hotchpotch/wikipedia-multilingual-ir-pairs huggingface dataset:
안티몬화 인듐 물리적 특성
안티몬화 인듐은 어두운 회색의 은빛 금속 조각 또는 유리질 광택이 있는 분말 형태로 나타난다. 500°C 이상의 온도에 노출되면 녹아 분해되어 안티모니와 삼산화 안티모니 증기를 방출한다.
결정 구조는 0.648 nm의 격자 상수를 가진 섬아연석이다.
안티몬화 인듐은 300 K에서 0.17 eV, 80 K에서 0.23 eV의 띠틈을 갖는 좁은 직접 띠틈 반도체이다.
비도핑된 안티몬화 인듐은 탄소 나노튜브를 제외하고 알려진 어떤 반도체보다도 가장 큰 상온 전자 이동도인 78000 cm2/(V·s)를 가지며, 전자 표류 속도와 탄도 수송 길이(300 K에서 최대 0.7 μm)를 가진다.
안티몬화 인듐 물리적 특성
안티몬화 인듐 광다이오드 검출기는 광전압 방식이며, 적외선 복사에 노출될 때 전류를 생성한다. 안티몬화 인듐의 내부 양자효율은 사실상 100%이지만, 특히 띠틈 근처의 광자에 대해서는 두께의 함수이다. 모든 좁은 띠틈 물질과 마찬가지로 안티몬화 인듐 검출기는 주기적인 재교정을 필요로 하여 영상 시스템의 복잡성을 증가시킨다. 이러한 추가된 복잡성은 극도의 감도가 필요한 경우, 예를 들어 장거리 군사 열화상 시스템에서 가치가 있다. 안티몬화 인듐 검출기는 또한 극저온(일반적으로 80 K)에서 작동해야 하므로 냉각이 필요하다. 대규모 배열(최대 2048×2048 화소)도 사용 가능하다. HgCdTe와 PtSi는 유사한 용도로 사용되는 물질이다.
알루미늄 안티몬화 인듐 층 사이에 끼워진 안티몬화 인듐 층은 양자 우물 역할을 할 수 있다. 그러한 이종구조에서 InSb/AlInSb는 최근 견고한 양자 홀 효과를 나타내는 것으로 밝혀졌다. 이 접근 방식은 매우 빠른 트랜지스터를 만들기 위해 연구되고 있다. 1990년대 후반에는 안티몬화 인듐로 최대 85 GHz 주파수에서 작동하는 바이폴라 트랜지스터가 제작되었고, 최근에는 200 GHz 이상에서 작동하는 장효과 트랜지스터가 보고되었다(인텔/큐네티크). 일부 모델에서는 이 물질로 테라헤르츠 주파수를 달성할 수 있다고 제안한다. 안티몬화 인듐 반도체 장치는 0.5 V 미만의 전압에서도 작동할 수 있어 전력 요구 사항을 줄여준다.
안티몬화 인듐 성장 방법
안티몬화 인듐은 액체 상태의 용융물을 응고시키거나(초크랄스키 공정), 에피택시얼하게 액상 에피택시, 열벽 에피택시 또는 분자선 에피택시로 성장시킬 수 있다. 또한 유기금속 화합물로부터 MOVPE를 통해 성장시킬 수 있다.
초분광 영상
초분광 영상(hyperspectral imaging)은 전자기 스펙트럼 전반의 정보를 수집하고 처리한다. 초분광 영상의 목표는 사물, 재료 식별 또는 과정 탐지를 목적으로 장면 이미지의 각 화소에 대한 스펙트럼을 얻는 것이다. 스펙트럼 영상장치는 크게 세 가지 종류가 있다. 시간에 따라 이미지를 읽는 푸시 브룸 스캐너 및 관련 위스크 브룸 스캐너 (공간 스캐닝), 다른 파장에서 영역 이미지를 획득하는 대역 순차 스캐너 (스펙트럼 스캐닝), 그리고 스냅샷 초분광 영상장치가 있으며, 이는 고정 배열을 사용하여 즉시 이미지를 생성한다.
인간의 눈은 가시광선의 색을 주로 세 가지 대역으로 보지만 (긴 파장은 빨간색으로, 중간 파장은 녹색으로, 짧은 파장은 파란색으로 인식), 스펙트럼 영상은 스펙트럼을 훨씬 더 많은 대역으로 나눈다. 이미지를 대역으로 나누는 이 기술은 가시광선 외의 영역으로도 확장될 수 있다. 초분광 영상에서 기록된 스펙트럼은 미세한 파장 분해능을 가지며 넓은 파장 범위를 커버한다. 초분광 영상은 간격이 있는 스펙트럼 대역을 측정하는 다중 대역 영상과 달리 연속적인 스펙트럼 대역을 측정한다.
초분광 영상
엔지니어들은 천문학, 농업, 분자 생물학, 생체 의료 영상, 지구 과학, 물리학 및 감시 분야에 적용하기 위해 초분광 센서와 처리 시스템을 구축한다. 초분광 센서는 전자기 스펙트럼의 넓은 부분을 사용하여 물체를 관찰한다. 특정 물체는 전자기 스펙트럼에서 고유한 "지문"을 남긴다. 스펙트럼 특징으로 알려진 이러한 "지문"은 스캔된 물체를 구성하는 재료를 식별할 수 있게 한다. 예를 들어, 기름에 대한 스펙트럼 특징은 지질학자들이 새로운 유전을 찾는 데 도움이 된다.
초분광 영상 센서
비유적으로 말하면, 초분광 센서는 일련의 "이미지"로 정보를 수집한다. 각 이미지는 스펙트럼 대역으로도 알려진 전자기 스펙트럼의 좁은 파장 범위를 나타낸다. 이러한 "이미지"는 처리 및 분석을 위한 3차원 (x, y, λ) 초분광 데이터 큐브를 형성하기 위해 결합되며, 여기서 x와 y는 장면의 두 공간 차원을 나타내고 λ는 스펙트럼 차원 (파장 범위를 포함)을 나타낸다.
기술적으로 말하면, 센서가 초분광 큐브를 샘플링하는 네 가지 방법이 있다: 공간 스캐닝, 스펙트럼 스캐닝, 스냅샷 이미징, 그리고 공간-스펙트럼 스캐닝.
초분광 큐브는 NASA의 공중 가시/적외선 영상 분광기 (AVIRIS)와 같은 공중 센서 또는 NASA의 EO-1 위성과 같은 위성에서 초분광 장비인 하이페리온으로 생성된다. 그러나 많은 개발 및 검증 연구에서는 휴대용 센서가 사용된다.
초분광 영상 센서
이러한 센서의 정밀도는 일반적으로 스펙트럼 분해능으로 측정되며, 이는 캡처되는 스펙트럼 각 대역의 너비이다. 스캐너가 상당히 좁은 주파수 대역을 많이 감지하면, 몇 개의 화소로만 캡처되더라도 물체를 식별할 수 있다. 그러나 공간 해상도는 스펙트럼 분해능 외에 다른 요소이다. 화소가 너무 크면 여러 물체가 같은 화소에 캡처되어 식별하기 어려워진다. 화소가 너무 작으면 각 센서 셀에 캡처되는 강도가 낮아지고, 감소된 신호 대 잡음비는 측정된 특징의 신뢰도를 떨어뜨린다.
초분광 이미지의 획득 및 처리는 영상 분광학 또는 초분광 큐브와 관련하여 3D 분광학이라고도 한다.
초분광 영상 스캐닝 기술
초분광 큐브의 3차원 (x, y, λ) 데이터셋을 획득하는 기본적인 네 가지 기술이 있다. 각 기술은 상황에 따라 장점과 단점이 있으므로, 기술 선택은 특정 응용 분야에 따라 달라진다.
