이 입증되었다.
광 펌핑
광 펌핑 또는 옵티컬 펌핑(optical pumping)은 빛을 사용하여 원자나 분자의 낮은 에너지 준위에 있는 전자를 더 높은 에너지 준위로 올리는(또는 "펌핑하는") 과정이다. 이는 일반적으로 레이저 제작에서 밀도 반전을 달성하기 위해 활성 레이저 매질을 펌핑하는 데 사용된다. 이 기술은 1966년 노벨 물리학상 수상자인 알프레드 카스틀레르가 1950년대 초에 개발했다.
광 펌핑은 원자나 분자 내에 묶여 있는 전자를 잘 정의된 양자 상태로 주기적으로 펌핑하는 데도 사용된다. 단일 전자 껍질 전자를 포함하는 원자 종의 가장 간단한 결맞음 2준위 광 펌핑의 경우, 이는 전자가 펌프 레이저의 편광과 양자 선택 규칙에 의해 정의되는 단일 초미세 구조 아준위(로 표시)로 결맞음 있게 펌핑됨을 의미한다. 광 펌핑 시 원자는 특정  아준위에 정렬되었다고 하지만, 광 펌핑의 주기적 특성으로 인해 묶인 전자는 실제로 상위 및 하위 상태 아준위 사이에서 반복적인 여기 및 붕괴를 겪게 된다. 펌프 레이저의 진동수와 편광은 원자가 정렬되는  아준위를 결정한다.
광 펌핑
실제로, 전이의 선폭이 파워 브로드닝되고 초미세 구조 트래핑 및 복사 트래핑과 같은 바람직하지 않은 효과로 인해 완벽하게 결맞음 있는 광 펌핑이 발생하지 않을 수 있다. 따라서 원자의 정렬은 레이저의 주파수, 강도, 편광 및 스펙트럼 대역폭뿐만 아니라 흡수 전이의 선폭 및 전이 확률에 더 일반적으로 의존한다.
광 펌핑 실험은 일반적으로 물리학 학부 실험실에서 루비듐 가스 동위 원소를 사용하여 무선 주파수(MHz) 전자기파가 이러한 동위 원소를 효과적으로 펌핑하고 펌핑 해제하는 능력을 보여준다.
박창진 (소방공무원)
박창진(1958년 ~ )은 대한민국의 소방공무원으로, 강원 지역에서 영월, 동해, 원주, 정선, 춘천 등 다수의 소방서장을 역임하고 강원도 소방본부 소방행정과장·방호구조과장을 지냈다.
박창진 (소방공무원) 생애
1958년 강원도 정선에서 태어났다. 정선종합고등학교와 한림정보산업대 지방행정과, 한국방송통신대학교 행정학과를 졸업하였다. 1979년 소방공채로 임용되었다.
박창진 (소방공무원) 정책 및 업무 기조
현장 중심 훈련 강화와 예방·교육 병행을 기조로 삼았으며, 체험형 안전교육(연기체험 등)을 도입해 시민의 대피 역량을 높이고자 했다. 원주 재직 때는 감지기 설치 홍보 등 생활밀착형 예방 정책을 벌였고, 춘천 재직 때는 기관 간 합동훈련으로 지휘·통제 체계를 점검하였다. 본부 재직기에는 인사제도 토론 등 내부 행정기준 정립 논의에도 참여했다.
박창진 (소방공무원) 상훈
2015년 12월 30일 정부포상 수여식에서 지역 안전문화 정착 공로로 녹조근정훈장을 받을 예정이라는 보도가 있었다.
박창진 (소방공무원) 퇴임 이후
2015년 12월 31일자로 36년 공직생활을 마무리했다.
