• Current Optics and Photonics
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• 제7권1호
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• pp.73-82
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• 2023

In this study, we demonstrate ultrahigh-resolution spectral-domain optical coherence tomography with a 200-kHz line rate using a superluminescent diode with a -3-dB bandwidth of 100 nm at 849 nm. To increase the line rate, a subset of the total number of camera pixels is used. In addition, a partial-spectrum detection method is used to obtain OCT images within an imaging depth of 2.1 mm while maintaining ultrahigh axial resolution. The partially detected spectrum has a flat-topped intensity profile, and side lobes occur after fast Fourier transformation. Consequently, we propose and apply the super-Gaussian window function as a new window function, to reduce the side lobes and obtain a result that is close to that of the axial-resolution condition with no window function applied. Upon application of the super-Gaussian window function, the result is close to the ultrahigh axial resolution of 4.2 ㎛ in air, corresponding to 3.1 ㎛ in tissue (n = 1.35).

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2002년도 춘계종합학술대회
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• pp.271-274
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• 2002

본 논문에서는 광센서용 광원에 적합한 1.55$\mu\textrm{m}$ 파장대의 InGaAsP/InP 반도체레이저를 제작하였다. 레이징을 억제시켜주기 위해서 bending type의 소자를 설계 및 제작하였으며, 제작된 소자의 출력은 펄스 구동전류 100㎃에서 1.6㎽이고, 스펙트럼 폭은 40nm의 값을 가졌다. 그리고, 제작된 광원을 적용하였을 때 광섬유 자이로스코프에 파이버 종단에서의 출력은 $25^{\circ}C$, 직류 100㎃에서 540㎻였고, 스펙트럼 폭은 53nm였다. 그리고, 불규칙잡음 계수는 2.5$\times$10­$^3$deg/√hr였고, 자이로 출력 drift도 잡음수준으로 조사되었다. 따라서, 본 연구에서 제작한 광원을 광섬유 자이로 스코프에 사용 가능함을 확인하였다.

• 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.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제34권2호
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• pp.91-96
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• 2013

In this study, we developed an integrated optical coherence tomography - photoacoustic microscopy (OCT-PAM) system to simultaneously provide optical absorption and scattering information. Two different laser sources, such as a pulsed laser for PAM and a superluminescent diode for OCT, were employed to implement the integrated OCT-PAM system. The performance of the OCT-PAM system was measured by imaging carbon fibers. We then imaged black and white hairs to demonstrate the simultaneous OCT-PAM imaging capabilities. As a result, OCT can produce 3-D images of both black and white hairs, whereas PAM is only able to image the black hair due to strong optical absorption of black hair.

• 센서학회지
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• 제21권3호
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• pp.217-222
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• 2012

Optical coherence tomography(OCT) is a noninvasive optical imaging tool for biomedical applications. OCT can provide depth resolved two/three dimensional morphological images on biological samples. In this paper, we integrated an OCT system that was composed of an SLED(Superluminescent Light Emitting Diode, ${\lambda}_0$=1305 nm bandwith= 141 nm), a reference arm adopting a rapid scanning optical delay line(RSOD) to get high speed imaging, and a sample arm that used a micro electro mechanical systems(MEMS) scanning mirror. The sample arm contained a compact probe for imaging dental structures. The performance of the system was evaluated by imaging in-vivo human teeth with dental calculus, and the results indicated distinct appearance of dental calculus from enamel, gum or decayed teeth. The developed probe and system could successfully confirm the presence of dental calculus with a very high spatial resolution($6{\mu}m$).

• 조명전기설비학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.31-36
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• 2004

본 논문에서는 인체에 무해하며 고분해능의 단층영상과 저가격 및 소형으로 제작이 가능하여 전세계적으로 많은 연구가 진행중인 광영상 단층촬영기(Optical coherence tomography system : OCT)의 분해능 향상에 관한 것이다. 고분해능 단층영상을 얻기 위하여 펨토초 레이저를 이용한 OCT 시스템을 구성하였다. 펨토초레이저의 펄스폭을 측정하기 위하여 자체상관법(Autocorrelator function)를 이용하여 펄스폭을 측정하였으며, 이론식과 기준시편을 이용한 측정으로 실제 분해능을 측정하였다. 또한 SLD(superluminescent diode) 광원과의 비교분석을 통해 분해능이 약 1.5배 향상됨을 확인하였으며 단층영상 비교의 경우 보다 선명한 단층영상을 얻을 수 있을 것이다.