초분광 영상 스캐닝 기술
공간 스캐닝에서 각 2차원 (2D) 센서 출력은 완전한 슬릿 스펙트럼 (x, λ)을 나타낸다. 공간 스캐닝을 위한 초분광 영상 (HSI) 장치는 장면의 스트립을 슬릿에 투영하고 프리즘 또는 회절 격자로 슬릿 이미지를 분산시켜 슬릿 스펙트럼을 얻는다. 이러한 시스템은 이미지를 라인별로 분석해야 하는 단점 ( 푸시 브룸 스캐너 사용)과 광학 경로에 일부 기계 부품이 통합되어 있다는 단점이 있다. 이러한 라인 스캔 카메라를 사용하면 플랫폼 이동 또는 스캐닝을 통해 공간 차원을 수집한다. 이를 위해서는 이미지를 '재구성'하기 위해 안정화된 마운트 또는 정확한 포인팅 정보가 필요하다. 그럼에도 불구하고 라인 스캔 시스템은 모바일 플랫폼을 사용하는 것이 합리적인 원격탐사에서 특히 흔하다. 라인 스캔 시스템은 컨베이어 벨트에서 움직이는 재료를 스캔하는 데도 사용된다. 라인 스캐닝의 특수한 경우는 점 스캐닝 ( 위스크 브룸 스캐너 사용)으로, 슬릿 대신 점 모양의 조리개가 사용되고 센서는 본질적으로 2D가 아닌 1차원이다.
초분광 영상 스캐닝 기술
스펙트럼 스캐닝에서 각 2D 센서 출력은 장면의 단색 (즉, 단일 파장), 공간 (x, y)-맵을 나타낸다. 스펙트럼 스캐닝을 위한 HSI 장치는 일반적으로 광학 대역 통과 필터 (조정 가능 또는 고정)를 기반으로 한다. 플랫폼이 정지된 상태에서 필터를 하나씩 교체하여 장면을 스펙트럼으로 스캔한다. 이러한 "정지" 파장 스캐닝 시스템에서는 장면 내에서 움직임이 있을 경우 스펙트럼 번짐이 발생하여 스펙트럼 상관/탐지를 무효화할 수 있다. 그럼에도 불구하고 스펙트럼 대역을 선택하고 장면의 두 공간 차원을 직접적으로 표현할 수 있다는 장점이 있다. 비행기와 같은 움직이는 플랫폼에서 영상 시스템이 사용되는 경우, 다른 파장에서 획득된 이미지는 장면의 다른 영역에 해당한다. 각 이미지의 공간 특징은 화소들을 재정렬하는 데 사용될 수 있다.
초분광 영상 스캐닝 기술
비스캐닝에서 단일 2D 센서 출력은 모든 공간 (x, y) 및 스펙트럼 (λ) 데이터를 포함한다. 비스캐닝용 HSI 장치는 스캐닝 없이 한 번에 전체 데이터큐브를 생성한다. 비유적으로 말하면, 단일 스냅샷은 데이터큐브의 원근 투영을 나타내며, 이를 통해 3차원 구조를 재구성할 수 있다. 이러한 스냅샷 초분광 영상 시스템의 가장 두드러진 이점은 스냅샷의 장점 (더 높은 광 처리량)과 짧은 획득 시간이다. 컴퓨터 단층 촬영 영상 분광계 (CTIS), 광섬유 재형성 영상 분광법 (FRIS), 렌즈 배열을 사용한 적분장 분광법 (IFS-L), 다중 조리개 적분장 분광계 (Hyperpixel Array), 이미지 슬라이싱 미러를 사용한 적분장 분광법 (IFS-S), 이미지 복제 영상 분광법 (IRIS), 필터 스택 스펙트럼 분해 (FSSD), 코딩된 조리개 스냅샷 스펙트럼 영상 (CASSI), 이미지 매핑 분광법 (IMS), 그리고 다중 스펙트럼 사냑 간섭계 (MSI)를 포함한 여러 시스템이 설계되었다. 그러나 계산 노력과 제조 비용이 높다. 비스캐닝 초분광 장비의 계산 요구 사항과 잠재적인 높은 비용을 줄이기 위한 노력으로, 다변량 광학 컴퓨팅을 기반으로 한 시제품 장치들이 시연되었다. 이 장치들은 다변량 광학 요소 스펙트럼 계산 엔진 또는 공간 광 변조기 스펙트럼 계산 엔진을 기반으로 한다. 이러한 플랫폼에서는 이미징 전에 광학 영역에서 화학 정보를 계산하여 화학 이미지가 추가 컴퓨팅 없이 기존 카메라 시스템에 의존한다. 이러한 시스템의 단점으로는 스펙트럼 정보가 전혀 획득되지 않고 화학 정보만 획득되므로 사후 처리 또는 재분석이 불가능하다는 점이다.
공간-스펙트럼 스캐닝에서 각 2D 센서 출력은 파장 코딩된 ("무지개색", λ = λ(y)), 공간 (x, y)-맵을 나타낸다. 2014년에 소개된 이 기술의 시제품은 기본적인 슬릿 분광기 (슬릿 + 분산 요소) 뒤에 특정 비제로 거리에 카메라가 위치한다. 고급 공간-스펙트럼 스캐닝 시스템은 공간 스캐닝 시스템 앞에 분산 요소를 배치하여 얻을 수 있다. 스캐닝은 전체 시스템을 장면에 상대적으로 이동하거나, 카메라만 이동하거나, 슬릿만 이동하여 달성할 수 있다. 공간-스펙트럼 스캐닝은 공간 및 스펙트럼 스캐닝의 일부 장점을 통합하여 일부 단점을 완화한다.
초분광 영상 초분광과 다중 스펙트럼 영상의 구분
초분광 영상은 일반적으로 스펙트럼 영상 또는 스펙트럼 분석이라고 불리는 기술의 한 종류이다. "초분광 영상"이라는 용어는 1980년대 중반 NASA의 공중 영상 분광계 (AIS)와 AVIRIS 개발에서 유래되었다. NASA는 "초분광 영상"보다 더 이전 용어인 "영상 분광학"을 선호하지만, 후자의 용어가 과학 및 비과학 분야에서 더 널리 사용되고 있다. 동료 심사를 거친 서한에서 전문가들은 "영상 분광학" 또는 "스펙트럼 영상"이라는 용어를 사용하고 "하이퍼-", "슈퍼-", "울트라-"와 같은 과장된 접두사를 피하여 논의에서 오칭을 방지할 것을 권장한다.
초분광 영상은 다중 스펙트럼 영상과 관련이 있다. 하이퍼-와 다중 대역 사이의 구분은 때때로 임의의 "대역 수" 또는 측정 유형에 근거하여 잘못 이루어진다. 초분광 영상 (HSI)은 연속적이고 인접한 파장 범위 (예: 1nm 간격으로 400 - 1100nm)를 사용하는 반면, 다중 대역 영상 (MSI)은 선택된 위치에서 대상 파장의 부분 집합 (예: 20nm 간격으로 400 - 1100nm)을 사용한다.
초분광 영상 초분광과 다중 스펙트럼 영상의 구분
다중 대역 영상은 개별적이고 다소 좁은 대역의 여러 이미지를 다룬다. "개별적이고 다소 좁다"는 것이 가시광선 파장 영역의 다중 스펙트럼 영상을 컬러 사진술과 구별하는 특징이다. 다중 스펙트럼 센서는 가시광선부터 장파 적외선까지의 스펙트럼을 커버하는 많은 대역을 가질 수 있다. 다중 스펙트럼 이미지는 물체의 "스펙트럼"을 생성하지 않는다. 랜드샛은 다중 스펙트럼 영상의 대표적인 실제 사례이다.
