• 센서학회지
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• 제9권3호
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• pp.163-170
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• 2000

광주파수 변조 광섬유 간섭형 센서가 변위, 변형률 및 힘 등의 물리량을 측정하기 위하여 개발되어졌다. 일반적인 광섬유 간섭형 센서는 물리량에 따라 단지 정현파 형태의 신호를 보이기 때문에 물리량의 증감을 구별하는 것이 매우 어렵다. 본 연구에서는 물리량의 증감 방향을 구별하면서 물리량을 측정하기 위하여 단지 톱니파형으로 변조시킨 광원만을 사용하는 광섬유 마이켈슨 센서를 성하였다. 센서 출력은 일정한 정현파가 출력되도록 조절되어졌다. 출력신호는 일정 시간 간격동안 파형의 개수를 계수함에 의하여 처리되어졌다. 변형률은 파형 개수 변화량에 변형률을 구하기 위한 게이지 상수만을 곱함에 의하여 계산되었다. 이 센서의 변형률 측정 성능을 검토하기 위하여 광섬유 센서와 전기저항형 변형률 게이지가 부착된 알루미늄 시험편을 사용하여 만능시험기로 반복하중을 가하여 변형률의 증감을 측정하는 실험을 수행하였다. 이 실험으로부터 광섬유 센서에 의하여 측정된 변형률 변화량이 전기저항형 변형률 게이지의 변화량과 잘 일치하고 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.128-134
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• 2014

최근 도로터널은 비용절감 및 자연보호를 위하여 설계 및 시공이 증가되고 있는 추세이며, 이 때문에 반밀폐 구조인 터널내의 화재에 대비하여 화재 발생 시 신속히 감지할 수 있는 연구가 활발히 진행 중이다. 그 중에서도 광섬유 센서를 이용한 화재 감지법은 대역폭이 넓기 때문에 전송속도가 빠르고, 빛을 매개체로 하여 전기적인 간섭을 받지 않아 전송 도중에 정보 손실이 거의 없을 뿐만 아니라 노이즈 또한 적은 장점을 가지고 있어 이에 따른 연구와 현장 적용이 이루어지고 있다. 이와 관련하여 본 논문에서는 형상기억합금과 광케이블을 이용하여 실시간으로 화재 발생위치를 정확하게 감지할 수 있는 화재 감지 시스템을 개발하였다. 개발된 방법의 검증을 위하여 실내에서 온도변화에 따른 광 손실량 측정 실험을 수행하였으며, 거리 및 온도 등의 외부환경이 다른 지하공동구에 test bed를 설치하여 화재 모의실험을 수행하였다. 실험 결과 본 연구에서 개발한 화재감지시스템은 실시간으로 장거리 구간의 화재를 감지할 수 있는 것으로 나타났다.

• 천문학회지
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• 제56권2호
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• pp.169-185
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• 2023

The GMT-Consortium Large Earth Finder (G-CLEF) is the first instrument for the Giant Magellan Telescope (GMT). G-CLEF is a fiber feed, optical band echelle spectrograph that is capable of extremely precise radial velocity measurement. G-CLEF Flexure Control Camera (FCC) is included as a part in G-CLEF Front End Assembly (GCFEA), which monitors the field images focused on a fiber mirror to control the flexure and the focus errors within GCFEA. FCC consists of an optical bench on which five optical components are installed. The order of the optical train is: a collimator, neutral density filters, a focus analyzer, a reimager and a detector (Andor iKon-L 936 CCD camera). The collimator consists of a triplet lens and receives the beam reflected by a fiber mirror. The neutral density filters make it possible a broad range star brightness as a target or a guide. The focus analyzer is used to measure a focus offset. The reimager focuses the beam from the collimator onto the CCD detector focal plane. The detector module includes a linear translator and a field de-rotator. We performed thermoelastic stress analysis for lenses and their mounts to confirm the physical safety of the lens materials. We also conducted the global structure analysis for various gravitational orientations to verify the image stability requirement during the operation of the telescope and the instrument. In this article, we present the opto-mechanical detailed design of G-CLEF FCC and describe the consequence of the numerical finite element analyses for the design.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2004년도 춘계종합학술대회
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• pp.804-806
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• 2004

