• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제24권4호
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• pp.23-29
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• 2017

본 연구에서는 선박이송용 트레슬의 표면에 부착할 수 있는 광섬유센서 패키지를 설계하고 파장다중분할방식에 기초한 센서 네트워크를 설계한 후, 모의 트레슬 유닛을 이용한 실험을 통하여 트레슬의 구조적 건전 모니터링을 위한 스마트 트레슬의 가능성을 확인하였다. 광섬유 브래그 격자 센서는 알루미늄 관으로 만들어진 원통형으로 패키징 되었다. 또한, 패키징 된 광섬유 센서를 폴리머 튜브에 삽입 한 후, 튜브 내부에 에폭시를 충전하여 센서가 해수에 대한 부식저항과 내구성을 갖도록 하였다. 패키지 된 광섬유 센서는 0.2 MPa 하의 수압테스트를 통하여 해수에서의 사용에 대한 신뢰성도 검증되었다. 트레슬의 변형에 관한 유한 요소 해석에 의해 얻어진 트레슬 부재의 변위가 큰 곳을 중심으로 트레슬에 부착할 브래그 격자의 수와 위치를 결정하였다. 최대 하중이 가해지는 트레슬 부재의 변형은 ${\sim}1000{\mu}{\varepsilon}$의 변형율로 분석되었으며, 그 때 트레슬에 걸리는 최대 하중으로 인한 센서의 브래그 파장 변화는 ~1,200 pm으로 계산되었다. 유한 요소 해석에서 얻은 결과에 따라 센서의 브래그 파장 간격을 3~5 nm로 결정하여 트레슬에 하중이 가해 졌을 때 센서 사이의 브래그 격자 파장값이 겹치지 않도록 설계하였다. 5개의 광섬유센서 패키지로 구성된 센서 모듈 5개를 연결하면 브래그 격자 센서 50개가 네트워크 될 수 있으므로, 브래그 격자 파장 검출기의 광원 중심 파장이 1550 nm에서 150 nm 광학 창 내에서 모두 검출될 수 있도록 하였다. 모의 트레슬 유닛에 부착 된 5개의 광섬유 센서 패키지의 브래그 파장 이동은 광섬유 루프미러를 사용하는 브래그 격자 파장검출기에 의해 잘 검출되었으며, 그 때 검출된 브래그 격자 센서의 값은 최대 변형률이 약 $235.650{\mu}{\varepsilon}$로 측정되었다. 센서 패키징과 네트워킹의 모델링 결과는 실험 결과와 서로 잘 일치하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.811-816
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• 2004

The tactile force sensor was studied using Fiber Bragg Grating (FBG). The FBG is able to multiplex easily and is immune to electromagnetic environment. A sensor frame was designed to a cantilever beam type. Strain of a beam is related with the peak shift of a bragg wavelength. Finite Element Method (FEM) was used for getting an appropriate thickness from 0.2 mm to 0.3 mm thick. FEM results showed that 0.3 mm thick was suitable for the force range 10 N. The force resolutions of 0.039 N and 0.113 N were obtained with optical spectrum analyser and tunable Fabry-Perot filter, respectively.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2003년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.31-36
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• 2003

Recently, composite materials are widely used for nozzle, pressure vessel, skins of satellite and many structures under condition of high temperature due to good thermal characteristics such as low CTE, heat-resistance, etc. Fiber optic sensors, especially FBG(fiber Bragg grating) sensors, can be a good counterproposal of strain gages for the measurement of material properties of composites under high temperature. In this research, T700/Epoxy specimens with embedded FBG sensors were fabricated and tested at the Instron with thermal chamber from room temperature to $400^{\circ}C$. The effects of embedding optical fiber on material properties were also verified. And, the experimental results were discussed and analyzed by microphotographs of the composite specimen.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.416-420
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• 2002

This Paper describes a matched-filter type strain sensor system using optical fiber Bragg grating (FBG) sensor. Matched-filter type uses another wavelength-matched FBG filter to track wavelength shift in the FBG sensor. Filter FBG is attached on a fiber stretcher and stretched by PZT actuator. To overcome the nonlinearity and hysteresis of the PZT actuator that degrades system accuracy, a string resonator which can measure an absolute strain is employed. And the effect of vibration modes on string resonator is investigated particularly regarding its sensitivity and stability.