초분광은 연속적인 스펙트럼 범위에서 좁은 스펙트럼 대역을 영상화하여 장면의 모든 화소의 스펙트럼을 생성한다. 20개의 대역만 가진 센서도 500nm에서 700nm까지의 범위를 각 10nm 너비의 20개 대역으로 커버한다면 초분광으로 간주될 수 있으며, 가시광선, 근적외선, 단파 적외선, 중파 적외선 및 장파 적외선을 커버하는 20개의 개별 대역을 가진 센서는 다중 스펙트럼으로 간주될 것이다.
초분광은 매우 미세한 스펙트럼 해상도를 가진 간섭계 유형의 영상 센서를 위해 예약될 수 있다. 이러한 센서는 종종 (반드시 그런 것은 아니지만) 몇 화소에 불과한 낮은 공간 해상도를 가지며, 이는 높은 데이터 전송 속도에 의해 부과되는 제약이다.
초분광 영상 응용 분야
초분광 원격탐사는 다양한 응용 분야에서 사용된다. 원래 광업 및 지질학을 위해 개발되었지만 (초분광 영상이 다양한 광물을 식별하는 능력은 광석 및 석유를 찾는 데 사용될 수 있는 광업 및 석유 산업에 이상적이다), 이제는 생태학 및 감시와 같은 광범위한 분야뿐만 아니라 아르키메데스 팔림프세스트 영상과 같은 역사적 필사본 연구에도 확산되었다. 이 기술은 대중에게 지속적으로 더 많이 제공되고 있다. NASA와 미국 지질조사국과 같은 기관들은 다양한 광물과 그 스펙트럼 특징에 대한 목록을 가지고 있으며, 연구자들이 쉽게 이용할 수 있도록 온라인에 게시했다. 더 작은 규모에서 NIR 초분광 영상은 최적의 투여량과 균일한 코팅의 품질 관리를 위해 개별 씨앗에 대한 살충제 적용을 신속하게 모니터링하는 데 사용될 수 있다.
초분광 영상 응용 분야
초분광 이미지 획득 비용은 특정 작물 및 특정 기후에서 일반적으로 높지만, 작물 개발 및 건강 모니터링을 위한 초분광 원격탐사 사용은 증가하고 있다. 호주에서는 영상 분광기를 사용하여 포도 품종을 감지하고 질병 발생에 대한 조기 경보 시스템을 개발하기 위한 연구가 진행 중이다. 또한, 초분광 데이터를 사용하여 식물의 화학적 조성을 감지하기 위한 연구가 진행 중이며, 이는 관개 시스템에서 밀의 영양분 및 수분 상태를 감지하는 데 사용될 수 있다. 더 작은 규모에서 NIR 초분광 영상은 최적의 투여량과 균일한 코팅의 품질 관리를 위해 개별 씨앗에 대한 살충제 적용을 신속하게 모니터링하는 데 사용될 수 있다.
초분광 영상 응용 분야
농업의 또 다른 응용 분야는 소해면상뇌병증 또는 광우병을 피하기 위해 복합 사료에 동물성 단백질을 검출하는 것이다. 검출 참조 방법인 (고전 현미경학)에 대한 대체 도구를 제안하기 위해 다양한 연구가 수행되었다. 첫 번째 대안 중 하나는 현미경학과 NIR의 장점을 결합한 근적외선 현미경 (NIR)이다. 2004년에 이 문제를 초분광 영상과 관련시킨 첫 번째 연구가 발표되었다. 복합 사료 준비에 일반적으로 사용되는 다양한 성분을 대표하는 초분광 라이브러리가 구축되었다. 이 라이브러리는 화학측정 도구와 함께 사용하여 사료의 동물성 성분 검출 및 정량을 위한 NIR 초분광 영상 방법의 검출 한계, 특이성 및 재현성을 조사하는 데 사용될 수 있다.
HSI 카메라는 또한 식물의 중금속 스트레스를 감지하는 데 사용될 수 있으며, 수확 후 습식 화학 방법보다 더 빠르고 조기에 대안을 제공한다.
초분광 영상은 동물학에서도 사용된다. 이는 색상의 공간 분포와 스펙트럼의 근적외선 및 SWIR 범위로의 확장을 조사하는 데 사용된다. 예를 들어 일부 열대 개구리와 특정 잎에 앉아 사는 곤충과 같은 일부 동물은 근적외선에서 높은 반사율을 보인다.
초분광 영상 응용 분야
초분광 영상은 재료의 화학적 구성에 대한 정보를 제공할 수 있으므로 폐기물 분류 및 재활용에 유용하다. 이는 다른 직물을 가진 물질을 구별하고 천연, 동물성 및 합성 섬유를 식별하는 데 적용되었다. HSI 카메라는 머신 비전 시스템과 통합될 수 있으며, 간소화된 플랫폼을 통해 최종 고객이 새로운 폐기물 분류 응용 프로그램 및 기타 분류/식별 응용 프로그램을 만들 수 있도록 한다. 기계 학습과 초분광 카메라 시스템은 2020년 기준으로 매우 표준화되지 않은 플라스틱 제품 및 포장 폐기물을 자동으로 분리하기 위해 PET 및 PP와 같은 12가지 다른 유형의 플라스틱을 구별할 수 있다.
몬트리올 대학교의 연구원들은 포톤 등 (Photon etc.)과 옵티나 진단 (Optina Diagnostics)과 협력하여 눈에 손상이 발생하기 전에 망막병증 및 황반 부종 진단에 초분광 사진 촬영 사용을 테스트하고 있다. 대사 초분광 카메라는 망막의 산소 소비량 감소를 감지하여 잠재적인 질병을 나타낸다. 그러면 안과의사는 주사를 통해 망막을 치료하여 잠재적인 손상을 예방할 수 있다.
초분광 영상 응용 분야
식품 가공 산업에서 초분광 영상은 지능형 소프트웨어와 결합하여 디지털 분류기 ( 광학 분류기라고도 함)가 기존 카메라 및 레이저 분류기로는 보이지 않는 결함 및 이물질 (FM)을 식별하고 제거할 수 있도록 한다. 결함 및 FM 제거 정확도를 향상시킴으로써 식품 가공업자의 목표는 제품 품질을 향상시키고 수율을 높이는 것이다.
디지털 분류기에 초분광 영상을 적용하면 완전 생산량으로 인라인에서 비파괴적이고 100% 검사를 달성한다. 분류기 소프트웨어는 수집된 초분광 이미지를 사용자 정의 합격/불합격 임계값과 비교하고, 배출 시스템은 결함 및 이물질을 자동으로 제거한다.
초분광 센서 기반 식품 분류기의 최근 상업적 채택은 견과류 산업에서 가장 발전되어 있으며, 설치된 시스템은 호두, 피칸, 아몬드, 피스타치오, 땅콩 및 기타 견과류에서 돌, 껍질 및 기타 이물질 (FM) 및 외부 식물성 물질 (EVM)의 제거를 극대화한다. 여기서 향상된 제품 품질, 낮은 오분류율 및 높은 유입 결함 부하를 처리할 수 있는 능력은 종종 기술 비용을 정당화한다.
초분광 영상 응용 분야
초분광 분류기의 상업적 채택은 감자 가공 산업에서도 빠르게 발전하고 있으며, 이 기술은 여러 미해결 제품 품질 문제를 해결할 것을 약속한다. 초분광 영상을 사용하여 감자 가공업자를 괴롭히는 "설탕 끝" 결함, "속이 비는 현상" 및 "일반적인 더댕이병"을 감지하기 위한 연구가 진행 중이다.