엑시머
엑시머(excimer, 원래 들뜬 이합체(excited dimer)의 줄임말)는 바닥 상태에서 안정적인 분자를 형성하지 않는 두 종으로 형성된 수명이 짧은 다원자 분자이다. 이 경우, 분자 형성은 원자가 전자의 들뜬 상태에 있을 때만 가능하다. 이종핵 분자와 두 개 이상의 종을 가진 분자는 또한 엑시플렉스(exciplex, 원래 들뜬 복합체(excited complex)의 줄임말) 분자라고도 불린다. 엑시머는 종종 이원자이며, 두 원자 또는 분자가 모두 바닥 상태에 있다면 결합하지 않을 것이다. 엑시머의 수명은 나노초 단위로 매우 짧다.
엑시머 형성과 붕괴
분자 궤도 형식론에 따르면, 일반적인 바닥 상태 분자는 가능한 가장 낮은 에너지 수준에 전자를 가지고 있다. 파울리 배타 원리에 따라, 주어진 궤도에는 최대 두 개의 전자가 차지할 수 있으며, 궤도에 두 개의 전자가 포함되어 있다면 이들은 서로 반대되는 스핀 상태여야 한다. 가장 높은 점유 분자 궤도(HOMO)는 HOMO라고 불리며, 가장 낮은 비점유 분자 궤도(LUMO)는 LUMO라고 불린다; 이 두 상태 사이의 에너지 간격은 HOMO–LUMO 간격으로 알려져 있다. 만약 분자가 이 간격과 동일한 에너지를 가진 빛을 흡수한다면, HOMO의 전자가 LUMO로 들뜰 수 있다. 이를 분자의 들뜬 상태라고 한다.
엑시머 형성과 붕괴
엑시머는 이합체 구성 요소 중 하나가 들뜬 상태에 있을 때만 형성된다. 엑시머가 바닥 상태로 돌아갈 때, 그 구성 요소들은 해리되어 서로 반발하는 경우가 많다. 엑시머 방출의 파장은 들뜬 단량체 방출의 파장보다 길다(에너지가 작다). 따라서 엑시머는 형광 방출로 측정할 수 있다.
엑시머 형성은 이분자 상호작용에 의존하기 때문에 높은 단량체 밀도에 의해 촉진된다. 낮은 밀도 조건에서는 들뜬 단량체가 들뜨지 않은 단량체와 상호작용하여 엑시머를 형성하기 전에 바닥 상태로 붕괴한다.
엑시머 사용법 주의사항
엑시머(들뜬 상태 이합체)라는 용어는 엄밀히 말하면 진정한 이합체가 형성되는 경우, 즉 이합체의 두 구성 요소가 동일한 분자 또는 원자인 경우에 한정된다. 엑시플렉스라는 용어는 이종 이합체 경우를 나타내지만, 일반적으로 엑시머가 이 상황을 포괄하는 것으로 사용된다.
엑시머 예시 및 사용
염화 크세논과 같은 비활성 기체와 할로젠화물을 포함하는 이종 이원자 복합체는 엑시머의 가장 일반적인 응용 분야인 엑시머 레이저 구성에 흔히 사용된다. 이 레이저는 엑시머 구성 요소가 들뜬 상태에서 인력적 상호작용을 하고 바닥 상태에서 반발적 상호작용을 한다는 사실을 이용한다. 엑시머 분자의 방출은 또한 자발적인 자외선(엑시머 램프)의 광원으로도 사용된다.
파이렌 분자는 엑시머의 또 다른 정형적인 예시로, 생물리학에서 생체분자 사이의 거리를 평가하는 데 응용되었다.
유기화학에서 많은 반응은 엑시플렉스를 통해 발생하며, 예를 들어 단순한 아렌 화합물과 알켄의 반응이 있다. 벤젠과 그 생성물의 반응은 오쏘 생성물(A)로의 [2+2] 고리화 첨가, 메타 생성물(B)로의 [2+3] 고리화 첨가, 그리고 파라 생성물(C)로의 [2+4] 고리화 첨가로 2-부텐의 이성질체와 같은 단순한 알켄과 함께 진행된다. 이러한 반응에서는 아렌이 들뜨게 된다.
