• Smart Structures and Systems
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• 제5권4호
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• pp.345-355
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• 2009

This article describes the development of a fiber optic accelerometer based on Fiber Bragg Gratings (FBG). The accelerometer utilizes the stiffness of the optical fiber and a lumped mass in the design. Acceleration is measured by the FBG in response to the vibration of the fiber optic mass system. The wavelength shift of FBG is proportional to the change in acceleration, and the gauge factor pertains to the shift in wavelength as a function of acceleration. Low frequency version of the accelerometer was developed for applications in monitoring bridges. The accelerometer was first evaluated in laboratory settings and then employed in a demonstration project for condition assessment of a bridge. Laboratory experiments involved evaluation of the sensitivity and resolution of measurements under a series of low frequency low amplitude conditions. The main feature of this accelerometer is single channel multiplexing capability rendering the system highly practical for application in condition assessment of bridges. This feature of the accelerometer was evaluated by using the system during ambient vibration tests of a bridge. The Frequency Domain Decomposition method was employed to identify the mode shapes and natural frequencies of the bridge. Results were compared with the data acquired from the conventional accelerometers.

• 한국광학회지
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• 제12권4호
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• pp.289-293
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• 2001

금속 모세관을 이용하여 일반적인 단일모드 광섬유를 결합함으로써 매크로 벤딩(macro bending)을 측정할 수 있는 광섬유 센서를 제작하였다. 매크로 벤딩에 의한 곡률 반지름이 감소함에 따라 각도 정렬 오차가 증가하여 투과되는 빛의 에너지가 감소하게 되므로 매크로 벤딩을 측정할 수 있었다. 측정 범위는 곡률 반지름 20mm에서 85mm의 영역이었다. 사용한 광섬유 격자의 중심 파장은 각각 1543.3 nm, 1549.5nm이고 최대 벤딩 손실을 -11.19dB였다. 이 센서와 광섬유 브래그 격자를 이용하여 다중점 측정이 가능함을 보였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제20권3호
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• pp.385-396
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• 2017

The recent advancements in sensing technologies allow us to record measurements from target structures at multiple locations and with relatively high spatial resolution. Such measurements can be used to develop data-driven methodologies for condition assessment, control, and health monitoring of target structures. One of the state-of-the-art technologies, Fiber Optic Strain Sensors (FOSS), is developed at NASA Armstrong Flight Research Center, and is based on Fiber Bragg Grating (FBG) sensors. These strain sensors are accurate, lightweight, and can provide almost continuous strain-field measurements along the length of the fiber. The strain measurements can then be used for real-time shape-sensing and operational load-estimation of complex structural systems. While several works have demonstrated the successful implementation of FOSS on large-scale real-life aerospace structures (i.e., airplane wings), there is paucity of studies in the literature that have investigated the potential of extending the application of FOSS into civil structures (e.g., tall buildings, bridges, etc.). This work assesses the feasibility of using FOSS to predict operational loads (e.g., wind loads) on chain-like structures. A thorough investigation is performed using analytical, computational, and experimental models of a 4-story steel building test specimen, developed at the University of Southern California. This study provides guidelines on the implementation of the FOSS technology on building-like structures, addresses the associated technical challenges, and suggests potential modifications to a load-estimation algorithm, to achieve a robust methodology for predicting operational loads using strain-field measurements.

• 센서학회지
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• 제16권6호
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• pp.441-448
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• 2007

In this study, the fiber-optic fluoro-immunosensor was designed to detect foodborne pathogens. The fabricated system is composed of the multimode optical fiber on which antibodies are immobilized. Then, a sandwich immunoassay is applied to the fabricated the fiber-optic fluoro-immunosensor. In the "sandwich" binding format, a primary or "capture" antibody is immobilized on the core surface of the multimode optical fiber and a secondary or named as "tracer" antibody is added to the bulk solution. A tracer is labeled FITC (fluorescein isothiocyanate; ${\lambda}ex$=492 nm, ${\lambda}em$= 520 nm). Different concentrations of antigens are tested in different fibers. The detection limit of the fabricated system is 5.08×103 cfu/ml for Vibrio antigen and $0.1{\mu}g/ml$, $0.05{\mu}g/ml$ in non-labeled monolayer phosphate buffered saline (NMP), non-labeled monolayer carbonate bicarbonate buffer (NMC), respectively.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.54-60
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• 2007

15개의 광섬유 격자를 이용하여 전력설비의 온도변화를 상시 감시하는 분배형 광섬유 온도센서 시스템을 제작하였다. MEMS 파장가변 필터를 사용하는 복조시스템의 비선형 동작특성에 의한 측정오차를 보상하기 위하여 Fabry-Perot ITU 필터의 투과파장을 기준으로 하는 다항식 피팅 알고리즘을 사용하였다. 실험을 통하여 보상알고리즘이 구동주파수와 무관하게 센서시스템의 정밀도를 유지하는 것을 확인하였으며 기준 온도계로 사용한 써모커플과의 선형화 오차는 약 0.18[%]로 측정되었다.