시추 코어와 같은 지질 샘플은 초분광 영상을 사용하여 상업적 관심이 있는 거의 모든 광물에 대해 신속하게 매핑될 수 있다. SWIR 및 LWIR 스펙트럼 영상의 융합은 장석, 실리카, 방해석, 석류석, 감람석 그룹의 광물 감지에 표준적으로 사용되는데, 이들 광물은 LWIR 영역에서 가장 뚜렷하고 강력한 스펙트럼 특징을 가지기 때문이다.
광물에 대한 초분광 원격탐사는 잘 개발되어 있다. 많은 광물은 공중 이미지에서 식별될 수 있으며, 금과 다이아몬드와 같은 귀중한 광물의 존재와의 관계는 잘 이해되어 있다. 현재 진행 중인 연구는 파이프라인 및 천연 유정의 기름 및 가스 누출과 식물 및 스펙트럼 특징에 미치는 영향 간의 관계를 이해하는 데 초점을 맞추고 있다. 최근 연구에는 Werff와 Noomen의 박사 학위 논문이 포함된다.
초분광 영상 응용 분야
초분광 감시는 감시 목적으로 초분광 스캐닝 기술을 구현하는 것이다. 초분광 영상은 군사 기관이 공중 감시를 피하기 위해 사용하는 대응책 때문에 군사 감시에 특히 유용하다. 초분광 감시를 추진하는 아이디어는 초분광 스캐닝이 빛 스펙트럼의 매우 넓은 부분에서 정보를 추출하여 특정 물체가 스캔되는 많은 대역 중 적어도 몇 개에서 고유한 스펙트럼 특징을 가져야 한다는 것이다. 초분광 영상은 얼굴 인식 목적으로도 사용될 가능성을 보여주었다. 초분광 영상을 사용하는 얼굴 인식 알고리즘은 기존 영상을 사용하는 알고리즘보다 더 나은 성능을 보이는 것으로 나타났다.
전통적으로 상업적으로 이용 가능한 열적외선 초분광 영상 시스템은 액체 질소 또는 헬륨 냉각이 필요하여 대부분의 감시 응용 분야에는 비실용적이었다. 2010년, Specim은 태양이나 달과 같은 외부 광원 없이 실외 감시 및 UAV 응용 분야에 사용될 수 있는 열적외선 초분광 카메라를 도입했다.
초분광 영상 응용 분야
천문학에서 초분광 영상은 공간적으로 해상도 있는 스펙트럼 이미지를 결정하는 데 사용된다. 스펙트럼은 중요한 진단 정보이므로 각 화소에 대한 스펙트럼을 가지면 더 많은 과학적 사례를 해결할 수 있다. 천문학에서는 이 기술을 일반적으로 적분장 분광학이라고 부르며, 이 기술의 예로는 VLT의 FLAMES 및 SINFONI가 있다. 찬드라 엑스선 천문대의 고급 CCD 영상 분광기는 이 기술을 사용한다.
군인들은 다양한 화학적 위험에 노출될 수 있다. 이러한 위협은 대부분 보이지 않지만 초분광 영상 기술로 감지할 수 있다. 2005년에 출시된 Telops Hyper-Cam은 최대 5km 거리에서 이를 시연했다.
가시 근적외선(VNIR) 스펙트럼 범위의 초분광 영상은 육안으로 유사하게 보이는 염료 기반 및 안료 기반 잉크젯 인쇄물을 효과적으로 구별할 수 있다. 연구에 따르면 이 두 가지 잉크 유형은 특히 근적외선 대역(800-1000 nm)에서 현저히 다른 스펙트럼 특성을 나타내며, 염료 기반 잉크는 안료 기반 잉크에 비해 훨씬 높은 반사율을 보인다. 이러한 차이는 검은색 잉크에서 특히 두드러지는데, 안료 기반 잉크는 전체 VNIR 스펙트럼에 걸쳐 낮은 반사율을 유지하는 반면, 염료 기반 잉크는 NIR 범위에서 반사율이 급격히 증가한다. 따라서 초분광 기술은 인쇄 위조 감지, 보존 품질 인쇄물 검증, 그리고 잠재적으로 문서 작성에 사용된 특정 프린터 유형 식별에 실용적인 응용을 제공할 수 있다.
대부분의 국가는 석탄 및 석유 화력 발전소, 도시 및 유해 폐기물 소각로, 시멘트 공장 및 기타 여러 유형의 산업원에서 발생하는 배출물을 지속적으로 모니터링해야 한다. 이 모니터링은 일반적으로 추출 샘플링 시스템과 적외선 분광학 기술을 결합하여 수행된다. 최근 수행된 일부 원격 측정은 대기 질을 평가할 수 있었지만, 불확실성이 낮은 측정을 허용하는 원격 독립적인 방법은 많지 않다.
최근 연구에 따르면 초분광 영상은 포장도로의 균열 발생을 감지하는 데 유용할 수 있으며, 이는 가시 스펙트럼 카메라로 찍은 이미지에서는 감지하기 어렵다.
초분광 영상은 암을 감지하고, 신경을 식별하고, 멍을 분석하는 데도 사용되었다.
초분광 영상은 최근 자율 주행 및 첨단 운전자 보조 시스템에 사용하기 위해 연구되었다. 기존 RGB 카메라에 비해 보행자 분리 및 객체 분류를 개선하는 데 사용될 수 있으며, 노면의 물 또는 눈과 같은 도로 조건을 구별하는 데 도움이 될 수 있다.
초분광 영상 장점 및 단점
초분광 영상의 주요 장점은 각 지점에서 전체 스펙트럼이 획득되므로 작업자가 샘플에 대한 사전 지식이 필요 없고, 후처리 과정을 통해 데이터셋에서 사용 가능한 모든 정보를 추출할 수 있다는 점이다. 초분광 영상은 또한 인근 영역의 서로 다른 스펙트럼 간의 공간적 관계를 활용하여 이미지의 보다 정확한 분할 및 분류를 위한 보다 정교한 스펙트럼-공간 모델을 만들 수 있다.
주요 단점은 비용과 복잡성이다. 초분광 데이터를 분석하려면 빠른 컴퓨터, 민감한 감지기, 대용량 데이터 저장 용량이 필요하다. 압축되지 않은 초분광 큐브는 수백 메가바이트를 초과할 수 있는 크고 다차원적인 데이터셋이기 때문에 상당한 데이터 저장 용량이 필수적이다. 이러한 모든 요소는 초분광 데이터를 획득하고 처리하는 비용을 크게 증가시킨다. 또한 연구자들이 직면해야 했던 난관 중 하나는 초분광 위성이 데이터를 스스로 분류하고 가장 중요한 이미지("필터링된" 이미지)만 전송하도록 프로그래밍하는 방법을 찾는 것이었는데, 이는 많은 양의 데이터를 전송하고 저장하는 것이 어렵고 비용이 많이 들 수 있기 때문이다. 비교적 새로운 분석 기술로서 초분광 영상의 잠재력은 아직 완전히 실현되지 않았다.
열전퇴
열전퇴(thermopile) 또는 열전대열은 열에너지를 전력량으로 변환하는 장치이다. 일반적으로 직렬로, 덜 일반적으로는 병렬로 연결된 여러 열전대로 구성된다. 이러한 장치는 열전 효과, 즉 서로 다른 금속(열전대)이 온도 차이에 노출될 때 전압을 생성하는 원리에 따라 작동한다.
열전퇴 작동
열전대는 접점부터 열전대 출력 전압이 측정되는 지점까지의 온도 차이를 측정하여 작동한다. 하나 이상의 금속으로 폐회로가 구성되고 접점과 한 금속에서 다른 금속으로의 전환 지점 사이에 온도 차이가 있으면, 뜨거운 접점과 차가운 접점 사이의 전위 차이로 인해 전류가 생성된다.