• 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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.721-725
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• 2007

무게 센서를 기본으로 한 광파이버는 무게에 민감한 파이버 브래그 격자를 이용한 구조로 되어있다. FBG 본래의 특성을 이용한 센싱과 광파이버 브래그 격자를 통하여 스트레인 효과를 기본으로 하였다. 무게 레벨의 직접적인 표시는 센싱 물질의 팽창으로 말미암아 브래그 파장의 천이에 의하여 알 수 있다. FBG의 동작은 스트레인과 온도에 매우 민감하게 만들기 위해서 본래의 특성에 의한 것으로 특별한 필터와 같다. 이러한 센싱 원리는 무게를 인가한 것으로 FBG를 통해서 스트레인 효과를 기본으로 한 것이다. 실험 구성은 센서의 무게 응답특성을 초기 연구를 통해 이용하였다. 센서로부터 투과된 신호는 0.4nm의 분해능 대역폭을 가지며 광 스펙트럼분석기를 이용하여 관찰하였다. 본 논문에서는 무게에 따른 광파이버 브래그 격자의 중심 파장이 변화하는 것을 이용하는 동시에 작은 격자 부분에 무게로 영향을 주어 FBG의 스펙트럼 특성과 형태를 나타내었으며, 광파이버의 내구성이 사라졌을 때 파장과 스트레인 변화가 제거됨을 알 수 있었다. 즉, 무게에 의해 광파이버가 파괴되면 물리적인 손상을 입게 된다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.1383-1390
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• 2007

본 논문에서는 파이버 브래그 격자 필터로 구성된 전광 다중화기의 온도 특성에 대해 연구하였다. 전광 다중화기의 온도 특성을 분석하기 위해서, 전광 다중화기의 출력단에 대한 온도 응답을 수치 해석하였으며, 실험을 통하여 출력 스펙트럼을 측정하였다. 그 결과로부터 $-30{\sim}90^{\circ}C$ 범위 내에서 전광 다중화기의 출력 스펙트럼의 중심 파장은 약 0.01230 nm/$^{\circ}C$로 변화함을 알 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제22권2호
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• pp.72-76
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• 2011

반도체 광 증폭기와 파브리-페롯 가변 필터를 이용한 파장 훑음 레이저 기반 광 결맞음 단층 촬영을 구성하고, 이로부터 선명한 이미징을 얻기 위한 파수 영역 선형화를 구현하였다. 파수 영역 선형화는 5 개의 서로다른 공진 파장을 가진 광섬유 격자로 이루어진 어레이를 이용하여 보간법으로 수행하였다. 샘플단의 1 mm 깊이에서 파수 영역 선형화를 수행한 후 점 분포 함수(point spread function)로부터 측정한 SNR(signal-to-noise ratio)은 12 dB 향상된 값을 얻어냈다. 또한 파수 영역 선형화 전과 후에 대해 슬라이드 글라스를 이용하여 OCT 이미징을 얻어낸 결과 파수 영역 선형화가 매우 잘 되었음을 확인할 수 있었다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제17권12호
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• pp.1195-1200
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• 2007

Torque of a rotating shaft has been mostly measured by strain gages combined with either a slip ring or telemetry. However, these methods have severe inherent problems like low S/N ratio, high cost, limited number of channels and difficult installation. In this paper, a new method using FBG(fiber bragg grating) sensors and a rotary optical coupler for online non-contact torque monitoring is suggested. FBG sensor can measure both strain and temperature, and has much batter characteristics than those of a strain gage. A rotary optical coupler is a optical connecting device between a rotating shaft and stationary side without any physical contact. It has been devised for transmitting light between a rotating optical fiber and a stationary optical fiber. The proposed method uses this rotary optical coupler to connect FBG sensors on the rotating shaft to instruments at stationary side. And a reference FBG sensor is also applied to compensate the insertion loss change of the rotary optical coupler due to rotation. Three FBG sensors have been fabricated in a single optical fiber. Two FBG sensors are attached on the shaft surface to measure torque and one sensor is installed at the shaft center to compensate the insertion loss change. The torque of a rotating shaft has been successfully measured by the suggested method proving its superior performance potential.

• 한국광학회지
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• 제34권2호
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• pp.72-75
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• 2023

본 논문에서는 500 A용 bus bar에 적용할 수 있는 광섬유 브래그 격자를 이용한 전류 센서를 제안하여 실험으로 구현하였다. Bus bar와 영구자석을 광섬유 격자로 연결하여 전류 인가 시, 연결된 두 소자 사이에서 발생하는 자기력에 의해 광섬유 브래그 격자의 브래그 파장이 변하게 된다. 실험 결과 500 A 직류 전류를 인가 시 브래그 파장은 650 pm의 변화를 보였다.