• 한국항해항만학회지
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• 제26권2호
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• pp.235-243
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• 2002

황섬유의 최저손실 파장영역인 $1.55\mu\textrm{m}$에서 고출력으로 안정하게 농작하는 광센서용 광원인 반도체 레이저를 제작하기 위하여 이론적인 해석을 수행한 후 제작하였다. 활성영역과 SCH층의 재료는 $Ln_{1-x}Ga_xAs_yP_{1-y}$를 사용하였다. 광센서용 광원으로 사용되기 위해서는 넓은 스펙트럼 폭을 가지며, 가간섭 길이가 짧은 특성을 가지는 조건을 만족해야 한다. 따라서, 반도체 레이저에서 레이징을 억제시켜 줌으로써 넓은 스펙트럼 폭을 가지도록 설계를 하였고, 광섬유와 결합효율을 높일 수 있도록 tapered 형태의 스트라입 구조를 채택하여 마스크 패턴을 형성하였다. 또한, 레이징을 억제하기 위하여 후면에 윈도우 영역을 두었고, 측방향으로 경사각을 두어 반사도를 낮추도록 설계 및 제작하였다. 7도와 15도의 측면 경사각을 가지는 구조와 굽은 스트라입 구조를 가지는 소자를 제작하여 특성을 측정한 결과, 광센서용 광원으로서 적용이 가능한 광출력 특성과 넓은 스펙트럼 폭을 가졌다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제17권1호
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• pp.91-96
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• 2013

We report a method for optical monitoring of tumors in an animal model using optical coherence tomography (OCT). In a spectral domain OCT system, a superluminescent diode light source with a full width of 66 nm at half maximum and peak wavelength of 950 nm was used to take images having an axial resolution of 6.8 ${\mu}m$. Cancer cells of PC-3 were cultured and inoculated into the hypodermis of auricle tissues in BALB/c nude mice. We observed tumor formation and growth at the injection region of cancer cells in vivo and obtained the images of tumor mass center and sparse circumferences. On the $5^{th}$ day from an inoculation of cancer cells, histological images of the tumor region using cross-sectional slicing and dye staining of specimens were taken in order to confirm the correlation with the high resolution OCT images. The OCT image of tumor mass compared with normal tissues was analyzed using its A-scan data so as to obtain a tissue attenuation rate which increases according to tumor growth.

• 한국광학회지
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• 제25권1호
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• pp.38-43
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• 2014

두 파장 레이저를 구현하기 위해서 폴리머 광도파로 브래그 격자와 초발광 LED로 구성된 외부 공진 구조의 레이저를 제작하였다. 대형 립(oversized rib) 구조의 광도파로와 폴리머 광도파로 브래그 격자는 각각 유효굴절률법과 전송행렬법을 이용하여 설계하였으며, 서로 다른 격자 주기를 가지는 폴리머 광도파로 브래그 격자는 이중 노광 레이저 간섭법을 이용하여 제작하였다. 브래그 격자의 반사율 변화에 따른 외부 공진 레이저의 특성을 보기 위해 2 mm의 고정된 길이를 가지며 537 nm의 주기를 갖는 브래그 격자와 0.5 mm에서 6 mm까지 여러 가지 길이를 가지며 540 nm의 주기를 갖는 브래그 격자를 제작하였다. 격자 주기가 537 nm와 540 nm인 브래그 격자의 길이가 각각 2 mm와 2.2 mm일 때 제작된 두 파장 레이저는 1554 nm 파장과 1564 nm 파장에서 0 dBm에 가까운 출력 파워를 보이며, 45 dB이상의 SMSR(side mode suppression ratio)와 0.2 nm의 20-dB 대역폭 특성을 가짐을 확인하였다.