• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
• /
• 한국조명전기설비학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.334-337
• /
• 2007

본 연구는 출력특성의 안정성과 정밀성이 우수한 광전류센서의 개발을 위하여 센싱부의 온도변화에 따른 출력신호를 검토하고, 온도변화에 따른 출력특성이 안정된 센싱부를 적용하여 출력특성을 연구하였다. 기존 광전류센서에서 중요시스템인 센싱부의 광섬유의 온도특성과 Verdet 상수의 온도의존도에 따라 출력신호가 불안정하다. 이러한 광전류센서의 온도변화에 따른 오차를 개선하기 위해 센싱부에 대한 온도특성을 분석하고, 온도변화에 내구성이 뛰어난 소재를 적용함으로써 센싱부의 안정된 출력특성을 가지는 광전류센서를 개발하고자한다.

• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
• /
• 한국조명전기설비학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.342-345
• /
• 2007

본 연구에서는 광섬유형(Fiber Optic Current Sensor) 광전류센서 구성 시 발생하는 선형복굴절(Linear Birefringence)의 보상에 용이한 수직원형틀(Orthogonal Loop Type) 센서헤드(Sensor Heads)를 개선하여 1 Cross 수직원형틀(l Cross Orthogonal Loop Type)을 제시하였다. 그리고 기존의 페루프형 원형틀 (Closed Loop Type), 수직원형틀 그리고 1 Cross 수직원형틀의 편광상태를 비교하였다. 그 결과 편광상태 측정 시 페루프 원형틀을 수직원형틀로 교체할 경우 15.3%, 1 Cross 수직원형틀로 교체할 경우 33.8%의 선형복굴절 감소 효과가 나타났다. 이에 1 Cross 수직원형틀을 광전류센서에 적용할 경우 안정된 편광특성으로 고신뢰성 광전류센서 개발 가능성을 높게 할 것이다.

• 한국전자통신학회논문지
• /
• 제9권8호
• /
• pp.841-846
• /
• 2014

FBG센서는 터널, 교량, 선박과 같은 구조물의 변형을 측정하고 활용된다. 본 논문은 구조물의 상태를 FBG센서를 이용하여 원격모니터링 하기 위한 광전변환시스템의 개발 구현에 관한 것이다. 개발한 광전변환시스템은 원격 모니터링을 위하여 유선과 무선통신 기능으로 각각 CAN과 Zigbee를 포함한다. 광전변환시스템은 광회절격자에 의하여 분광된 FBG센서의 반사광을 선형 이미지센서로 입사하여 파장의 변이를 FPGA를 이용하여 측정한다. FBG센서신호에 대한 처리와 원격모니터링을 위한 데이터 전송을 위하여 DSC(digital signal controller)를 이용한다. 개발한 광전변환시스템이 구조물 변형 측정에 효율적임을 실험을 통하여 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제22권7호
• /
• pp.1607-1612
• /
• 1997

본 논문에서는 Sagnac 광섬유 광전류센서를 구성하여 전류센서의 출력을 항상 최대로 유지하여 안정성을 높일수 있는 새로운 방법을 제안한다. 제안한는 방법은 Sagnac 광전류센서의 감지부에 부착된 광섬유를 비틀림함으로써 원형복굴절에 의한 회전각을 (m+1/2)$\pi$-$2\Psi$ 만큼 야기시켜 선형복굴절의 영향을 없애줄 수 있으며 따라서 광전류센서의 출력을 안정화 시킬 수 있다. AC 전류신호 300Arms에서 실험해본 결과 안정화 방법을 적용하지 않았을때는 광전류센서의 출력변화율은 ${\pm}27{%}$였지만 안정화 방법을 적용했을때는 출력변화율이 ${\pm}2.3{%}$로 10배 이상 안정화 되는 것을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제6권1호
• /
• pp.89-98
• /
• 2002

