• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제54권10호
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• pp.471-476
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• 2005

We proposed an optical modulator of reflective type to compose the electric field sensor, and theoretically analyzed the performance and characteristics. For the high sensitivity of the sensor, a method to improve the modulation index of the modulator was presented. The electric field sensor using Ti:LiNbO$_{3}$ waveguide was fabricated and qualitatively investigated the characteristics by measuring the low frequency electric field. Even though the sensor showed relatively low modulation index, the electric filed strength of 10$^{-2}$V/m was measured. The experimental results revealed the utilities of this type electric field sensor.

• 센서학회지
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• 제8권4호
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• pp.333-340
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• 1999

전자계계측 센서를 구성하기에 편리한 반사간섭형 광변조기를 제안하고, 그 동작원리와 기본특성을 이론적으로 해석하였다. 센서의 고감도화를 위하여 반사간섭형광변조기의 변조도 개선방법을 제시하였으며, $LiNbO_3$ 기판으로 반사간섭형 광변조기를 제작하여 센서를 구성하고, 저주파 전자계 측정실험을 실시하여 센서의 정성적 특성을 평가하였다. 실험에서 5% 정도의 낮은 변조도에서도 5 V/cm 의 계측결과를 얻어 전계계측센서로서 활용 가능성을 확인하였다.

• Current Optics and Photonics
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• 제6권2호
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• pp.183-190
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• 2022

Based on the linear electro-optic (EO) effect of lithium niobite (LiNbO₃, LN) crystal, an intense two-dimensional (2D) electric field sensor was analyzed, fabricated and experimentally demonstrated. The linear polarized light beam transmits along the optical axis (z-axis) of the LN crystal, and the polarization direction of the polarized light is 45° to the y-axis. The sensor can detect the intensity of a 2D electric field that is perpendicular to the z-axis. Experimental results demonstrated that the minimum detectable electric field of the sensor is 10.5 kV/m. The maximum detected electric field of the sensor is larger than 178.9 kV/m. The sensitivity of the sensor is 0.444 mV/(kV·m^-1). The variation of the sensitivity is within ±0.16 dB when the sensor is rotated around a z-axis from 0° to 360°. The variation of the sensor output optical power is within ±1.4 dB during temperature change from 19 ℃ to 26 ℃ in a day (from 7:00 AM to 23:00 PM) and temperature change from 0 ℃ to 40 ℃ in a controllable temperature chamber. All theoretical and experimental results revealed that the fabricated sensor provides technology for the direct detection of intense 2D electric fields.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제18권6호
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• pp.739-745
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• 2014

We have demonstrated a $Ti:LiNbO_3$ electro-optic electric-field sensor utilizing a $1{\times}2$ Y-fed balanced-bridge Mach-Zehnder interferometric (YBB-MZI) modulator, which uses a 3-dB directional coupler at the output and has two complementary output waveguides. A dc switching voltage of ~25 V and an extinction ratio of ~12.5 dB are observed at a wavelength of $1.3{\mu}m$. For a 20 dBm rf input power, the minimum detectable electric fields are ~8.21, 7.24, and ~13.3 V/m, corresponding to dynamic ranges of ~10, ~12, and ~7 dB at frequencies of 10, 30, and 50 MHz respectively. The sensors exhibit almost linear response for an applied electric-field intensity from 0.29 V/m to 29.8 V/m.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1997년도 하계학술대회 논문집 E
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• pp.1871-1873
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• 1997

The conventional current transformers are often take faults and out of order that for detect to over current of electric power lines because electromagnetic interference. But, it is possible to implement protection relay of high reliability using optical magnetic field sensor which are immunity and small size. The optical magnetic field sensor is possible to rapidly detect to over current and recover when electric power line have fault. And it is not necessary to make with capacitance of electric power lines as optical magnetic field sensor is have linearity from 0 to about 20kA. In this study, we designed and constructed compensative feedback circuit in order to minimize of optical power intensity variation with environ- mental variations(temperature, drive current) of light source. And this system have highest optical advantages and reliability.

• 한국전자파학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.217-225
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• 2003

본 논문에서는 전파암실(8.5 m x 7 m x 7 m)에서 광전계센서를 이용한 Loop Antenna의 근접전계 분포특성을 파악하기 위해 시간 및 주파수 영역에 대하여 측정한 후 시뮬레이션 결과와 비교 분석하였다. 시뮬레이션은 MoM와 FDTD을 이용하여 각각 주파수 및 시간영역에 대하여 시뮬레이션 하였다. 그 결과 측정 과 시뮬레이션이 상당히 일치하였으며, 측정에 이용한 광전계 센서의 유효성을 확인하였다. 또한, 주파수 영역에 있어서 Loop Antenna의 수직 엘리멘트 근접에 광전계 센서를 각각 수직 과 수평편파로 한 경우 약 15 ㏈ 정도의 차이를 보였고 Loop Antenna의 수평 엘리멘트 보다 높은 곳에서는 신호레 벨의 별다른 차이가 없었다. 그리고, 시간영역에 있어서는 Loop Antenna의 수평 엘리멘트 보다 높은 곳에서 광전계센서를 수직편파로 한 경우의 수신펄스 모양은 부(-)의 방향으로 됨을 알 수 있었다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2005년도 공동학술대회 논문집
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• pp.215-220
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• 2005