열전퇴는 일반적으로 전기적으로는 직렬로, 열적으로는 병렬로 연결된 여러 열전대로 구성되며, 접점은 두 등온 영역 사이에 분포한다. 각 열전대는 뜨거운 접점과 차가운 접점 사이의 온도 차이에 비례하는 작은 전압을 생성한다. 많은 열전대를 연결하면 전압이 합산되어 온도 기울기와 접점 수에 비례하는 출력을 얻을 수 있다. 수동 작동 덕분에 열전퇴는 비접촉식 적외선 온도계, 에너지 수확 및 공정 모니터링 애플리케이션에 널리 사용된다.
열전퇴는 절대 온도에 반응하지 않고, 국부적인 온도 차이나 온도 기울기에 비례하는 출력 전압을 생성한다. 전압과 전력량은 매우 작으며, 이러한 목적을 위해 특별히 설계된 제어 장치를 사용하여 밀리와트 및 밀리볼트 단위로 측정된다.
열전퇴 응용 분야
열전퇴는 의료 전문가가 체온을 측정하기 위해 널리 사용하는 적외선 온도계와 같은 온도 측정 장치의 일부로 온도에 반응하여 출력을 제공하는 데 사용되거나, 센서의 밀봉된 공동 내부의 온도 프로파일을 측정하기 위한 열 가속도계에 사용된다. 또한 열유속 센서, 피르헬리오미터 및 가스 버너 안전 제어에도 사용된다. 열전퇴의 출력은 일반적으로 수십 또는 수백 밀리볼트 범위이다. 신호 레벨을 높이는 것 외에도 장치는 공간적 온도 평균을 제공하는 데 사용될 수 있다.
열전퇴는 또한 전기 부품, 태양풍, 방사성 물질, 레이저 복사 또는 연소열에서 전기 에너지를 생성하는 데 사용된다. 이 과정은 또한 펠티에 효과의 한 예인데, 뜨거운 접점에서 차가운 접점으로 열을 전달하기 때문이다.
또한 열전퇴 센서라고 불리는 전력계도 있는데, 이는 광학 또는 레이저 전력이 열로 변환되고 그 결과로 증가하는 온도가 열전퇴에 의해 측정되는 원리를 기반으로 한다.
학교 바우처
학교 바우처, 스쿨 바우처(school voucher) 또는 교육 바우처는 선택된 학교 학생들을 위한 정부 지원금 증명서이다. 지원금은 일반적으로 특정 연도, 학기 또는 학기에 해당한다. 관할 구역에 따라 바우처는 홈스쿨링 비용이나 전적으로 사립학교, 차터 스쿨 또는 국공립학교에 사용될 수 있다.
밀턴 프리드먼은 1950년대에 현대적인 바우처의 경제적 개념을 주장하며, 사립학교 간의 자유 시장 경쟁이 학교를 개선하고 비용을 절감하며 공립학교보다 우수한 교육 결과를 가져올 것이라고 말했다. 프리드리히 하이에크를 포함한 학교 바우처 지지자들은 바우처 시스템이 소비자 주권을 제공하여 학교 성과와 책임성을 높인다고 주장한다. 그러나 프리드먼의 주장은 학생들 간의 우수 학생 선별, 복권식 바우처 배정 시스템의 무작위성, 일부 학생들이 덜 선호되는 학교에 다녀야 하는 본질적인 불평등, 그리고 공공 교육에서 공공 자금을 전환하는 것을 조장한다는 비판을 받았다.
학교 바우처
학교 바우처의 실증적 효과에 대한 연구는 엇갈린 결과를 낳았다. 한편으로, 일부 연구는 인구통계학적 요인을 조정한 후 사립학교와 공립학교가 비슷한 성과를 보였고, 바우처 프로그램이 분리를 조장할 수 있다고 밝혔다. 다른 연구들은 증가된 경쟁이 실제로 전반적으로 더 나은 교육 결과를 가져오고 인종적 및 사회경제적 분열을 실제로 감소시킨다고 보여준다.
학교 바우처 정의
학교 바우처는 주로 학생들이 사립학교, 차터 스쿨, 그리고 국공립학교에 다닐 수 있도록 배포된다. 교육 보조금은 또한 정부가 만든 은행 계좌 형태를 취할 수 있으며, 이 자금은 교육 목적으로만 사용되고, 교육 세액 공제 형태로도 제공된다.
교육에 대한 정부 개입은 일반적으로 두 가지 형태를 취한다. 첫 번째 접근 방식은 광범위하며, 차터 스쿨, 마그넷 스쿨, 또는 영리 학교의 설립과 경쟁 증진을 포함한다. 두 번째 접근 방식은 개인에게 초점을 맞추며, 개인에게 보조금이나 대출을 제공하는 것을 포함한다.
학교 바우처 경제학
밀턴 프리드먼은 1950년대에 현대적인 바우처의 경제적 개념을 주장하며, 사립학교 간의 자유 시장 경쟁이 학교를 개선하고 비용을 절감하며 공립학교보다 우수한 교육 결과를 가져올 것이라고 말했다. 또한 프리드리히 하이에크를 포함한 프리드먼 이론의 지지자들은 바우처 시스템이 소비자 주권을 제공하여 학교 성과와 책임성을 높인다고 주장한다. 학교 바우처의 자유 시장 이론은 대학 간의 경쟁과 대학생을 위한 정부 지원 또는 장학금 제공에 비유되었는데, 이는 고등 교육의 연구 및 교육에 긍정적인 영향을 미쳤다고 주장할 수 있다. 프리드먼 이론의 주요 지지자로는 프리드먼의 비정부 조직인 EdChoice와 서덜랜드 연구소가 있다.
바우처를 지지하는 프리드먼의 주장은 1980년 그의 10부작 텔레비전 시리즈 선택할 자유와 그 동반 서적의 출판으로 추가적인 주목을 받았다. 프리드먼의 주장은 사립학교의 가격이 교사 및 행정의 차이로 인해 경쟁적이라기보다는 부유하거나 다른 방식으로 유리한 배경을 가진 학생들만을 선별하는 우수 학생 선별 접근 방식 때문이라는 암묵적 가정에 대해 비판을 받았다.
학교 바우처 경제학
대조적으로, 미국의 전미교육협회는 복권식 바우처 배정 시스템의 무작위성, 일부 학생들이 덜 선호되고 덜 경쟁적인 학교에 다녀야 하는 본질적인 불평등, 그리고 공공 교육에서 공공 자금을 전환하여 공립학교 기준을 약화시킬 수 있다는 점을 비판했다.
미국경제학회 소속 210명의 경제학자를 대상으로 한 무작위 설문조사에 따르면, 3분의 2 이상이 정부 운영 학교나 사립 학교에서 사용할 수 있는 교육 바우처를 부모에게 제공하는 것을 지지하며, 특히 저소득 학생이나 성과가 낮은 학교의 학생들에게 그렇다고 답했다.
정부는 인간 자본 축적, 사회적 가치 및 규범 촉진, 그리고 범죄 감소 및 경제발전과 같은 긍정적인 외부 효과를 포함하여 국공립학교 교육에 개입하고 개선하기 위한 여러 인센티브를 가지고 있다. 가정은 교육 및 사적 소비에 얼마나 지출할지를 결정하는 소비 선택을 직면하며, 해당하는 무차별 곡선은 개인이 얼마나 많은 교육을 소비하고 얼마나 많은 사적 소비를 소비할지를 나타낸다. 따라서 바우처는 일반적으로 두 가지 광범위한 경제적 이유로 도입된다: 소비자 선택을 가능하게 하고, 학교 간 시장 경쟁을 증가시키기 위해서이다.