본 연구에서는 광계측 기술을 이용하여 배전자동화 개폐기 내에서 발생하는 전자 계측장치의 절연문제 및 측정오차의 문제점을 개선하기 위하여 배선자동화개폐기 내장형 광전류 및 광전압센서를 연구하였다. 자기광학 효과(magneto optic effect)인 페러데이효과(Faraday effect)를 이용하여 최적의 광전류 센서를 설계 제작하여 높은 전류까지 선형성을 유지시키고 다른 상의 전류에 대한 유도현상을 최소로 하기 위해 순철 코아를 사용하여 광전류 센서를 일체화시켜 설계 제작하였다. 설계내에서 결정의 굴절률 및 방위각의 변화에 의해 생기는 전기광학효과(electrooptic effect)인 포켈스 효과(pockels effect)를 이용하여 광전압센서를 구성하였으며 배전 자동화용 개폐기의 협소한 내부구조를 고려하여 공간전계방식을 채택하였다. 또한 다심의 광섬유를 개폐기와 외부의 신호처리 단말기와 연결하기 위하여 기밀형 멀티 광커넥터를 설계 자작하여 접속 손실 및 가스 누설 시험을 하였다. 전기적 특성시험에서 광 전류센서에서는 인가 전류에 대한 선형 특성은 20A 에서 700A까지 변동 오차 2.5% 이내의 선형성을 유지하였으며, 광전압센서에 있어서 인가 전압에 대한 선형 특성은 6.6kV에서 19.8kV까지 거의 변동 오차가 1% 이내로 우수한 선형 특성을 나타냈다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제10권1호
• /
• pp.111-116
• /
• 2006

본 연구에서는 비정질 실리콘 박막 트랜지스터를 스위칭소자로 포토센서를 구동 하는 방식의 이미지 센서를 구현하고자 한다. 먼저 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 진공 증착장비로 최적의 비정질실리콘 박막을 형성하고, 이 박막을 이용하여 스위칭소자인 박막트랜지스터와 광전변환소자인 광다이오드를 제조한다. 또한 이들을 결합하여 이미지 센서를 형성하고 그 특성 및 동작을 분석하고 최적의 동작특성을 이끌 수 있는 밀착이미지 센서를 제조한다. 제작한 이미지 센서를 측정한 결과 광전변환소자인 photodiode는 암전류의 경우 $\~10^{-l2}A$정도였으며, 광전류 $\~10^{-9}A$정도로서 Iphoto/Idark ${\ge}10^3$ 이상을 이루어 좋은 광전변환 특성을 갖고 있었다. 또한 a-Si:H TFT의 경우 Ioff ${\le}10^{-l2}A$, Ion ${\le}10^{-6}A$ 으로서 Ion/Ioff ${le}10^6$ 이상을 나타냈으며 Vth는 $2\~4$ volts였고, Id는 수 ${\mu}A$ 정도로 photodiode를 스위치하기에 충분한 전류-전압특성을 나타내고 있다. 이미지 센서 전체 동작 특성을 측정하기 위하여 photodiode의 ITO쪽에 -5volts의 역 bias를 가한 상태에서 TFT의 gate에 $70\;{\mu}sec$의 pulse를 가하여 photodiode에서 생성된 광전류 와 암전류를 측정하였다. 이렇게 하여 측정된 전압은 암상태에서 수십 mvolts이고, 광상태에서는 수백 mvolts로 나타나 우수한 이미지센서 특성을 갖고 있음을 확인하였다.

• 한국광학회지
• /
• 제30권6호
• /
• pp.249-254
• /
• 2019

광섬유가 지니는 패러데이 효과를 이용하여 전류의 세기를 측정하는 광전류 센서 소자를 설계 및 제작하였다. 센서 소자의 동작 안정성을 향상시키기 위하여 편광회전 반사 간섭계와 사분 파장 위상 간섭계 구조를 도입하였다. 이 복잡한 구조를 구성하는 다양한 광소자들은 하나의 폴리머 광집적회로로 구성하여 작은 크기로 제작되었다. 본 구조를 이용하면 외부에서 별도의 바이어스 피드백 제어가 필요 없는 상태에서 전류를 측정하는 센싱 동작을 수행할 수 있다. 또한 온도변화나 외부진동으로 인한 광센서 특성 변화를 제거하여 안정적인 특성을 유지하는 광전류센서를 구현할 수 있다. 그러나 패러데이 효과를 결정짓는 베르데상수는 온도에 따라 미소한 값의 변화를 가지고 있다. 본 연구에서는 이 변화로 인한 광전류센서의 온도의존성을 극복하기 위한 연구를 수행하였다. 편광회전 반사 간섭계의 부품인 광섬유 사분 파장판의 길이를 최적값으로부터 벗어나는 상태로 맞추어 줌으로써 베르데 상수의 온도의존성에 의해 나타나는 광전류센서의 스케일 팩터 변화를 보상해줄 수 있었다. 온도변화를 보상한 광전류센서는 주변 온도를 상온에서 85℃로 올리는 동안, 센서 측정 신호의 온도 의존성이 0.2% 이내로 유지되는 것을 확인했다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국해양정보통신학회 2000년도 춘계종합학술대회
• /
• pp.493-496
• /
• 2000

