• 제목/요약/키워드: 광섬유격자

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전력설비 보호를 위한 분배형 광섬유 온도센서 (Distributed Fiber-Optic Temperature Sensor Network for Protection of Electric Power Systems)

  • 박형준;이준호;송민호
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제20권5호
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    • pp.64-71
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    • 2006
  • 전력설비의 비정상적인 온도변화를 감시할 목적으로 10개의 광섬유격자를 이용하여 $1[^{\circ}C]$ 이내의 온도분해능을 가지는 준분배형 광섬유 온도센서를 제작하였다. 파장가변 FP 필터를 스캔하여 얻어지는 PD 출력파형의 피크위치를 검색하여 광섬유격자 센서의 출력변화를 읽어내었고, 가우시안 line-fitting 알고리즘으로 광섬유격자의 반사스펙트럼 왜곡에 의한 영향을 보상하고 정밀도를 향상시켰다. 제작한 센서시스템과 기준 온도계로 사용한 thermocouple 간의 측정값 오차는 1[%] 이내이며, 선형화 오차는 약 0.37[%]으로 측정되었다.

기술논문 : 광섬유 브래그 격자 센서를 이용한 필라멘트 와인딩된 복합재료 탱크의 변형률 모니터링 (Technical Papers : Strain Monitoring of Filament Wound Composite Tank Using Fiber Bragg Grating Sensors)

  • 강현규;박재성;강동훈;김철웅;윤혁진;조인현;홍창선;김천곤
    • 한국항공우주학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.130-138
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    • 2002
  • 수압실험 동안 광섬유 브래그 격자(FBG) 센서를 이용하여 필라멘트 와인딩된 복합재료 탱크의 변형률을 모니터링하였다. 20개의 FBG 센서와 20개의 스트레인 게이지를 복합재료 탱크의 돔과 실린더 부분에 부착하였다. 광섬유 센서를 위한 고출력 광원으로는 파장 이동 광섬유 레이저(WSFL)을 이용하였다. 실험결과로부터, 많은 수의 센서를 필요로 하는 대형 구조물의 건전성 모니터링에 FBG 센서 시스템이 유용함을 확인할 수 있었다.

편광 유지 광섬유 루프 미러를 이용한 다중화된 광섬유 격자 센서 시스템 (Multiplexed fiber Bragg grating sensor system using a polarization maintaining fiber loop mirror)

  • 정승환;유봉안;김정호;이용욱;이병호
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2001년도 제12회 정기총회 및 01년도 동계학술발표회
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    • pp.186-187
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    • 2001
  • 광섬유 브래그 격자를 이용한 고정밀도 센서 시스템은 불균형(unbalanced) 마하 젠더 간섭계를 이용한 interrogation 기법을 많이 사용하고 있다. 그러나 간섭성을 이용한 interrogation 기법은 작은 온도 변화, 진동과 같은 외부 환경 변화에 매우 민감하다 이 논문은 불균형 마하 젠더 간섭계 대신 편광 유지 광섬유 (polarization maintaining fiber , PMF) 루프 미러(loop mirror)를 이용한 interrogation 시스템을 구현하였다. (중략)

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광섬유 브래그 격자와 금속 박막이 단면에 증착된 광섬유로 구성된 광 실시간 지연선로 (Optical True Time-Delay Composed of Fiber Brags Gratings and Metal Film-Coated Fibers)

  • 배덕희;신종덕;김부균
    • 한국통신학회논문지
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    • 제28권7A호
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    • pp.433-439
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    • 2003
  • 본 논문에서는 광섬유 브래그 격자와 Cr/Au 박막이 단면에 증착된 광섬유를 이용하여 위상 배열 안테나를 광학적으로 구동할 수 있는 새로운 구조의 광 실시간 지연 선로를 제안하였다. 이 구조는 각 안테나 소자에 연결된 광 지연선로에서 금속 박막이 광섬유 브래그 격자 한 개를 대체하기 때문에 광섬유 브래그 격자들로만 구성된 종래의 실시간 지연선로 구조들에 비해 적은 수의 광섬유 브래그 격자를 사용하며, 금속 박막의 반사율이 광범위한 파장대역에서 일정하므로 금속 박막으로부터 반사되는 파장을 선택하기 용이한 장점을 갖고 있다. 0$^{\circ}$$\pm$30$^{\circ}$로 빔 주사가 가능한 10 GHz 선형 위상 배열 안테나를 위한 실시간 지연선로를 구현하였으며, 모든 빔 주사각에서 시간 지연 측정 결과는 계산치와 일치하였다. 또한, 제안된 실시간 지연선로로 구동되는 8개의 안테나 소자로 구성된 10 GHz 선형 배열 안테나를 설계하였으며, 이 안테나의 원거리 방사패턴을 시뮬레이션을 통해 구하였다.