학교 바우처 경제학
연구 결과는 엇갈렸다. 학교 바우처에 대한 경제 문헌을 2017년에 검토한 결과 "현재까지의 증거는 바우처를 광범위하게 채택하도록 권장하기에 충분하지 않지만, 여러 긍정적인 발견은 지속적인 탐색을 지지한다"는 결론을 내렸다. 2006년 미국 교육부 보고서를 포함한 일부 연구는 인구통계학적 요인을 조정한 후 사립학교와 공립학교가 비슷한 성과를 보였다고 결론 내렸다. 동시에 2021년 메타분석은 "사립학교 바우처의 긍정적인 학업 성과 영향에 대한 중간 정도의 증거가 있으며, 프로그램 및 결과 연도에 걸쳐 상당한 효과 이질성이 있다"고 밝히며 "바우처 개입이 학업 성과에 대한 영향이 없더라도 비용 효율적일 수 있다"는 증거를 제시했다.
다른 연구들은 바우처 프로그램이 분리를 조장하고 납세자 자금에 대한 책임이 부족할 수 있다고 시사한다. 그럼에도 불구하고, 다른 연구는 특정 상황에서 학교 선택의 증가를 통해 소득 및 인종 분리를 간접적으로 줄일 수 있음을 보여주었다. 또한 사립학교 바우처가 낮은 등록률로 인한 공립학교 비용 저축을 통해 전체 예산을 상쇄할 수 있다. 공공 부문에서의 일자리 손실은 사립 부문의 일자리 수요 증가로 상쇄될 수도 있다.
학교 바우처 경제학
압둘카디롤루 외(2018)의 연구에 따르면, 사립학교 바우처 복권에 당첨된 불우한 학생들은 바우처를 받지 못한 불우한 학생들보다 교육 결과가 더 좋지 않았다.
콜롬비아의 PACES 바우처 프로그램에 대한 연구에 따르면 이 프로그램은 사립학교 등록률과 학업 성과를 증가시켰다. 3년 후, 복권 당첨자들은 사립학교에 다닐 가능성이 15%포인트 더 높았고, 평균적으로 0.1년 더 많은 학업을 마쳤으며, 8학년을 마칠 가능성이 10%포인트 더 높았다. 바우처 수혜자들의 시험 점수는 비수혜자들보다 0.2 표준 편차 높았으며, 여학생보다 남학생의 수학 성적에서 더 강한 효과를 보였다. 이 프로그램은 중도 탈락률에 유의미한 영향을 미치지 않았지만, 복권 당첨자들 사이에서 청소년 고용 감소와 조기 결혼 또는 동거 가능성 감소와 관련이 있었다.
학교 바우처 경제학
2004년 연구에 따르면 독립 학교와의 경쟁이 공립 학교의 성과를 향상시켰다. 그러나 스웨덴의 PISA 순위는 2000년대에 하락했는데, 일부에서는 이를 바우처 시스템과 무관한 요인 때문이라고 본다. 2015년 연구에 따르면 독립 학교 학생 비율이 높을수록 주로 경쟁 증가로 인해 교육 결과가 향상되는 것과 상관관계가 있었다. 수잔 비보르그에 따르면, 1992년 스웨덴에서 도입된 바우처 시스템은 "특히 취약 지역 학교와 관련하여 사회적 및 인종적 분리를 심화시켰다".
맨해튼 정책 연구소의 2003년 연구는 바우처 학생을 수용할 자격이 있는 사립학교 근처에 위치한 공립학교가, 자격이 없는 사립학교 근처에 위치한 유사한 학교보다 학업 시험 점수를 포함하여 훨씬 더 많은 개선을 이루었다고 결론 내렸다. 캐롤라인 혹스비는 밀워키의 바우처 효과와 애리조나 및 미시간의 차터 스쿨이 인근 공립학교에 미치는 영향을 연구하여, 경쟁에 직면한 공립학교가 그러한 경쟁에 직면하지 않은 학교보다 더 큰 시험 점수 향상을 이루었으며, 조사된 바우처 지역에서는 소위 크림 스키밍 효과가 존재하지 않았음을 발견했다.
학교 바우처 경제학
CATO 연구소의 피닉스, 로스앤젤레스, D.C., 시카고, 뉴욕시, 휴스턴의 공립 및 사립학교 학생당 지출 연구에 따르면 공립학교는 추정되는 중간 규모의 사립학교보다 93% 더 많은 비용을 지출하는 것으로 나타났다.
종교 및 비종교 사립 기관 모두에 바우처를 지원하는 밀워키의 학부모 선택 프로그램에 대한 2013년 연구는 바우처 사용이 학생이 고등학교를 졸업하고, 대학에 진학하고, 대학에 머무를 가능성을 높인다고 가정했다. 전미경제연구소가 발표한 2015년 논문은 루이지애나의 바우처 프로그램 참여가 "학업 성취도를 상당히 감소시킨다"고 밝혔는데, 이는 프로그램에 참여하는 사립학교의 낮은 질을 반영하는 것일 수 있다. 플로리다의 학교 바우처 경쟁 효과에 대한 2014년 분석은 경쟁이 심화되면 일반 공립학교의 성과가 향상됨을 시사한다.
역사적으로 볼 때, 바우처 프로그램이 미국인의 분리를 심화시키는 데 사용되었다는 자료가 있다. 또한 뉴욕시 학교 선택 장학금 프로그램과 같은 바우처 프로그램의 효과가 학생 성취도 향상에 미미하다는 일부 자료가 나타났다.
학교 바우처 역사
프랑스가 프로이센-프랑스 전쟁 (1870–1871)에서 패배했을 때, 많은 이들은 그 원인을 열등한 군사 교육 시스템 탓으로 돌렸다. 이 패배 이후, 프랑스 의회는 학생들이 최고의 학교를 찾을 수 있도록 하여 학교를 개선할 수 있기를 바라는 바우처를 제안했다. 이 제안은 프랑스인들이 종교 교육에 보조금을 지급하는 것을 꺼려했기 때문에 결코 진행되지 않았다. 실패에도 불구하고, 이 제안은 많은 현대 국가에서 제안되거나 사용되는 바우처 시스템과 매우 유사하다.
미국에서 가장 오래된 현존하는 학교 바우처 프로그램은 버몬트와 메인의 타운 학비 프로그램으로, 각각 1869년과 1873년에 시작되었다. 이 주들의 일부 마을에는 지역 고등학교나 초등학교가 없기 때문에, 바우처는 이 마을의 학생들이 다른 마을의 공립학교나 세속 사립학교에 다닐 수 있도록 제공한다.
학교 바우처 역사
교육 바우처 시스템은 1917년 네덜란드에 도입되었다. 틀:기준년월, 학생의 70% 이상이 사립이면서도 공공 자금 지원을 받는 학교에 다니는데, 대부분 교파별로 나뉘어 있다.
1960년대 일부 남부 주에서는 학교 바우처가 분리를 영속화하는 수단으로 사용되었다. 몇몇 경우, 공립학교는 아예 폐쇄되었고 부모에게 바우처가 발행되었다. 많은 바우처는 새로운 사립 및 분리 학교, 이른바 분리 아카데미에서만 유효했다.
학교 바우처 시행
콜롬비아 정부는 1991년 가장 낮은 두 가지 사회경제적 계층 내 저소득 중등학생을 지원하기 위해 PACES 바우처 프로그램을 시작했다. 1991년부터 1997년까지 이 프로그램은 125,000개의 바우처를 배포했으며, 1998년 기준으로 약 190달러의 가치를 가졌다. 그러나 학생들은 일반적으로 사립학교 학비로 평균 340달러의 추가 비용을 부담했다. 학생들은 복권으로 선정되었으며, 만족스러운 학업 진척도에 따라 바우처는 매년 갱신되었다.
