• Nuclear Engineering and Technology
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• 제33권2호
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• pp.175-183
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• 2001

Various welding processes are now available for end cap closure of nuclear fuel element such as TG(Tungsten Inert Gas) welding, magnetic resistance welding and laser welding. Even though the resistance and TIG welding processes are widely used for manufacturing commercial fuel elements, they can not be recommended for the remote seal welding of a fuel element at a hot cell facility due to the complexity of electrode alignment, difficulity in the replacement of parts in the remote manner and a large heat input for a thin sheath. Therefore, the Nd:YAG laser system using optical fiber transmission was selected for Zircaloy-4 end cap welding inside hot cell. The laser welding apparatus was developed using a pulsed Nd:YAG laser of 500 watt average power with optical fiber transmission. The weldability of laser welding was satisfactory with respect to the microstructures and mechanical properties comparing with TIG and resistance welding. The optimum operation processes of laser welding and the optical fiber transmission system for hot cell operation in a remote manner have been developed The effects of irradiation on the properties of the laser apparatus were also being studied.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.725-726
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• 2013

• Journal of Welding and Joining
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• 제31권4호
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• pp.28-33
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• 2013

The effects of laser welding beam quality is very large. However, not an analysing case was found for the difference on the plasma emission signal during laser welding according to the beam quality. Therefore, in this study, we compared and evaluated penetration and signal change according to the beam quality at the a similar wavelength band by using a fiber laser and Nd:YAG laser. In addition, we took high speed videography in order to make sure that FFT analysis reflects the actual motion period of keyhole and found the period of video analysis and FFT mostly matched. As a result, it is expected to secure higher reliability than evaluating signal intensity when appling FFT to monitoring.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권12호
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• pp.51-57
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• 2004

본 논문에서는 폐경로를 통한 Fabry-Perot 레이저의 자기궤환 레이저 발진 현상을 이용하여 새로운 광섬유 길이 측정 방법을 제안하였다. Fabry-Perot 레이저에 변조전류를 인가하여 생성된 광펄스를 피측정 광섬유를 포함하는 폐경로를 통과한 후 다시 레이저로 입사시키면 특정 변조주파수에서 자기궤환 레이저 발진이 유도될 수 있다. 제안된 측정법에서는 특정 모드에서 자기궤환 레이저 발진을 유도하기 위한 변조주파수들을 측정하고, 이 변조주파수들 사이의 차를 이용하여 광섬유의 길이를 계산하도록 한다. 제안된 측정법을 이용하여 0.1 ∼ 75 km 범위의 피측정 광섬유의 길이 측정을 수행하였고, 측정결과는 기존의 상용 계측기를 사용한 측정 결과와 잘 일치함을 실험적으로 검증하였다. 상용 계측기와의 상대 오차는 0.24 % 이하였고, 반복측정오차(repeatability)는 0.1 % 보다 작았다.

• 한국광학회지
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• 제25권4호
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• pp.200-206
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• 2014

본 논문에서는 직경 $125{\mu}m$의 싱글모드 광섬유에 입사된 빔을 다방향으로 방사하기 위하여 이론적으로 계산된 값을 광학설계 프로그램인 LightTools를 이용하여 광섬유 끝단에 원뿔형 구조물을 모델링 하고 입사된 모든 빔이 전반사 되어 측면으로 방사되는 광섬유 팁과, 전방과 측면으로 동시에 방사가 가능한 광섬유 팁에 대해 시뮬레이션을 하였다. 이러한 결과를 가지고 광섬유 끝단에 펨토초 레이저와 $CO_2$ 레이저를 이용하여 원뿔형 구조물을 제작하고 시뮬레이션 결과와 비교 분석하는 연구를 수행하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.35-44
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• 2009

The purpose of this paper is to describe experimental results about the T-joint welding of the high power continuous wave (CW) fiber laser for SAPH steel plate for seat frame of car. The seat rail is a part of seat frame of cars. The assembling method is mostly fix up using a bolt and nut. But this assembling method has many demerits in productivity such as increasing work process and material cost. This paper presents an experimental study about Laser T-Joint weldability of seat rail. Laser welding has many advantages in lightness and saving material costs of seat frame. The laser beam was moved along the work pieces by six axis robot with process optical fiber. The laser beam is focused with a welding head within incident angle $15{\sim}45^{\circ}$ for the purpose of the T-joint welding through two side full penetration. The range of the root gap size is less than ${\leq}0.4mm$. Optical microscopy SEM were performed to observe the micro structures and determine the structures of welded zone.