• 한국광학회지
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• 제11권2호
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• pp.97-101
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• 2000

본 논문에서는 광섬유 자이로스코프에서 자이로 출력으로부터 광원의 과잉잡음 성분을 소거할 수 있는 새로운 방법을 제안하고 실험하였다. 이 방식은 기존의 방식과 달리 광원잡음 검출시에 별도의 지연 광섬유가 필요없다는 장점이 있으며, 신호처리를 통해 자이로 출력에서 광우너 과잉잡음의 적정주파수 성분만을 소거하는 방식으로서, 적정주파수에서 동작하는 광섬유 자이로에 단순하게 적용될 수 있다. 고출력 Erbium 첨가 광섬유 광원을 사용하고 적정주파수로 변조된 광섬유 자리로스코프에 이 방식을 적용한 결과, 자이로 출력 스펙트럼상의 잡음이 12dB 감소하였다. 또한, 회전에 따른 자이로 출력을 측정한 결과, 불규칙잡음 계수가 1/3.5 정도로 감소하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.96-99
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• 2005

Fiber optic connector, ferrule, is a device to connect and align fiber optics cable on fiber-optic communication system. In this paper, Structural analysis was performed to analyze bed and frame structure of co-axial grinding machine. Deformation and modal analysis for natural frequency was performed using ANSYS Designspace program to analyze structural characteristics. New improved model of bed and frame structure was proposed based on initial basic model.

• 한국음향학회지
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• 제19권3호
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• pp.92-99
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• 2000

본 논문에서는 외부 음향신호에 대한 맨드릴형 광-음향센서의 반응특성을 이론적으로 해석하고, 재질변수 및 형상변수에 따른 음향감도를 해석적으로 분석하였다. 그리고 유한요소법으로 분석한 결과와 비교하여 해석적 분석결과의 타당성을 검증하였다. 그 결과, 대부분 일치하는 경향성을 보여주고 있으므로 해석적인 방법으로 대략적인 경향성 분석을 행하고, 필요한 영역에서 유한요소법을 이용하여 정밀한 해석을 하는 것이 광-음향센서의 최적구조를 설계하기 위한 경제적인 방법인 것으로 나타났다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권5호
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• pp.48-53
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• 2006

본 논문에서는 광통신용 광모듈 송수신부에 내장하기 위한 155.52 Mbps 단일 칩 및 2 칩에 의한 트랜시버 ASIC을 설계 제작한 다음 전기적 특성을 서로 비교 분석하였다. 단일 칩에서는 트랜스미터와 리시버를 하나의 실리콘 기판에 집적하여 트랜시버를 구현하기 위하여 잡음 및 상호 간섭 현상을 방지하기 위한 배치 상의 소자 격리 방법뿐만 아니라, 전원분리, 가드링, 격리장벽 등을 레이아웃 설계에 적용하였다. 각각의 칩을 사용하여 제작된 두 종류의 광모듈 특성을 서로 비교해 본 결과 단일 칩의 특성도 2 칩 버전에 비해 잡음 발생을 비롯한 전기적 특성 면에서 크게 손색이 없음을 확인할 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제13권5호
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• pp.377-383
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• 2002

개회로 구성의 FOG용 All-Digital Closed Loop(ADCL) 신호처리기는 종래의 아날로그 방식의 위상추적 신호처리를 디지털로 구현한 것으로 안정화기를 채용하지 않고 이를 FOG에 적용하였을 때 0.26$\mu$rad/$^{\circ}C$의 온도의존성을 가지기 때문에 중급 이상의 FOG(fiber optics gyroscope)용 신호처리기로서는 문제가 있다. 온도드리프트는 위상변조를 위해 사용되는 위상변조기의 변조진폭과 위상지연의 온도드리프트에 의해 발생하는 것으로 FOG의 출력에서 위상변조신호의 고조파 성분의 비를 일정하게 함으로 써 광섬유 위상변조기의 동작을 안정화하여 FOG의 드리프트를 측정 불가한 수준으로 줄일 수 있었다.