일반적인 규칙으로, 엑시플렉스에서 발생하는 전하 이동량이 증가할 때, 위치선택성은 메타 부가생성물을 희생하여 오쏘 부가생성물에 유리하게 작용한다.
엑시머 생성 기술
비활성 기체 이합체 또는 비활성 기체 할로젠화물의 경우, 들뜬 상태의 전자 상태에 있는 비활성 기체 원자가 엑시머 분자를 형성한다. 가장 낮은 들뜬 전자 상태에서 비활성 기체 원자를 얻기 위해서는 충분히 높은 에너지(약 10 전자볼트)가 필요하며, 이는 엑시머 분자 형성을 가능하게 한다. 기체를 들뜨게 하는 가장 편리한 방법은 방전이다. 그렇기 때문에 이러한 엑시머 분자들은 플라스마에서(엑시머 분자 형성 참조) 또는 고에너지 전자 빔을 통해 생성된다.
엑시머 형광 소광
엑시플렉스는 형광이 소광되는 세 가지 동적 메커니즘 중 하나를 제공한다. 일반적인 엑시플렉스는 일부 전하 이동(CT) 특성을 가지며, 극단적인 경우에는 짝을 이루지 않은 전자를 가진 별개의 라디칼 이온이 존재한다. 만약 짝을 이루지 않은 전자가 스핀 짝을 이루어 공유 결합을 형성할 수 있다면, 공유 결합 상호작용이 전하 이동 상태의 에너지를 낮출 수 있다. 강한 CT 안정화는 입체 효과, 정전기적 상호작용, 스태킹 상호작용, 그리고 결합된 엑시플렉스의 형성 및 접근성을 결정할 수 있는 상대적 형태의 균형에서 이 엑시플렉스 상태와 바닥 상태의 원추형 교차로 이어진다는 것이 입증되었다.
기존의 라디칼 이온 쌍 모델에 대한 예외로서, 이러한 공유 결합 형성 방식은 광화학 연구뿐만 아니라 형광 분광법 기술을 사용하는 많은 생물학 분야에서 흥미로운 대상이다. 결합된 엑시플렉스 중간체의 증거는 소광 속도 상수에 대한 입체 및 쿨롱 효과 연구와 바닥 상태와 저에너지 결합된 엑시플렉스 상태 사이의 곡선 교차를 보여주는 광범위한 밀도범함수 이론 계산에서 제시되었다.
주아프가니스탄 대한민국 대사
주아프가니스탄 대한민국 대사는 대한민국 외교부 산하 주아프가니스탄 대한민국 대사관의 수장이다. 공식 명칭은 주아프가니스탄 대한민국 특명전권대사이다.
인력 (일률)
인력(Human power)은 인체에서 생산되는 일 또는 에너지의 비율이다. 또한 인간의 일률 (시간당 일의 비율)을 나타낼 수도 있다. 일률은 주로 근육에서 나오지만, 체열도 셸터, 음식 또는 다른 사람을 따뜻하게 하는 것과 같은 일을 하는 데 사용된다.
인간의 일률 성능에 대한 세계 기록은 작업 계획가 및 작업 공정 엔지니어에게 흥미로운 주제이다. 특정 기간 동안 유지될 수 있는 평균 인력 수준은 산업에서 작업 작업을 설계하는 엔지니어에게 중요하다.
인력 이동 수단에는 자전거, 노 젓기, 스키 및 기타 여러 형태의 이동 수단이 포함된다.
인력 장비는 다른 전원이 없는 곳에서 사용하기 위해 전기를 생성하고 때로는 저장하는 데 사용된다. 여기에는 깁슨 걸 생존 무전기, 태엽식 또는 (시계식) 라디오 및 페달 라디오가 포함된다.
인력 (일률) 사용 가능한 일률
일반적인 인간 신진대사는 약 80 와트 (0.1 마력)의 기초대사율로 열을 생산한다.