본 논문에서는 전계의 변화에 의한 굴절율의 변화에 따라 편광 상태가 달라지는 포켈스 소자인 BSO(Bi$_{12}$SiO$_{20}$)에 균등한 전계를 가하기 위해서 보조 전극을 이용한 공간분압방식을 채용하여 절연 신뢰도가 향상된 광전압 센서 모듈을 설계 제작하였다. 또한 항온 조를 이용하여 온도 변화에 따른 광전압센서의 출력특성을 측정하였으며, 광전압센서를 배전자동화 개폐기에 설치하여 60Hz의 교류전압을 6.6kV에서 17.8kV 까지 인가하여 측정한 결과 오차특성이 우수한 결과를 얻을 수 있다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제14권3호
• /
• pp.217-225
• /
• 2003

본 논문에서는 전파암실(8.5 m x 7 m x 7 m)에서 광전계센서를 이용한 Loop Antenna의 근접전계 분포특성을 파악하기 위해 시간 및 주파수 영역에 대하여 측정한 후 시뮬레이션 결과와 비교 분석하였다. 시뮬레이션은 MoM와 FDTD을 이용하여 각각 주파수 및 시간영역에 대하여 시뮬레이션 하였다. 그 결과 측정 과 시뮬레이션이 상당히 일치하였으며, 측정에 이용한 광전계 센서의 유효성을 확인하였다. 또한, 주파수 영역에 있어서 Loop Antenna의 수직 엘리멘트 근접에 광전계 센서를 각각 수직 과 수평편파로 한 경우 약 15 ㏈ 정도의 차이를 보였고 Loop Antenna의 수평 엘리멘트 보다 높은 곳에서는 신호레 벨의 별다른 차이가 없었다. 그리고, 시간영역에 있어서는 Loop Antenna의 수평 엘리멘트 보다 높은 곳에서 광전계센서를 수직편파로 한 경우의 수신펄스 모양은 부(-)의 방향으로 됨을 알 수 있었다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
• /
• 한국지구물리탐사학회 2005년도 공동학술대회 논문집
• /
• pp.215-220
• /
• 2005

지뢰탐지에 효과적으로 적용하기 위해 광전계 센서를 이용한 GPR 시스템을 개발하였다. 측정되는 전기장의 왜곡을 최소화 하는 광전계 센서는 크기와 무게가 매우 적어 측정 장치로 운용하기가 용이하므로 지뢰탐지와 같이 세밀한 주의가 요구되는 곳에 적합하다. 송수신 장치 역할을 하는 벡터 네트웍 분석기와 광신호 발생기와 광검파기를 탑재한 광변조기, double ridge horn 송신 안테나와 광전계 센서로 구성된 stepped frequency radar 시스템이 개발되었으며, 이 시스템의 매우 긴 측정시간의 단점을 극복하기 위해 동일한 수준의 S/N 비를 가지는, 임펄스 발생기와 오실로스코프로 구성된 impulse radar 시스템이 또한 개발되었다. 비교 결과 자료 수준은 거의 동일하나 측정시간은 스텝 측정의 경우 8배 이상 빨라진 것을 알 수 있었으며, 동일한 자료를 연속 측정으로 획득한 결과 100 배 이상 빨라 질 수 있음을 확인하였다. 또한 이 임펄스 레이다 시스템을 PMN2 지뢰모형에 대해 현장과 비슷한 환경에서의 실험실 실험에 적용하여 지뢰모형의 영상을 획득하였다.