• Current Optics and Photonics
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• 제4권4호
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• pp.293-301
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• 2020

In this paper we propose and theoretically analyze a monolithic multiparametric sensor consisting of a superstructure of surface-relief waveguide Bragg gratings (WBGs), a micro-machined diaphragm, and a cantilever beam. Diaphragms of two different configurations, namely circular and square, are designed and analyzed separately for pressure measurement. The square diaphragm is then selected for further study, since it shows relatively higher sensitivity compared to the circular one, as it incurs more induced stress when any pressure is applied. The cantilever beam with a proof mass is designed to enhance the sensitivity for acceleration measurement. A unique mathematical method using coupled-mode theory and the transfer-matrix method is developed to design and analyze the shift in the Bragg wavelength of the superstructure configuration of the gratings, due to simultaneously applied pressure and acceleration. The effect of temperature on the wavelength shift is compensated by introducing another Bragg grating in the superstructure configuration. The measured sensitivities for pressure and acceleration are found to be 0.21 pm/Pa and 6.49 nm/g respectively.

• 한국광학회지
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• 제16권4호
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• pp.319-325
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• 2005

고속으로 간섭피크의 위치를 찾기 위해 일련의 아날로그 신호처리를 수행하는 백색광간섭(WLI)센서용 신호처리 방식을 고안하고, 이를 WLI 온도센서 시스템에 적용하였다. 새로운 신호처리방식을 적용한 결과 잡음은 $0.019^{\circ}C/\sqrt{Hz}$로 측정되었으며, 선형성도 우수하였다. 그러나 보상용 간섭계에서의 온도변화가 센서출력의 드리프트로 나타났으며, 현재의 구성에서 드리프트의 온도 의존성은 $1.42{\mu}m/^{\circ}C$인 것으로 계산되었다. 또한 간섭피크간 간격이 광원의 가간섭길이에 비해 충분히 넓지 않은 경우 간섭무늬 피크의 간격과 신호처리기가 측정한 피크 간격과의 관계가 비선형적으로 나타날 수 있음도 확인하였다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.95-100
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• 2016

This study proposes the temperature compensation algorithm using thermopile detector for non-dispersive infrared Nitrogen gas sensor. From the output voltage of thermistor that is attached onto the infrared detector, the ambient temperature was extracted. The effects of temperatures on the properties of sensor module characteristics of narrow bandpass filter, optical cavity and infrared lamp, and air mixing gas have been introduced in order to implement the temperature compensation algorithm.

• 한국가스학회지
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• 제11권1호
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• pp.40-45
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• 2007

본 논문은 온도보상의 특성을 보여주는 비분산 적외선 이산화탄소 가스센서에 대해 기술하였다. 이 가스센서는 두개의 오목한 반사경을 가진 광 공동, 검출기 출력 전압과 온도센서의 증폭을 위해 동일한 금속 패키지 내에 제작된 ASIC 칩을 포함한 써모파일 검출기로 구성되어 있다. 새롭게 개발된 센서 모듈은 0 ppm에서 2,000ppm까지 이산화탄소 가스의 농도를 측정한 결과 ${\pm}40\;ppm$의 오차를 보였으며, 실험 결과에 기초한 가스농도의 계산 방법으로부터 센서 모듈은 $15^{\circ}C$에서 $35^{\circ}C$ 온도 구간에서 ${\pm}5\;ppm$의 오차를 나타냄으로써 높은 정확성을 가진 자기 온도 보상형 센서를 제작하였다.

• 한국광학회지
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• 제21권1호
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• pp.12-15
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• 2010

본 논문은 바이메탈(bi-metal)에 부착된 열확장 코어 광섬유의 높은 구부림 손실 효과를 이용한 광섬유 온도 센서를 제안 및 구현하였다. 바이메탈(bi-metal plate)의 온도 변화에 의한 변형은 열확장 코어 광섬유의 구부림 손실을 발생시킨다. 실험결과 소자의 감도와 측정범위는 열확장 코어 광섬유의 구조를 조절하여 제어 될 수 있음을 보였다. 소자의 제조공정이 상세하게 기술되었다.

• 전기학회논문지
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• 제64권11호
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• pp.1592-1597
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• 2015

In this study, we developed a fiber-optic temperature sensor (FOTS) based on a silicone oil and an optical time domain reflectometer (OTDR) to apply the measurement of a coolant leakage in the nuclear power plant. The sensing probe of the FOTS consists of a silicone oil, a stainless steel cap, a FC terminator, and a single mode optical fiber. Fresnel reflection arising at the interface between the silicone oil and the single mode optical fiber in the sensing probe is changed by varying the refractive index of the silicone oil according to the temperature. Therefore, we measured the optical power of the light signals reflected from the sensing probe. The measurable temperature range of the FOTS using a Cu-coated silica fiber is from $70^{\circ}C$ to $340^{\circ}C$ and the maximum operation temperature of the FOTS is sufficient for usage at the secondary system in the nuclear power plant.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.492-503
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• 2008