자전거 경주에서 엘리트 사이클리스트는 한 시간 동안 약 440와트의 기계적 일률을 생산할 수 있으며, 트랙 사이클리스트는 짧은 순간 동안 2500와트 이상을 생산할 수 있다. 현대 경주용 자전거는 95% 이상의 기계적 에너지 효율을 갖는다. 건강한 성인은 한 시간 동안 격렬한 운동을 할 때 평균 50에서 150와트 사이를 유지할 가능성이 높다. 8시간 작업 교대 동안 평균적이고 건강하며 잘 먹고 동기 부여된 육체 노동자는 약 75와트의 일률을 유지할 수 있다. 그러나 인간 전기 일률의 잠재적 생산량은 모든 실제 발전기가 에너지 변환 과정에서 손실을 발생시키기 때문에 발전기 장치의 비효율성으로 인해 감소한다.
인력 (일률) 사용 가능한 일률
운동 장비를 발전기 부품에 연결하여 발전용으로 사용할 수 있다. 일부 가정용 운동 장비는 DC 발전기를 사용하여 판독값, 디스플레이에 전원을 공급하고 기계가 제공하는 저항량을 제어한다. 생성되는 에너지량은 산업용 전원에 비해 너무 작아서 변환 장비 비용으로 인해 재정적으로 비실용적이다. 예를 들어, 미국의 일반 가정에 하루 동안 운동 장비로만 생산된 전기를 공급하려면 100명 이상의 사람이 하루 종일 고정식 자전거를 타야 할 것이다.
인력 (일률) 교통
여러 형태의 교통이 인력을 활용한다. 여기에는 자전거, 휠체어, 걷기, 스케이트보드 (장비), 손수레, 노 젓기, 스키판, 인력거가 포함된다. 일부 형태는 한 명 이상의 사람을 활용할 수 있다. 역사적인 갤리선은 고대에는 자유인이나 시민에 의해, 근대에는 해적에게 붙잡힌 노예에 의해 추진되었다. 매크리디 고사머 콘도르는 1977년에 첫 비행을 한 최초의 인력 항공기로서 통제되고 지속적인 비행이 가능했다. 2007년 익스페디션 360의 제이슨 루이스 (탐험가)는 인간의 힘만을 사용하여 비극지 위도로 세계를 일주한 최초의 인물이 되었다. 그는 육지를 가로지를 때 걷기, 자전거 타기, 롤러블레이드를 사용하고, 바다를 건널 때 수영, 카약 타기, 노 젓기, 그리고 26피트 길이의 페달 동력 보트를 사용했다.
인력 (일률) 일반 장치 및 기계
트레드밀이라고도 불리는 트레드휠은 인간의 힘으로 작동하는 엔진 또는 기계이다. 이들은 외관상 수차와 비슷할 수 있으며, 사람이 둘레에 설치된 노를 밟거나(트레드밀), 사람이 안에 서서(트레드휠) 작동할 수 있다.
일부 장치는 인력을 사용한다. 이들은 근육에서 직접 기계적 일률을 사용하거나, 발전기가 신체에서 생성된 에너지를 전력으로 변환할 수 있다.
인력 장비는 주로 일회용 1차 전지 및 전력 계통과 같은 기존 전원 대신 인간의 근육 힘으로 생성된 전기로 구동될 수 있는 소형 가전제품으로 구성된다. 이러한 장치에는 충전용 전지를 재충전하기 위한 발전기 또는 전자기 유도 시스템이 포함되어 있다. 이제 휴대 전화와 같은 배터리 구동 휴대용 전자 장치를 재충전하기 위한 별도의 크랭크 작동 발전기를 사용할 수 있다. 기계식 손전등과 같은 다른 장치는 장치 내에 발전기가 통합되어 있다. 휴대용 시계는 근육 힘을 사용하여 태엽을 감을 수 있다.