• 비파괴검사학회지
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• 제21권2호
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• pp.147-151
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• 2001

광섬유 센서는 구조물에 대한 비파괴적인 측정이 가능하고, 전자파에 의한 간섭이 발생하지 않으므로, 전자파 장애의 영향을 무시할 수 있는 장점이 있다. 또한 구조물 건조시 콘크리트 같은 대상체에 광섬유를 내장시킬 경우에는 검사시 대상체를 파괴시키지 않고서도 대상체의 손상여부와 역학적 거동을 측적 및 해석할 수 있는 비파괴 검사기술이다. 특히 광섬유 브래그 격자 센서는 그러한 대상체에 대한 비파괴 검사를 수행하는데 가장 적합한 센서이다. 광섬유 브래그 격자는 특정파장의 빛을 반사 또는 제거시키는 특성을 지니고 있으며, 스트레인 같은 물리량이 광섬유 브래그 격자에 가해지면, 반사되는 빛의 중심파장이 이동하여 이를 통해 물리량을 측정할 수 있다. 정 동적 스트레인을 측정할 수 있는 광섬유 브래그 격자 센서는 건축물이나 토목구조물 등의 안전 진단(health monitoring)을 위해 사용되고 있으며, 최근에는 도로나 교량과 같은 토목 구조물로의 응용에 있어서 필수적인 동적 스트레인의 측정에 대해 그 관심이 집중퇴고 있다. 본 연구에서는 패브리-페로(Fabry-Perot) 필터를 이용하여 다중점에서 동적 스트레인을 측정할 수 있는 센서 시스템을 제작하였으며, 제작된 센서 시스템을 모의 구조물(외팔보)에 적응하여 모의 구조물에 가해지는 정적, 동적 스트레인을 측정하였다. 측정 결과는 기존의 전기적 센서와 유사하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.350-356
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• 2012

가우스 광분포를 가지는 KrF 엑시머 레이저 빔과 위상마스크를 이용하여 광섬유 브래그 격자를 제작하고 제작된 격자의 장력에 대한 특성 변화가 측정되었다. 3 nm 범위 내에서 브래그 파장은 1.24 nm/10kpsi 로 선형적으로 변화하였다. 외부 장력 인가 장치와 광섬유 제작 장치를 결합하여 하나의 위상 마스크로 4 개의 중심 파장이 다른 광섬유 격자를 제작한 뒤 이들을 이용하여 기존의 단일 광섬유 브래그 격자로 얻을 수 있는 파장 선폭보다 2배 증가된 1.5 nm 인 3 dB 대역폭을 갖는 광섬유 브래그 격자를 얻었다.

• Current Optics and Photonics
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• 제6권6호
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• pp.634-641
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• 2022

A frequency stable and tunable optoelectronic oscillator (OEO) incorporating an optical phase shifter and a phase-shifted fiber Bragg grating (PS-FBG) is designed and analyzed. The frequency tunability of the OEO can be realized by using a tunable microwave photonic bandpass filter consisting of a PS-FBG, a phase modulator. The optical phase compensation loop is used to compensate for the phase variations of the RF signal from the OEO by adjusting an optical phase shifter. Simulation results demonstrate that the output RF signals of the OEO can be tuned in a frequency range of 118 MHz to 24.092 GHz. When the ambient temperature fluctuates within ±3.9 ℃, the frequency drifts of the output RF signals are less than 68 Hz, the side-mode suppression ratios are more than 69.39 dB, and the phase noise is less than -92.49 dBc/Hz at a 10 kHz offset frequency.

• 대한기계학회논문집A
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• 제32권1호
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• pp.77-82
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• 2008

Strain-gauges have been dominantly used to measure strain at various points on a rotor, however, either a slip ring or telemetry has to be used to send sensor signals to data acquisition instruments at stationary side. Both slip ring and telemetry have numerous inherent problems which force severe limitations in real applications. This paper introduces a new rotor condition monitoring system using FBG(Fiber Bragg Grating) sensors and a rotary optical coupler. A single optical fiber with many FBG sensors is installed on the rotor and an optical dynamic interrogator is installed at stationary side. The sensor signal connection between rotating part and stationary part is made by the rotary optical coupling method which makes use of light's unique characteristic-light travels through space. Broad band light source from the interrogator travels to the optical fiber on the rotor and reflected FBG sensor signals travel back to the optical fiber on stationary side and are connected to the interrogator. Rotary optical coupler's insertion loss change due to rotation is compensated by using a reference sensor installed at the center of the rotor. The proposed system's performance has been successfully demonstrated by accurately measuring strains at 5 points on a blade rotating at high speed.