부분탈피 고정방식 프리스트레인 가변형 광섬유격자센서를 이용한 지하철 구조물 변위 모니터링시스템 (Monitoring System For The Subway Structures Using Prestrained FBG Sensors Fixed With Partially Stripped Fibers)

  • 김기수
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제21권6호
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    • pp.607-613
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    • 2008
  • 광섬유의 클래딩 부분을 별도의 고정구에 직접 부착하는 방식으로 고정하여, 변형발생 시 광케이블을 구성하는 재료들 사이에서 발생하는 미끄러짐(Slip)현상을 방지하고, 외력에 의해 발생하는 변형을 정확하게 측정이 가능하도록 함과 기존 광섬유격자센서가 자체적으로 압축변형의 측정이 곤란한 점을 개선하기 위해 미리 긴장(Pre-Strain)상태를 유지하기 위하여 두 개의 접점사이를 볼트와 너트로 조절하여 프리스트레인 가변이 가능하도록 하여 인장/압축변형 측정을 가능하게 한 광섬유격자센서 패키지를 사용하는 지하구조물 변위 모니터링시스템이 본 연구에 의해 개발되었다. 이러한 광섬유격자센서 패키지는 콘크리트 라이닝구조물에 콘크리트의 불균일성을 극복하고 대표성을 가지기 위해 1미터 게이지 길이를 갖도록 하여 모니터링시스템에 적용되었으며, 대구 지하철 지하구조물에 현재 운영 중인 이 시스템은 한국전력 공동구 설치공사가 진행되면서 구조물에 미치는 영향을 판단하기 위한 모니터링시스템으로 적용되었다.

풍력발전기 복합재 블레이드의 접착 분리 모니터링을 위한 패키징 광섬유 브래그 격자 센서 탐촉자의 사용성 검토 (Feasibility Study on Packaged FBG Sensors for Debonding Monitoring of Composite Wind Turbine Blade)

  • 권일범;최기선;김근진;김동진;허용학;윤동진
    • 비파괴검사학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.382-390
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    • 2011
  • 최근 대형화되는 복합재 풍력 블레이드의 운전 중 발생되는 손상을 조기에 모니터링하기 위하여 블레이드 내부에 일제형으로 설치가 가능한 스마트 센서들이 연구되고 있다. 본 연구에서는 광섬유 브래그 격자(FBG: Fiber Bragg grating) 센서를 복합재 모형 블레이드 후연부 시편에 부착하여 균열 또는 접착층 분리를 감지하는 실험을 수행하여 패키징된 광섬유 브래그 격자 센서 탐촉자의 풍력 블레이드에 적용 가능성을 검토하였다. 블레이드 시편에 인가된 연장 하중이 1100 N부터 1260 N 사이에서 노출된 광섬유 브래그 격자 센서의 파장 이동 방향이 급격히 반전되는 결과로부터 전단 웹의 균열과 접착 분리 파손을 확인할 수 있었다. 블레이드에 사용하기 위한 노출된 광섬유 브래그 격자 센서는 깨지가 쉽기 때문에 이 단점을 보완하기 위하여 에폭시로 패키징된 광섬유 브래그 격자 센서 탐촉자를 제작하였다. 블레이드 시편의 스킨 위에 제작된 탐촉자를 설치한 후 인장 시험을 수행한 결과 변형률에 대한 감지도는 약 1.3 ${\mu}{\varepsilon}$/pm으로 노출된 광섬유 브래그 격자 센서의 감지도와 거의 동일한 것으로 확인되었다. 한편 온도 감지도는 $80^{\circ}C$ 까지의 가열 테스트를 통하여 약 48 pm/$^{\circ}C$의 온도 감지도를 보였다.