최근 개인 인증 기술의 발달과 중요성이 높아짐에 따라 분실이나 도용 등의 위험이 적은 바이오 인식 기술이 빠르게 보급되고 있다. 특히, 인식률이 높고 이용하기 쉬운 지문 인식 시스템이 홍채 인식, 얼굴 인식, 정맥 인식 등의 다른 바이오 인식 시스템보다 훨씬 많이 사용되고 있는 것으로 나타나고 있다. 그러나 이와 같은 지문 인식 시스템은 지문 데이터를 입력할 때, 인공적으로 만들어진 위조 지문이 입력될 수 있는 문제점을 가지고 있다. 따라서 이와 같은 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 광학식 지문센서에서 발생되는 빛이 생체 지문을 투과하면서 감쇠되는 정도를 측정하고, 일정시간에 따른 단계별 빛의 투과량의 명암 차이를 분석하여 위조 지문의 입력을 검출하는 방법을 제안하였다. 제안된 시스템의 성능 향상을 입증하기 위해 기존에 사용되던 지문 온도 측정을 병행하는 멀티센서(Multi-Sensor) 인식 시스템과 성능 비교 실험을 수행하였으며, 그 결과, 위조 지문에 대한 검출률이 약 32.6% 정도 향상된 것을 확인함으로써 지문 인식시스템에서의 보안 문제의 해결 가능성을 제시하였다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제14권3호
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• pp.235-239
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• 2010

In this study, we have fabricated two types of non-invasive fiber-optic respiration sensors that can measure respiratory signals during magnetic resonance (MR) image acquisition. One is a nasal-cavity attached sensor that can measure the temperature variation of air-flow using a thermochromic pigment. The other is an abdomen attached sensor that can measure the abdominal circumference change using a sensing part composed of polymethyl-methacrylate (PMMA) tubes, a mirror and a spring. We have measured modulated light guided to detectors in the MRI control room via optical fibers due to the respiratory movements of the patient in the MR room, and the respiratory signals of the fiber-optic respiration sensors are compared with those of the BIOPAC$^{(R)}$ system. We have verified that respiratory signals can be obtained without deteriorating the MR image. It is anticipated that the proposed fiber-optic respiration sensors would be highly suitable for respiratory monitoring during surgical procedures performed inside an MRI system.

• 한국광학회지
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• 제25권3호
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• pp.131-136
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• 2014

본 논문에서는 짧은 길이의 편광유지 광자결정 광섬유(polarization-maintaining photonic crystal fiber : 이하 PM-PCF)와 3 dB 광섬유 결합기(fiber coupler), 그리고 편광 조절기(polarization controller)로 구성된 사냑(Sagnac) 복굴절 간섭계(birefringence interferometer)를 이용하여 온도에 둔감한 편광 간섭형 스트레인 센서(polarimetric strain sensor)를 구현하였다. 센서부(sensor head)로 사용된 PM-PCF의 길이는 2 cm이었고, 이는 기존의 PM-PCF 기반 편광 간섭형 스트레인 센서들과 비교할 때 가장 짧은 센서부 길이이다. 제안된 센서는 $0{\sim}8m{\varepsilon}$의 범위에 대해서 스트레인 측정을 수행하였으며, ${\sim}0.87pm/{\mu}{\varepsilon}$에 해당하는 스트레인 민감도를 얻을 수 있었다. 또한, 외부 온도를 $30^{\circ}C$에서 $100^{\circ}C$까지 변화시키며 제안된 센서의 온도 의존성을 조사한 결과, 약 $-12pm/^{\circ}C$의 온도 민감도를 얻을 수 있었으며, 이는 기존의 편광 유지 광섬유의 온도 민감도(약 $-990pm/^{\circ}C$) 에 비해 약 82배정도 작은 값이다. 특히, 실용적인 관점에서 센서 표지자(indicator)로 사용되는 파장이 스트레인 민감도에 큰 영향을 주지 않는다는 것을 실험 및 이론적으로 확인하였다.

• 전자공학회논문지A
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• 제28A권9호
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• pp.721-728
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• 1991

In this paper, a magneto-optic modulator has been designed by using single crystal BSO and polycrystal ZnSe as Faraday cells. And practical core-type optical current sensors using pure iron and permalloy have been prepared and experimented. In order to obtain efficient magnetic field detection, LED(NEC OD08358, 0.87 $\mu$m) was used as optical source, PIN-PD(OD-8454)as optical receiver and multi-mode optical fiber (100/140$\mu$m) as transmission line. The characteristics matrix of the optical element was calculated by Stokes parameter, and optic modulation characteristics equations were derived by Muller matrix. Electromagnetic analysis program (FLUX 2D, micro VAX 3600) by finite element method was used to find the magnetic flux density around the core. The measuring error of the output voltage to input current has been masured below 5% in the range of 50A to 1000A. As the temperature was changed from -20$^{\circ}C$ to 60$^{\circ}C$, the maximum measurement error of the optical output has been found to be 0.5% at 60$^{\circ}C$. These experimental results show good temperature and linearity characteristics. The SNR of the overall system was 47dB in case of 600A (250.2 Oe) conductor current and the system has good noise immunity.