1981년, 칠레는 초·중등 학생을 위한 보편적 학교 바우처 시스템을 도입하여 1,000개 이상의 사립학교 설립을 이끌었고, 1998년까지 사립학교 등록률이 20~40% 증가했으며 일부 도시 지역에서는 50%를 초과했다. 1981년부터 1988년까지 도시 사립학교 등록률은 농촌 지역보다 11% 더 빠르게 성장했다. 모든 학생을 수용하는 국공립학교와 달리, 사립 바우처 학교는 학생을 선별할 수 있었고, 바우처 가치는 소득 기반이 아니었다. 낮은 국제 시험 점수로 인해 2008년 바우처 시스템 변경을 포함한 주요 교육 개혁이 추진되었다.
학교 바우처 시행
2008년 우대 학교 보조금 법은 가족 소득을 고려하여 바우처를 조정하여, 소득 하위 40% 계층의 학생("우선 학생"으로 간주됨)에게 50% 더 높은 바우처를 제공했다. 우선 학생이 더 많은 학교는 학생당 추가 보너스를 받았다. 이 프로그램은 처음에는 유치원부터 4학년까지를 포함했으며, 매년 확대되었다. 2008년에는 대부분의 공립학교와 사립 보조 초등학교의 3분의 2가 참여했다. 참여 학교는 우선 학생에게 수수료를 부과하거나 학업 능력에 따라 학생을 선발하거나 학업상의 이유로 학생을 퇴학시킬 수 없었으며, 재정 및 학업 성과를 모니터링하는 책임 시스템에 참여해야 했다.
대부분의 유럽 국가에서는 모든 초·중등 학교 교육이 전액 보조금을 받는다. 일부 국가(예: 벨기에 또는 프랑스)에서는 학부모가 자녀가 다닐 학교를 자유롭게 선택할 수 있다.
학교 바우처 시행
프랑스에서는 학부모가 공립학교와 사립학교 중에서 선택할 수 있으며, 학생의 약 20%가 사립기관에 다닌다. 대부분의 사립학교는 정부와 계약을 맺고 운영되며, 정부는 교사 급여를 지원하고 국가 교육과정 준수를 요구한다. 이 학교들은 다른 비용에 대해 낮은 학비를 부과한다. 비계약 사립학교는 더 많은 교육과정 유연성을 가지지만, 교사 급여를 자체적으로 조달해야 하므로 더 높은 학비를 부과한다. 홈스쿨링은 허용되지만 엄격하게 규제되며, 2022년에는 장애 학생이나 유목민 공동체 학생과 같은 특정 경우로 제한하기 위해 규제가 강화되었다.
학교 바우처 시행
아일랜드의 대부분의 학교는 국가지원을 받는 가톨릭 교구 학교로, 정부 보조금과 학생당 수수료를 통해 자금을 지원받으며, 학교가 추가 비용을 부과하는지 여부와는 관계없다. 소수의 유료 학교는 국가 지원을 받는데, 이는 불공평한 이점이라는 비판을 불러일으켰다. 학부모와 학생은 학교를 선택할 수 있으며, 학생을 유치하지 못하는 학교는 자금과 교사 직위를 잃을 위험이 있다. 학부모가 비영리 단체로 조직한 다교파 학교가 인기를 얻고 있다. 1995년에 도입된 무상 3단계 교육은 전반적인 대학 등록률을 높였고, 특히 저소득층 학생들 사이에서 증가했지만, 학비 재도입에 대한 논쟁은 지속되고 있다. 이 시스템은 대부분의 아일랜드 어린이들에게 매우 성공적인 결과를 가져온 것으로 평가된다.
스웨덴은 1992년 학교 바우처 시스템(skolpeng)을 도입하여 학부모가 공립학교와 사립 독립학교(fristående skolor) 중에서 선택할 수 있도록 했다. 두 학교 유형 모두 학생 등록을 기반으로 지방 자치 단체로부터 공적 자금을 받는다. 2008년까지 학생의 10% 이상이 독립 학교에 다녔으며, 등록률은 빠르게 증가하고 있었다.
학교 바우처 시행
2007년 홍콩은 비영리 유치원에 다니는 3~6세 아동을 대상으로 바우처 시스템을 시행하여 학생 1인당 연간 13,000 홍콩 달러를 제공했다. 이 중 10,000 홍콩 달러는 학교 등록금을 지원하고, 3,000 홍콩 달러는 교사 훈련을 지원한다. 바우처는 연간 등록금이 24,000 홍콩 달러 미만인 비영리 유치원으로 제한되었다. 이 프로그램은 나중에 2007년 9월 이전에 영리 유치원에 등록된 아동에게도 확대되었으며, 영리 유치원이 비영리 지위로 전환하는 경우 최대 30,000 홍콩 달러의 보조금을 제공했다.
밀턴 프리드먼은 바우처 시스템의 핵심은 경쟁적인 시장을 제공하는 것이므로 비영리 유치원에만 제한되어서는 안 된다고 주장하며 이 시스템을 비판했다.
2015년 필리핀은 11~12학년 학생들에게 자격을 부여하는 고등학교 바우처 프로그램을 도입했다.
학교 바우처 시행
1980년대 레이건 행정부는 학교 바우처를 추진했으며, 조지 W. 부시 행정부도 아동 낙오 방지법 이전 초기 교육 개혁 제안에서 이를 지지했다. 2016년 12월 현재 14개 주와 워싱턴 D.C.가 학교 바우처 프로그램을 운영하고 있었다. 장학금 세금 공제 및 교육 저축 계좌를 포함하여 27개 주와 컬럼비아 특별구는 사립학교 선택 프로그램을 가지고 있었으며, 대부분 불우한 학생들을 대상으로 했다. 2014년까지 약 25만 명의 학생들이 바우처 또는 세금 공제 장학금 프로그램에 등록했으며, 공립학교 학생은 5,500만 명이었다.
틀:기준년월, 인디애나 선택 장학금 프로그램은 미국에서 가장 큰 학교 바우처 프로그램이다.
바우처 프로그램 지지자로는 뉴저지 상원의원 코리 부커, 전 사우스캐롤라이나 주지사 마크 샌포드, 억만장자이자 미국 자선가인 존 T. 월턴, 전 볼티모어 시장 커트 L. 슈모크, 전 매사추세츠 주지사 밋 롬니 및 존 매케인이 있다.
학교 바우처 시행
학교 바우처는 법적 근거로도 이의가 제기되었다. 젤만 대 시먼스-해리스 (2002) 사건에서 대법원은 5대 4 결정으로 오하이오주의 바우처 계획이 종교 학교에 자녀를 보내기로 선택한 부모에게 돈을 지급했다는 이유만으로 국교금지조항을 위반하지 않는다고 판결했다. 대조적으로 플로리다 대법원은 2006년 플로리다주의 기회 장학금 프로그램을 기각하며, 이는 균일한 공립학교 시스템을 요구하는 헌법 조항을 위반한다고 판결했다. 2013년 루이지애나 대법원은 루이지애나 헌법에 따라 공립학교를 위해 책정된 자금을 루이지애나의 바우처 프로그램 자금으로 사용하는 것이 위헌이라고 판결했다.
바우처 혜택을 받을 수 있는 사람들은 이를 알지 못할 수 있다. 2012년 4월, 루이지애나에서 저소득층 가족의 자녀가 성적이 낮은 학교에 다니는 경우 바우처를 받을 수 있도록 하는 법안이 통과되었다. 이 법안이 통과된 학년 동안 약 38만 명의 자격 있는 학생 중, 단 5천 명만이 바우처를 인지하고 신청하여 수락했다.
바우처 프로그램은 소외된 지역사회에 대한 기관의 차별을 방지하기 위한 필요한 안전장치가 없이 시행될 수 있다. 2016년 현재 미국에는 바우처 프로그램이 소외된 지역사회를 차별하지 않도록 요구하는 주법이 없다.