인체에 무해하며 고분해능의 단층영상과 저가격 및 소형으로 제작이 가능하여 전세계적으로 많은 연구가 진행중인 광영상 단층촬영기(Optical coherence tomography system : OCT)에 관한 것이다. 샘플에서 흡수와 산란으로 인하여 샘플로부터 반사된 광신호는 매우 미약하다. 게다가 커플러등에 의한 손실로 인하여 광검출기에 도달하는 신호는 매우 미약하다. 이러한 On시스템의 신호대 잡음비를 향상시키기 위하여 기본적인 마이켈슨 간섭계와 마흐젠더 간섭계를 구성하여 시뮬레이션과 기준샘플을 이용하여 측정하였다. 실험결과 마흐젠더 간섭계를 사용한 샘플로 반사된 광신호는 OCT 시스템의 신호대 잡음비 향상시키기 위하여 두 가지 형태의 간섭계를 구성하였으며 시뮬레이션을 통한 비교 분석과 기준 샘플의 측정에 의한 비교분석을 하였다. 실험결과 마흐젠더 간섭계형 OCT 시스템이 신호대 잡음비가 향상됨을 확인 하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권8호
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• pp.999-1005
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• 2013

광섬유 브래그 격자 센서는 최근 구조건전성평가 분야에서 가장 활발히 사용되는 지능형 센서 중의 하나이다. 특히 본 센서는 다양한 물리량들을 여러 지점에서 한 가닥의 광섬유로 측정할 수 있다는 장점을 갖고 있다. 이중 온도 측정을 위해서는 열팽창계수 및 열광학 계수의 사용이 필요하다. 대부분의 기존 연구에서는 이러한 물리량들을 상수값으로 가정하고 온도를 측정하였다. 본 논문에서는 FBG 센서의 온도 측정 실험을 통해 온도 변화와 관련된 두 계수가 일반적으로 사용되는 상수가 아닌 온도에 따라 변하는 변수임을 확인하였다. 최종적으로 광섬유 브래그 격자 센서의 이론에서 온도계수를 온도에 따른 함수식으로 새롭게 제안하고, 이 함수식을 이용해 상온에서 100도까지의 범위에서 정확한 온도 측정이 가능함을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제23권6호
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• pp.566-576
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• 2003

Carbon-fiber reinforced plastics (CFRP) composite laminates often possess strong in-plane elastic anisotropy attributable to the fiber orientation and layup sequence. The layup orientation thus greatly influences its properties in a composite laminate. It could result in the part being rejected or discarded if the layup orientation of a ply is misaligned. A nondestructive technique would be very beneficial, which could be used to test the part after curing and to require less time than the optical test. In this paper, ultrasonic scanners were set out for different measurement modalities for acquiring ultrasonic signals as a function of in-plane azimuthal angle. The motorized scanner was built first for making transmission measurements using a pair of normal-incidence shear wave transducers. Another scanner was then built fer the acousto-ultrasonic configuration using contact transducers. A ply-by-ply vector decomposition model has been developed, simplified, and implemented for composite laminates fabricated from unidirectional plies. We have compared the test results with model data. It is found that strong agreement are shown between tests and the model developed in characterizing cured layups of the laminates.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권3호
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• pp.39-44
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• 2004

광섬유 브래그 격자 센서는 광섬유의 코어의 굴절률 변조에 의해서 제작되며, 이 센서는 외부의 스트레인에 따라 브래그 파장이 변화하게 된다. 본 논문에서는 광섬유 브래그 격자 센서를 파장 영역에서 신호처리 할 수 있는 방법에 대하여 연구하였다. SLD와 F-P 필터로 구성된 sweep 반도체 광원과 F P 필터내의 PZT의 히스테리시스 특성을 보상하기 위한 에탈론 필터와 장기 계측을 위해 절대 파장 기준으로 온도 안정된 광섬유 브래그 격자를 사용하였다. 콘크리트 흄관에서 FBG 센서의 스트레인 응답 특성을 전기저항 센서와 비교하였다. 그리고 광섬유 격자 센서를 이용하여 장거리 변위의 측정 가능성을 확인하였다.

