표제지
목차
ABSTRACT 9
제1장 서론 11
제2장 피부조직의 광학계수 및 해부학적 구조 13
제1절 피부조직의 광학계수 13
1. 굴절률 13
2. 흡수계수 13
3. 산란계수 14
4. 비등방성계수 14
5. 환원산란계수 15
6. 이송계수 16
제2절 피부조직의 해부학적 구조 24
1. 피부조직의 구조 24
2. 표피층의 두께 24
제3장 레이저의 피부 흡수 및 열 분포 시뮬레이션 25
제1절 레이저 피부 흡수 분포 시뮬레이션 25
1. 시뮬레이션 환경 25
2. 시뮬레이션에 사용된 피부 조직의 광학계수 25
3. 시뮬레이션 결과 및 분석 26
제2절 온도 분포 시뮬레이션 43
1. 열 확산 방정식 및 시뮬레이션 환경 43
2. 온도 분포 변화와 시뮬레이션 결과 44
3. MPE 조건과 최대 온도 상승치 비교 45
4. 보정률 CA[이미지참조] 46
제4장 레이저 피부 흡수에 의한 기계적 효과 64
제1절 레이저에 의해 발생하는 기계적 효과의 종류 64
제2절 열탄성 파동 방정식과 1차원 해 66
제3절 논의 69
제5장 촉감 자극 생성을 위한 레이저 시스템 73
제1절 532 nm/1064 nm 레이저 73
제2절 809 nm 레이저 77
제3절 905 nm 레이저 80
제6장 결론 83
부록 85
부록 A. 레이저 안전 표준 85
부록 B. 레이저 실험을 위한 안전장치 88
참고문헌 91
이력서 98
표 3.1. 피부조직의 광학계수에 대한 최근 연구결과 28
표 3.2. 시뮬레이션에 사용된 굴절률 및 비등방계수 29
표 3.3. ANSYS CFD® 피부 모델링에 적용한 표피와 진피층의 비열, 열전도도, 질량밀도[이미지참조] 47
표 3.4. Long Pulse(펄스 폭 : 100 ms) 조건에 사용된 LPE 파라미터 48
표 3.5. Short Pulse(펄스 폭 : 5 ns) 조건에 사용된 LPE 파라미터 49
표 3.6. Long Pulse 조건 시뮬레이션의 최대 온도 상승치 결과 50
표 3.7. Short Pulse 조건 시뮬레이션의 최대 온도 상승치 결과 51
표 3.8. Long Pulse 조건에 대해 LPE를 MPE 값으로 고정하고 시뮬레이션을... 52
표 3.9. Short Pulse 조건에 대해 LPE를 MPE 값으로 고정하고 시뮬레이션을... 53
표 4.1. 일반적인 인체 연조직 (soft tissue)의 특성 상수값 71
표 5.1. Brilliant b의 출력 특성 74
표 5.2. PearlTM TKS-B의 주요 특성[이미지참조] 78
표 5.3. FLD-905-375P의 광학적, 전기적 특성 81
표 A.1. 자외선 ~ 원적외선 영역에서의 피부에 대한 MPE 85
표 A.2. 파장대역에 따라 적용되는 보정물 CA[이미지참조] 86
표 A.3. 레이저 안전 표준에서 위험 평가을 위해 사용하는 제한 개구 직경 87
표 B.1. 레이저 실험 시 필요한 안전장치 목록 88
표 B.2. 레이저 안전장치 사진 89
그림 2.1. 흡수계수가 (a) μa＝1mm-1, (b) μa＝2mm-1인 경우 흡수된 광속에...[이미지참조] 17
그림 2.2. 매질 내 위치에 따른 광 흡수 파워 18
그림 2.3. μ8＝10mm-1(MFP＝0.1mm)인 경우에 대한 매질 내에서의 조도분포...[이미지참조] 19
그림 2.4. 광의 산란과 편향각 Θ의 정의 20
그림 2.5. 극좌표계로 나타낸 산란분포함수 (a) g＝0.2, (b) g＝0.8 21
그림 2.6. 로그 스케일로 나타낸 산란분포함수 (g＝0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8) 22
그림 2.7. μ8＝10mm-1, g＝0.8인 경우에 대해 시뮬레이션한 매질 내 조도분포[이미지참조] 23
그림 3.1. TracePro의 시뮬레이션 레이아웃 30
그림 3.2. (a) 표피, (b) 진피에 대한 파장별 흡수계수 및 환원산란계수 31
그림 3.3. 파장에 따른 레이저 흡수 분포 시뮬레이션 결과 32
그림 3.4. 피부 조직 깊이 방향으로의 상대 흡수 파워 분포 37
그림 3.5. 레이저 파장에 따른 침투 깊이의 변화 38
그림 3.6. (a) 레이저 파장에 따른 침투 깊이의 변화(로그 스케일) (b) 레이저... 39
그림 3.7. (a) 표피에서의 파장에 따른 흡수파워밀도 (b) 진피에서의 파장에 따른 흡수파워밀도 40
그림 3.8. (a) 표피에서의 파장에 따른 흡수파워밀도(로그 스케일), (b) 표피의... 41
그림 3.9. (a) 진피에서의 파장에 따른 흡수파워밀도(로그 스케일), (b) 진피의... 42
그림 3.10. ANSYS CFD®의 시뮬레이션 레이아웃(깊이 3mm x 폭 6mm)[이미지참조] 54
그림 3.11. Long Pulse 조건에서 파장 905 nm, LPE 0.15 J인 경우에 대해... 55
그림 3.12. Long Pulse 조건에서 파장 905 nm, LPE 0.15 J인 경우 (a) 레이저 빔... 56
그림 3.13. Short Pulse 조건에서 파장 532 nm, LPE 1.9 mJ인 경우에 대해... 57
그림 3.14. Short Pulse 조건에서 파장 532 nm, LPE 0.19 mJ인 경우 (a) 레이저 빔... 58
그림 3.15. Long Pulse 조건 시뮬레이션의 LPE 변화에 따른 파장별 온도 상승... 59
그림 3.16. Short Pulse 조건 시뮬레이션의 LPE 변화에 따른 파장별 온도 상승... 60
그림 3.17. Long Pulse 조건에서의 MPE △LPE(최대 온도 상승치가 15℃ ~... 61
그림 3.18. Short Pulse 조건에서의 MPE와 △LPE(최대 온도 상승치가 0.5℃ ~... 62
그림 3.19. 식 (3.4)의 우변에 대한 측정 데이터와 보정률 CA와 CC를 사용하여...[이미지참조] 63
그림 4.1. 자유 경계 조건에 대한 1차원 열탄성 파동 방정식의 해 72
그림 5.1. (a) Brilliant b의 외관 사진과 (b) 532 nm 파장 출력 빔의 모습 75
그림 5.2. Brilliant b의 시간적 출력을 측정한 결과(파장: 532nm) 76
그림 5.3. PearlTM TKS-B의 외관 사진[이미지참조] 79
그림 5.4. (a) LD 구동 시스템의 제어부, (b) LD 출력부 82
그림 A.1. 파장 별 보정률 CA를 나타낸 그래프[이미지참조] 86