• 한국광학회지
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• 제32권2호
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• pp.49-54
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• 2021

본 논문에서는 고출력 광섬유 레이저의 핵심 부품인 대구경 광섬유 엔드캡을 제작하는 장비를 설계 및 제작하였으며, 제작장비를 이용하여 대구경 광섬유 엔드캡을 제작하였다. 대구경 광섬유 엔드캡 제작장비는 레이저 광을 조사하여 접속 열원으로 사용하기 위한 CO2 레이저 광원부, 대구경 광섬유와 엔드캡의 위치를 이송하기 위한 정밀 스테이지 조립체, 스테이지 조립체와 연동되어 융착 시 정렬에 사용되는 비전 시스템으로 구성되어 있다. 레이저 광원의 출력은 스테이지 조립체와 연동되어 출력을 제어하며, 비전 시스템으로 대구경 편광유지 광섬유의 편광축을 정렬할 수 있도록 제작되었다. 자체 제작한 장비를 이용하여 클래드 직경이 400 ㎛인 대구경 편광유지 광섬유와 10(W)×5(D)×2(H) ㎣의 엔드캡을 레이저 융착하여 대구경 광섬유 엔드캡을 제작하였다. 제작된 대구경 광섬유 엔드캡의 신호광 삽입손실, 소광률 및 빔품질(M2)은 각각 0.6%, 16.7 dB, M2x=1.21, M2y=1.22로 측정되었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제49권4호
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• pp.865-872
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• 2017

For more than 10 years, the laser process has been studied for dismantling work; however, relatively few research works have addressed the effect of high-power fiber laser cutting for thick sections. Since in the nuclear sector, a significant quantity of thick material is required to be cut, this study aims to improve the reliability of laser cutting for such work and indicates guidelines to optimize the cutting procedure, in particular, nozzle combinations (standoff distance and focus position), to minimize waste material. The results obtained show the performance levels that can be reached with 10 kW fiber lasers, using which it is possible to obtain narrower kerfs than those found in published results obtained with other lasers. Nonetheless, fiber lasers appear to show the same effects as those of $CO_2$ and ND:YAG lasers. Thus, the main factor that affects the kerf width is the focal position, which means that minimum laser spot diameters are advised for smaller kerf widths.

• 한국광학회지
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• 제5권1호
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• pp.125-130
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• 1994

광섬유 레이저의 수동형 모우드록킹을 위한 새로운 공진기 구조를 제안하고 이를 실험하였다. 광섬유 레이저 공진기의 한쪽 끝에는 이색성 평면경을 부착하였으며, 다른쪽 끝은 긴길이의 광섬유 Sagnac loop로 이루어진 비선형 loop mirror로 구성하였다. Er 첨가 광섬유 레이저와 Nd 첨가 광섬유 레이저의 각각의 경우에 대한 모우드록킹의 실험결과를 기술하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제15권6호
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• pp.85-95
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• 1997

This study is to investigate the optimum conditions of Nd:YAG laser beam welding for Zircaloy-4 end cap closure by optical fiber transmission. Laser welding parameters which affect the penetration depth and bead width were experimentally examined using the various beam radius by the beam quality analyzer, joint geometries of end cap and the laser parameters which mean pulse width, repetition rate and pulse energy. Also, an optimum welding speed and the effect of assistant gas with varying the flow rate of He were investigated. We found that the laser average power for the end cap welding will be 230W and rotation speed must not exceed 8 RPM, the best position of focus using optical fiber with 600.mu.m will be 2 to 3mm below the surface of the material.