파장 가변 어븀 첨가 광섬유 DFB 레이저 (Tunable Er$^{3+}$ dopsd Fier DFB Laser)

  • 윤홍;조규만;이상배;김상혁;최상삼
    • 한국광학회지
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    • 제11권6호
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    • pp.429-433
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    • 2000
  • 본 논문에서는 광섬유 브래그 격자를 공진기로 사용하는 파장 가변 광섬유 DFB레이저를 구현하였다 사용된 광섬유 브래그 격자는 3cm의 $Er^{3+}$ 첨가 광섬유에 새겨졌고 브래그 공명파장은 1559.4nm이다 단일모드 동작과 낮은 문턱 펌프를 위해 UV재조사 방법을 통하여 $\lambda/4$ 위상천이를 주었다. 제작된 레이저는 $230\muW$ 파워의 단일 모드 발진을 하며 35kHz의 선폭을 갖는다. 또한 광섬유 격자를 PZT로 조절하는 광섬유 인장기로 인장하여 레이저의 발진파장을 3nm까지 가변할 수 있었다.

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광섬유격자 제작을 위한 수소 처리 방법 연구 (The Hydrogen Loading Method for FBG Fabrication)

  • 송정환;이경식
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제37권7호
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    • pp.29-35
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    • 2000
  • 다양한 수소처리 조건에 의하여 수소 처리된 광섬유에 광섬유 격자를 제작하여, 광섬유 코어 내에 포화된 수소분자 농도와 광섬유 격자의 굴절률 변화폭(photoinduced index modulation)과의 관계를 분석하여 보았다. 실험으로 측정된 광섬유 결자의 굴절률 변화폭은 코어 내에 수소분자 농도가 100ppm 증가함에 따라서 ${\sim}2{\times}10^{-5}$만큼 증가하였다. 그리고 광감도현상에 관여하는 전체결함, 즉 GeE' 센터와 GeH결함은 포화된 수소농도 100ppm 당 대략 $3.8{\times}10^{17}/cm^3$ 만큼 많아지는 것으로 추정된다.

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광섬유 브래그 격자(Fiber Bragg grating) 제작과 제작 조건에 따른 특성 향상 (Fabrication optimization of Fiber Bragg gratings)

  • 최보훈
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제14권7호
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    • pp.1680-1686
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    • 2010
  • 가우스 광분포를 가지는 248nm 파장의 KrF 엑시머 레이저 빔과 1.072um 주기를 가지는 위상마스크를 이용하여 최저 투과율 파장이 1549.9nm 인 광섬유 브래그 격자(Fiber Bragg Grating)를 제작하였다. 레이저 빔과 마스크 그리고 광섬유의 최적 정렬 과정을 조사하기 위해 평행 정렬 오차와 각 정렬 오차가 조사되었고 또한 엑시머 레이저의 투과 에너지와 발진 주파수의 변화에 따른 영향도 조사되었다. 실험 결과 얻어진 최적 정렬 조건 하에서 제작된 광섬유 격자의 광 투과 스펙트럼 형성 과정을 측정하여 특성이 분석되었고 이 같이 사용된 제작 조건의 안정성을 확인하기 위해 재현성 실험이 수행되었다.

테이퍼 구조를 갖는 광섬유 브래그 격자를 이용한 전압에 의하여 제어 가능한 광학적 실시간 지연 소자 (Voltage-Controlled Photonic RF True-Time Delay Using a Tapered Chirped Fiber Bragg Grating)

  • 채호동;이상신
    • 한국광학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.133-137
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    • 2005
  • 본 논문에서는 테이퍼된 구조를 갖는 광섬유 브래그 격자를 이용한 광학적 RF 실시간 지연 소자를 제안하고 구현하였다. 광섬유격자 표면에는 금속 박막의 히팅용 전극이 코팅되어 있다. 전극에 인가되는 전압에 의해 유발되는 열광학 효과를 통하여 광섬유 격자로부터 반사되는 광신호의 반사 위치를 변화시킴으로써 광신호에 변조용 신호로 실려서 전달되는 RF 신호의 시간 지연을 조절할 수 있다. 따라서 이 제안된 소자는 기존의 소자들과는 달리 기계적 변형이나 움직임 없이 전압에 의하여 연속적으로 정밀하게 시간지연 값을 제어할 수 있는 특징을 갖는다. 측정된 최대 시간 지연은 소비 전력이 $250{\cal}mW$일 때 약 120 ps였다.