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하이브리드 마이크로/나노 PIV 시스템을 이용한 미세유체소자의 3차원 유동 측정 방법에 있어서,(a)디포커싱 PIV 장치 및 전반사형광현미경을 캘리브레이션하는 단계와;(b)상기 디포커싱 PIV 장치로 마이크로 스케일로 미세유체소자의 3차원 유동을 측정하고, 상기 전반사형광현미경으로 나노 스케일로 미세유체소자의 3차원 유동을 측정하는 단계를; 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 마이크로/나노 PIV 시스템을 이용한 미세유체소자 내의 3차원 유동 측정 방법
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제 1항에 있어서, 상기 (a)단계에서 디포커싱 PIV 장치의 캘리브레이션은,(a1)3개의 핀홀을 가진 어퍼처가 부착된 제1대물렌즈(12), 동일한 크기의 구멍이 XY평면상에 사방으로 같은 간격으로 배치된 타겟(16), 할로겐광원(15)을 일렬로 배치하여, 상기 할로겐광원(15)의 빛이 상기 타겟(16)을 통과하여 상기 제1대물렌즈(12)를 통해 관측되도록 하되, 상기 타겟(16)을 상기 제1대물렌즈(12)의 광축을 따라 앞뒤로 조절하면서 제1PC(50)로 광축 방향(Z축 방향)의 깊이에 따른 타겟(16)의 디포커싱 이미지를 획득하는 단계;(a2)상기 제1PC(50)가 상기 획득한 각 디포커싱 이미지에서 정삼각형을 이루는 3개의 점을 추적하여 상기 3개의 점을 지나는 원의 직경(D)과 타겟(16)의 Z축 방향 위치()관계를 정의하는 제1캘리브레이션 함수를 도출하는 단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 마이크로/나노 PIV 시스템을 이용한 마이크로 및 나노스케일의 3차원 유동 측정 방법
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제 1항에 있어서,상기 (a)단계에서 전반사형광현미경의 캘리브레이션은,(a3)제2레이저(21)에서 조사된 광이 광섬유를 지나 집광렌즈(26)를 통해 집광되어 정렬유닛(24)과 제2대물렌즈(22)를 상기 제2대물렌즈(22)의 광축과 평행한 경로로 통과하여, 상기 제2대물렌즈(22)의 관측지점에 설치된 삼각프리즘(25)을 통해 관측하여, 제2PC(60)가 상기 정렬유닛(24)의 마이크로미터를 조절함으로써 상기 집광된 제2레이저(21)의 입사광과 상기 제2대물렌즈(22)의 광축의 수직 거리()를 입력받아 에 따른 삼각프리즘(25)으로부터 굴절되어 나오는 광각()의 관계식을 도출하는 단계;(a4)상기 제2PC(60)가 상기 (a3)단계에서 도출한 와 의 관계식 및 입사각인 과 의 관계식을 이용하여, 와 의 관계식 도출하는 단계;(a5)상기 제2PC(60)가 상기 (a4)단계에서 도출한 와 의 관계식 및 침투깊이인 과 의 관계식을 이용하여, 와 의 관계식을 도출하는 단계;(a6)상기 제2PC(60)가 상기 (a5)단계에서 도출한 와 의 관계식 및 상기 미세소자 내의 입자의 Z축 방향 위치()에 따른 밝기인 와 의 관계식을 이용하여, 와 의 관계식인 제2캘리브레이션 함수를 도출하는 단계;로 구성되되,상기 과 의 관계식은,이며,상기 과 의 관계은,이며,상기 와 의 관계식은,인 것을 특징으로 하는 하이브리드 마이크로/나노 PIV 시스템을 이용한 마이크로 및 나노스케일의 3차원 유동 측정 방법
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제 2항에 있어서,상기 (b)단계에서 상기 디포커싱 PIV 장치의 나노 스케일의 3차원 유동 측정은,(b1)마이크로채널(30)에 제1레이저(11)를 조사하여 상기 제1대물렌즈(12)를 통과한 상기 미세유체소자의 입자이미지를 제1고속카메라(13)로 획득하여 상기 제1PC(50)로 저장하는 단계;(b2)상기 제1PC(50)가 상기 획득한 입자이미지에서 동일한 입자의 이미지인 정삼각형을 이루는 3개의 점을 각 입자마다 추적하여, 상기 정삼각형의 중심 위치로 각 입자들의 XY평면 위치를 추적하는 단계;(b3)상기 제1PC(50)가 상기 각 입자에 해당하는 정삼각형을 지나는 원의 직경(D)을 이용하여 제1캘리브레이션 함수로 Z축 방향 위치()를 계산하는 단계;(b4)상기 제1PC(50)가 시간에 따른 입자의 X,Y,Z축 방향 위치변화로 속도 벡터를 구하는 단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 마이크로/나노 PIV 시스템을 이용한 마이크로 및 나노스케일의 3차원 유동 측정 방법
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제 3항에 있어서,상기 (b)단계에서 상기 전반사형광현미경의 나노 스케일의 3차원 유동 측정은,(b5)상기 마이크로미터를 조절하여 제2레이저(21)가 마이크로채널(30)의 커버글래스(32)와 immersion oil의 경계에서 전반사되도록 조절되었을 때, 제2대물렌즈(22)를 통과한 상기 미세유체소자의 입자이미지를 제2고속카메라(23)로 획득하여 상기 제2PC(60)로 저장하는 단계;(b6)상기 제2PC(60)가 상기 획득한 입자이미지에서 XY평면의 불균일한 광량을 보정하고 각 입자의 XY평면 위치를 추적하는 단계; (b7)상기 제2PC(60)가 상기 획득한 입자이미지에서 측정한 각 입자의 광량() 및 Z축 방향 위치가 커버글래스(32)의 벽면일 때의 상기 입자의 광량()을 이용하여 제2캘리브레이션 함수로 Z축 방향 위치()를 계산하는 단계;(b8)상기 제2PC(60)가 시간에 따른 입자의 X,Y,Z축 방향 위치변화로 속도 벡터를 구하는 단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 마이크로/나노 PIV 시스템을 이용한 마이크로 및 나노스케일의 3차원 유동 측정 방법
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