• 한국광학회지
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• 제22권2호
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• pp.67-71
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• 2011

본 논문에서는 ultraviolet (UV) 광의 세기를 원격으로 측정하기 위한 아조벤젠 (azobenzene) 코팅된 fiber Bragg grating (FBG)를 구현하였다. 아조벤젠 폴리머는 UV 광에 의해서 탄성이 변화하여 FBG의 코어 격자의 주기 변화를 유도하여 중심파장을 이동시킨다. 중심파장의 이동은 UV 광과 UV 이외의 파장대역의 빛에 의해서 복합적으로 발생하는데 중심파장의 이동량은 약 0.18 nm 이다. 측정의 정확성을 향상시키기 위해서 광원의 복사열에 의한 중심파장의 이동을 열차단 필터(thermal filter)를 사용하여 제거한 결과 중심파장의 이동량은 약 0.06 nm로 다소 감소하였지만 분석 결과 열에 의한 이동량이 충분히 제거된 것을 확인하였다. 또한 서로 다른 방법인 열경화법과 UV 경화법으로 각각 제작된 아조벤젠 폴리머를 이용하여 아조벤젠 코팅 FBG를 제작하였고, 각 제조법에 따른 UV센서로서의 적합성을 확인하였다. 몇 개의 밴드패스 필터(band pass filter)를 사용하여 파장에 대한 민감도를 측정한 결과, 단위 UV 세기당 중심파장의 이동량은 370nm 파장 밴드에서 가장 큰 값인 0.029로, 단파장 영역에서 반응성이 우수하다는 사실을 확인 하였다. 아조벤젠 폴리머의 흡수 스펙트럼과 아조벤젠 코팅 FBG의 파장 의존도가 서로 잘 일치하는 것을 확인하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.131-138
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• 2023

본 논문에서는 수 km이하의 이동 기지국에 활용할 수 있는 대기공간 광통신(Free Space Optic) 장치를 제작하고 그 특성을 알아보았다. 대기전송으로 인한 손실을 극복하고자 23dBm 이상의 출력을 갖는 광섬유증폭기(EDFA)를 사용하였다. 레이저 빔의 집속도를 높이고 소형화하기 위하여 광학렌즈를 제작하였으며, 1.5 ~1.8[mrad] 범위내에서 빔 발산각(divergence)을 갖도록 송신렌즈를 설계하였다. 송수신부의 장비간의 효과적인 자동정렬과 포인팅 에러를 줄이기 위하여 PAN/TILT를 제어하는 PT 모듈을 제작하였다. 본 연구에서는 일정한 수준이상으로 전송품질을 유지하기 위하여 Reed-Solomon(RS) 코드를 사용하였다. 가시도 300m의 기후 상황에서 300m 대기공간 거리를 통신이 가능하도록 제작하였다. 성능측정을 위하여 비트에러 측정기와 아이패턴 분석기를 이용하여 측정하였으며 2.5Gbps 이상에서 10^-9 BER을 유지할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제19권1호
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• pp.68-72
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• 2008

광섬유 브래그 격자(fiber Bragg grating: FBG)를 이용한 스트레인 센서는 출력 값으로 브래그 반사 파장의 변화를 제공하게 된다. 본 논문에서는 브래그 격자 스트레인 센서에서 출력되는 빛을 도파로 어레이 격자(arrayed waveguide grating: AWG)에 입력시켜서 파장의 변화를 측정하는 방법을 제안한다. FBG에 스트레인이 가해지게 되면 브래그 반사 파장이 이동하게 되어 AWG를 지나서 출력되는 채널별 광 파워가 변하게 되며, 이 값들의 조합으로 구해지는 centroid 값을 계산하면 브래그 반사 파장과 인가된 스트레인 값을 얻을 수 있다. 브래그 격자의 반사 스펙트럼의 대역폭이 centroid 값에 미치는 영향을 고려하여 3-dB 대역폭이 5.4 nm인 chirped FBG를 사용하였으며, 저항 측정방식의 기존 스트레인 센서와 비교하여 오차범위가 2% 이내인 결과를 확인 하였다. FBG 센서를 외팔보에 부착하여 진동에 따른 스트레인 값을 실시간으로 측정한 결과 진동 주파수 17.8 Hz, damping 시상수 0.96 초를 얻을 수 있었다.