• Smart Structures and Systems
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• 제12권1호
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• pp.23-39
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• 2013

In this article, a smart multifunctional optical system-on-a-chip (SOC) sensor platform is presented and its application for fiber Bragg grating (FBG) sensor interrogation in optical sensor networks is investigated. The smart SOC sensor platform consists of a superluminescent diode as a broadband source, a tunable microelectromechanical system (MEMS) based Fabry-P$\acute{e}$rot filter, photodetectors, and an integrated microcontroller for data acquisition, processing, and communication. Integrated with a wireless sensor network (WSN) module in a compact package, a smart optical sensor node is developed. The smart multifunctional sensor platform has the capability of interrogating different types of optical fiber sensors, including Fabry-P$\acute{e}$rot sensors and Bragg grating sensors. As a case study, the smart optical sensor platform is demonstrated to interrogate multiplexed FBG strain sensors. A time domain signal processing method is used to obtain the Bragg wavelength shift of two FBG strain sensors through sweeping the MEMS tunable Fabry-P$\acute{e}$rot filter. A tuning range of 46 nm and a tuning speed of 10 Hz are achieved. The smart optical sensor platform will open doors to many applications that require high performance optical WSNs.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권7호
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• pp.23-29
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• 2010

할로우 코어 포토닉 밴드갭 광섬유(hollow core photonic bandgap fiber, HC-PBGF)와 광섬유 브래그 격자(fiber Bragg grating, FBG)를 이용하여 새로운 형태의 가스 검출 방식을 제안하였다. 제안하는 가스 측정 방식에서는 할로우 코어 포토닉밴드갭 광섬유에 채워진 가스의 흡수 스펙트럼을 우선 측정하고, 광섬유 브래그 격자를 파장 변조함으로써 얻어진 신호로부터 가스 농도에 대한 정보를 얻을 수 있다. 가스 측정 실험에서는 2m의 할로우 코어 포토닉 밴드갭 광섬유와 중심 파장이 1539.02nm인 광섬유 브래그 격자를 사용하였으며, 광섬유 브래그 격자의 반사파장을 1539.3nm에서 1539.6nm까지 2Hz의 주기로 가변하였다. 제안하는 가스센서는 2.5%, 5%의 아세틸렌가스를 선별적으로 잘 검출할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제9권3호
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• pp.123-128
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• 2005

An electrically controllable fiber Bragg grating inscribed in a hydrogen-loaded standard single-mode fiber with liquid-crystal cladding is presented. Control of the optic axis of liquid crystals by means of external electric fields results in the change of reflectivity and Bragg wavelength of the grating. The increase of surrounding refractive index of a fiber makes effective refractive index of a propagation mode higher, which results in high field confinement and longer Bragg wavelength. The reduction of the fiber diameter by chemical etching process improves the long-range ordering of liquid-crystal molecules and reduces controlling voltage. The tunable ranges of reflectivity and Bragg wavelength of the liquid crystal-cladding fiber Bragg grating were $\~4.6dB\;and\;\~0.3nm$, respectively.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제36권6호
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• pp.594-597
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• 2023

We have proposed and demonstrated a fiber optic RH (relative humidity) sensor based on fiber Bragg grating covered with a polyimide film. As the polyimide film absolves the moisture in the air, its volume expands. As a result, the grating period of the FBG (fiber Bragg grating) covered with a polyimide film becomes wide and the Bragg wavelength is shifted. The sensor is implemented by fixing a 30 ㎛ thickness polyimide film on the surface of an optical fiber grating using an adhesive, and the characteristics of the device according to humidity are analyzed. The fabricated FBG RH sensor showed a high sensitivity of 0.0186 nm/RH% and a wide measurement range from 30% to 90%. The influence of environmental temperature on the characteristics of the RH sensor was also measured and analyzed. The feasibility of commercialization is presented.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제2권2호
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• pp.56-64
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• 2001

An optical temperature sensor based on the etched planar waveguide Bragg grating is developed and its performance is explored using theoretical and experimental methods. The planar waveguide is designed and fabricated using optical lithography and wet chemical etching. An efficient butt coupled optical fiber is used to examine the spectral characteristics of the grating sensor, and to investigate the grating parameters. The typical bandwidth and reflectivity of the surface etched grating has been ~0.2 nm and ~7%, respectively, at a wavelength of ~1,552 nm. The temperature-induced wavelength change of the optical sensor is found to be slightly non-linear over ${\sim}200^{\circ}C$ temperature range. Theoretical models for the grating response of the sensor based on waveguide and classical laminated plate deformation theories agree with experiments to within acceptable tolerance.

• 한국광학회지
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• 제10권3호
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• pp.233-236
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• 1999

광섬유 브래그 격자(fiber Bragg grating)와 서큘레이터(circulator)를 이용하여 좁은 선폭의 단일 종모드로 발진하는 단방향 어븀첨가 광섬유 레이저를 간결하게 구성하엿다. 이 레이저에서 발진되는 단일 종 모드의 선폭은 마하젠더 간섭계를 이용한 delayed self-heterodyne 검출 방법을 사용하여 측정하였고, 측정된 선폭은 5 kHz 였다. 단일 종모드로 발진되는 최대 광출력은 2.7 mW였으며, 발진 중심파장은 1548 nm였다.