지뢰탐지에 효과적으로 적용하기 위해 광전계 센서를 이용한 GPR 시스템을 개발하였다. 측정되는 전기장의 왜곡을 최소화 하는 광전계 센서는 크기와 무게가 매우 적어 측정 장치로 운용하기가 용이하므로 지뢰탐지와 같이 세밀한 주의가 요구되는 곳에 적합하다. 송수신 장치 역할을 하는 벡터 네트웍 분석기와 광신호 발생기와 광검파기를 탑재한 광변조기, double ridge horn 송신 안테나와 광전계 센서로 구성된 stepped frequency radar 시스템이 개발되었으며, 이 시스템의 매우 긴 측정시간의 단점을 극복하기 위해 동일한 수준의 S/N 비를 가지는, 임펄스 발생기와 오실로스코프로 구성된 impulse radar 시스템이 또한 개발되었다. 비교 결과 자료 수준은 거의 동일하나 측정시간은 스텝 측정의 경우 8배 이상 빨라진 것을 알 수 있었으며, 동일한 자료를 연속 측정으로 획득한 결과 100 배 이상 빨라 질 수 있음을 확인하였다. 또한 이 임펄스 레이다 시스템을 PMN2 지뢰모형에 대해 현장과 비슷한 환경에서의 실험실 실험에 적용하여 지뢰모형의 영상을 획득하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1997년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국전력공사 서울연수원; 17-18 Oct. 1997
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• pp.1364-1366
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• 1997

To operate electric power systems economically and stably, and to supply the electric power of good quality, it is necessary that the measured information (current, voltage, and so on) be detected and transmutted with high reliability and high effieincy. For the reason, the optical magnetic field sensor is possible to rapidly detect to over current and recover when electric power line have fault. In addition, the optical sensor have no electro magnetic distortion and no electric insulation. In this study, we designed OCR(Over Current Relay) using optical sensor. The designed OCR using optical sensor was measured characteristic and compared contentional OCR. This system have highest optical advantages and reliability.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제16권1호
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• pp.47-52
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• 2012

The use of a $Ti:LiNbO_3$ symmetric Mach-Zehnder interferometric intensity modulator with a push-pull lumped electrode and a plate-type probe antenna to measure an electric field strength is described. The modulator has a small device size of $46{\times}7{\times}1mm$ and operates at a wavelength of $1.3{\mu}m$. The output characteristic of the interferometer shows the modulation depth of 100% and 75%, and $V_{\pi}$ voltage of 6.6 V, and 6.6 V at the 200 Hz and 1 KHz, respectively. The minimum detectable electric field is ~1.84 V/m, ~3.28 V/m, and ~11.6 V/m, corresponding to a dynamic range of about ~22 dB, ~17 dB, and ~6 dB at frequencies of 500 KHz, 1 MHz and 5 MHz, respectively.

• 센서학회지
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• 제10권4호
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• pp.214-221
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• 2001

비대칭 도파로 마흐젠더(Mach-Zehnder)형 $Ti:LiMbO_3$ 광변조기를 이용하여 아주 낮은 저주파대(ELF:Extremely Low Frequency)의 전계계측을 위한 센서개발을 시도하였다. $Ti:LiMbO_3$ 광변조기를 이용하는 전계센서의 감도는 광변조기의 전극구조에 따라 크게 달라지는 것을 알 수 있었다. 이의 확인을 위한 실험적 연구로서 플레이트(plate)형 프로브안테나를 부착한 광변조기를 제작하여 저주파 전계강도를 측정하였다. 전계강도의 측정은 주파수범위 60 Hz 에서 100 kHz 까지, 전계강도 0.1 V/cm 에서 60 V/cm 까지의 범위를 측정하였다. $10\;mm{\times}10\;mm$ 프로브안테나의 경우, 60 Hz, 0.1 V/cm의 피측정전계에서 $10^{-2}\;mV$의 감도를 얻을 수 있었다. 저주파 전계강도를 측정하기 위해서는 넓은 유효면적을 갖는 플레이트형 프로브안테나가 일반적인 다이폴 안테나보다 유용하다는 것을 확인하였다. 피측정 전자계의 주파수 범위에 따라 안테나의 유효면적을 적당히 조절한다면 더 좋은 센서의 감도를 얻을 수도 있다.