일부 학교 바우처 시스템은 납세자에 대한 책임이 부족할 수도 있다. 동시에, 바우처를 배포하는 비정부 기부에 대한 세액 공제 시스템은 저소득 학생들에게 실질적인 혜택을 주지 않고 세금을 줄이는 수단으로 사용될 수 있다.
도널드 트럼프 대통령은 학생들이 사립학교에 다닐 수 있도록 지원하는 주정부 지원 프로그램인 바우처 계획에 2억 5천만 달러를 포함하는 2018년 예산을 제안했다.
바우처 프로그램에 참여하는 일부 사립 종교 학교는 진화론 대신 창조론을 가르친다. 미국에서는 300개가 넘는 학교가 창조론을 가르치고 납세자들의 돈을 받고 있는 것으로 문서화되어 있다. 국가가 자금을 지원하는 종교 교육에 대한 엄격한 정의는 젤만 대 시먼스-해리스 (2002)에서 간신히 합헌으로 간주되었다. 적어도 35개 주에서 종교 교육에 대한 공적 자금 지원을 제한하거나 금지하는 다양한 블레인 수정안이 통과되었다. 그러나 에스피노자 대 몬태나 주 국세청 (2020)은 다른 사립학교가 받을 자격이 있는 공적 자금으로부터 모든 종교 학교를 실격시키는 것은 위헌이라고 판결했다.
학교 바우처 추가 자료
Cecilia Elena, Rouse (2012). 《School Vouchers and Student Achievement: Recent Evidence and Remaining Questions》. 《Annual Review of Economics》 4. 17–42쪽. doi:10.1146/annurev.economics.050708.143354.
Stewart, Molly S.; Moon, Jodi S. (October 2016). “Understanding How School Vouchers Are Funded: Summary of Funding for the Louisiana Scholarship Program” (PDF). 평가 및 공공 정책 센터.  - 교육 자원 정보 센터 (ERIC)에서 호스팅
교구 학교
교구 학교(Parochial school)는 사립 초등학교 또는 중등학교로, 종교 단체와 제휴되어 있으며, 과학, 수학 및 언어 예술과 같은 세속 과목 외에 일반 종교 교육을 포함하는 교육과정을 제공한다. 'parochial'이라는 단어는 "사목구"와 같은 어원에서 파생되었으며, 교구 학교는 원래 지역 사목구 교회의 교육 부문이었다. 기독교 교구 학교는 "교회 학교" 또는 "기독교 학교"라고 불린다.
기독교 단체가 운영하는 학교 외에도 유대교, 이슬람교 및 기타 단체와 제휴된 종교 학교도 있지만, 이 용어가 기독교 사목구와 역사적으로 연관되어 있기 때문에 일반적으로 "교구 학교"라고 불리지는 않는다.
교구 학교 영국
영국의 교육에서 해당 구성국의 국교에 속한 사목구 학교는 국고 지원 교육 시스템의 기반을 형성했으며, 많은 학교가 관련 정부가 정한 기준에 따라 본질적으로 세속 교육을 제공하면서 교회와의 관계를 유지하고 있다. 이들은 종종 초등학교이며, 잉글랜드 국교회의 전액 또는 부분적으로 자금 지원을 받는지에 따라 이름 C.E. 학교 또는 이름 C.E. (지원) 학교로 지정될 수 있다(후자가 더 일반적이다).
2002년, 프랭크 돕슨은 (잉글랜드 웨일스) 교육법 개정안을 제안했는데, 이는 포용성을 높이고 사회 분열을 줄이기 위해 신앙 학교에 다른 종교를 가진 또는 종교가 없는 어린이들에게 최소 4분의 1의 자리를 제공하도록 요구함으로써 선발권을 제한하는 내용이었다. 이 제안은 의회에서 부결되었다.
교구 학교 영국
2005년, 데이비드 벨, 교육 표준국장은 "신앙은 맹목적이어선 안 됩니다. 저는 많은 젊은이들이 영국 사회에 대한 더 넓은 책임과 의무를 거의 이해하지 못한 채 신앙 기반 학교에서 교육받는 것을 우려합니다. 이러한 신앙 학교의 성장은 학생들이 자신의 신앙뿐만 아니라 다른 신앙과 영국 사회의 더 넓은 신념을 이해하도록 정부가 신중하고 민감하게 감시해야 합니다."라고 말했다. 그는 특히 이슬람 학교를 비판하며 이를 "국가 정체성에 대한 위협"이라고 불렀다.
2006년 10월, 케네스 스티븐슨 주교는 잉글랜드 국교회를 대표하여 "저는 모든 새로운 잉글랜드 국교회 학교가 기독교 신앙을 실천하는 가정 출신이라는 요구 사항 없이 최소 25%의 자리를 어린이들에게 제공해야 한다는 구체적인 약속을 하고 싶습니다."라고 말했다. 이 약속은 기존 학교가 아닌 신설 학교에만 적용된다.
2007년 9월, 영국 최초의 세속 학교를 설립하려는 시도가 저지되었다. 타인사이드의 몽크시턴 고등학교 교장인 폴 켈리는 매일의 기독교 예배 행위를 없애고 "학교와 국가의 국교와의 관계에 근본적인 변화"를 제안했다.
교구 학교 영국
2007년 11월, 런던 북서부의 크리슈나-아반티 힌두 학교는 채식주의를 입학 조건으로 삼는 영국 최초의 학교가 되었다. 또한, 학생들의 부모는 신앙을 따르는 사람임을 증명하기 위해 금주를 해야 한다.
2007년 11월, 런던 북부의 유대인 자유 학교는 유대인 어머니에게서 태어난 어린이들에게 우선권을 주어 차별을 저지른 것으로 유죄 판결을 받았다.
2008년 1월, 영국 서민원의 어린이, 학교 및 가족 특별 위원회는 정부의 신앙 학교 확장 계획에 대한 우려를 제기했다. 교사 및 강사 협회 사무총장 메리 부스테드는 "많은 신앙 학교 운영 방식에 중요한 변화가 없다면 사회의 분열이 악화될까 우려됩니다. 점점 더 다종교적이고 세속적인 사회에서, 다수의 어린이와 잠재적 직원이 같은 신앙을 가지고 있지 않다는 이유로 차별하는 학교에 우리 세금이 사용되어야 하는 이유를 알기 어렵습니다."라고 말했다.
교구 학교 영국
잉글랜드의 교육에는 학교의 정신을 정하고 입학 경쟁이 있을 때 학생 선발에 영향을 미칠 수 있는 잉글랜드 국교회와 연결된 많은 학교가 포함된다. 이들은 잉글랜드에 있는 6,955개의 기독교 신앙 학교 중 큰 비중을 차지한다. 잉글랜드의 로마 가톨릭교회도 학교를 유지한다. 또한 36개의 유대인, 7개의 무슬림 및 2개의 시크교 신앙 학교가 있다.
신앙 학교는 국공립 학교와 동일한 국가 교육과정을 따른다. 잉글랜드 국교회 학교의 종교 교육은 지역 교구에서 감독하지만, 일반적으로 세속 학교보다 시간표를 훨씬 더 많이 차지하지는 않는다. 국공립 학교는 아니지만, 영국에는 약 700개의 규제되지 않은 마드라사가 있으며 약 10만 명의 무슬림 어린이가 다닌다. 무슬림 영국 의회 지도자인 가야수딘 시디퀴 박사는 2006년 보고서가 광범위한 신체적, 성적 학대를 강조한 후 이들에 대한 정부 조사를 요구했다. 잉글랜드 국교회 및 가톨릭 학교와 같은 자발적 지원 학교는 교사의 종교적 견해, 예배 참석 및 종교 교육 제공 의사에 따라 교사를 차별할 수 있다.