• 센서학회지
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• 제6권3호
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• pp.172-179
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• 1997

간섭형 광섬유 센서의 경우 소자의 구성만 적절히 바꾸어 다른 종류의 측정에도 사용될 수 있다는 점에 착안하여 여러 종류의 센서를 동시에 신호처리할 수 있는 원격 다중화 광섬유 센서 시스템을 구현하였다. 구현된 센서 시스템의 신호처리는 간단한 광학 구성으로 원격 다중화 측정이 가능하도록 광섬유 Fabry-Perot 간섭형 센서배열을 가정하여 피측정량의 변화에 의한 간섭 무늬의 수만 카운트하는 디지털 신호처리로 구성되었다. 광섬유의 광학 효과에 대한 데이터를 종합함으로써 센서 시스템에 부착할 센서를 구현하기 위해 적합한 광학효과를 선택하는 기준을 제시하였으며, 한 예로서 반경 4.3 cm의 원형 다이아프램 중앙에 광섬유 Fabry-Perot 간섭계를 부착하여 광섬유의 스트레인 광학 효과를 이용하게 구성한 압력센서 1개를 센서 시스템에 연결하여 간섭형 광섬유 압력 센서 시스템을 구성하였다. 압력센서의 동작을 수조실험에서 확인함으로써 압력의 원격 측정이 가능함을 보였으며, 수조 실험의 길과 2 m의 측정범위에서 오차는 ${\pm}3.6\;cm$이내인 것으로 나타났다.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권5호
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• pp.499-507
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• 2004

광섬유 ROTDR (Rayleigh optical time domain reflectometry) 센서와 보디 긴 광섬유를 감지광섬유로 사용할 수 있는 광섬유 BOTDA (Brillouin optical time domain analysis) 센서를 구성하고, 이들 각각을 이용하여 중요보안 대상체인 사회기반시설물에 침투하는 침입자를 탐지할 수 있는 기포 연구를 수행하였다 ROTDR 센서의 감지부로는 넓은 면적을 감지할 수 있는 매설형 광섬유 센서 탐지판을 제작하고, 인가된 침입물체의 위치와 무게에 따른 신호특성을 고찰하였다. ROTDR 센서는 펄스 폭이 30ns이고, 광섬유의 길이는 10km 이상이다. 위치탐지오차는 약 2m 이내였으며, 무게에 따른 탐지능력은 20kgf, 40kgf, 60kgf, 80 kgf의 네 단계를 구분할 수 있음을 알 수 있었다. 넓은 지역에 걸친 침입자의 침투를 감시하기 위하며 수십 km의 광섬유 길이 전제를 감지부로 사용할 수 있는 광섬유 BOTDA 센서를 개발하였다. BOTDA 센서는 한 개의 레이저 다이오드와 두 개의 광전 변조기(electro-optic modulator)를 사용하여 간단하게 구성하였다. 침입자에 의한 광섬유의 변형률 벽화를 탐지하는 실험을 수행하기 위하여 광학테이블 위에 광섬유에 변형률을 인가하기 위한 실험 장치를 설치하여 실험을 수행하였다. 이 실험으로부터 시간간격 1.5 초동안 광섬유 약 4.81km의 길이를 거리분해능 3m로 침입자를 탐지할 수 있음을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제33권5호
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• pp.459-464
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• 2013

Structures can be evaluated their health status by allowable loading criteria. These criteria can be determined by the maximum strain. Therefore, in order to detect this maximum strain of structures, fiber optic Bragg grating(FBG) sensor probes are newly designed and fabricated to perform the memorizing detection even if the sensor system is on-and-off. The probe is constructed with an FBG optical fiber embedded in silver epoxy. When the load is applied and removed on the structure, the residual strain remains in the silver epoxy to memorize the maximum strain effect. In this study, a commercial Al-foil bonded FBG sensor probe was tested to investigate the detection feasibility at first. FBG sensor probes with silver epoxy were fabricated as three different sizes. The detection feasibility of maximum strain was studied by doing the tensile tests of CFRP specimens bonded with these FBG sensor probes. It was investigated the sensitivity coefficient defined as the maximum strain divided by the residual strain. The highest sensitivity was 0.078 of the thin probe having the thickness of 2 mm.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2000년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.163-166
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• 2000

Fiber Bra99 grating (FBG) sensor, one of the fiber optic sensor (FOS) offers lots of advantages for structural health monitoring due to its multiplexing capability. Also, it is proper to measure the structural vibration with no mass concentration effect. In this paper, we constructed two sensor arrays composed of 9 FBG sensors for the vibration and mode sensing of a composites beam. For an accurate measurement of wavelength shift, a signal processing board with an electric circuit based on time-interval counting was developed. This sensor system showed a good resolution of dynamic strain (<10${\mu}{\varepsilon}$). Using this sensor system, dynamic strains at 9 points of composite beam was measured and strain measured mode shape of the beam was calculated from the acquired strains and compared with numerical results by ABAQUS.

• 대한전기학회논문지
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• 제43권4호
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• pp.620-626
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• 1994

As the electrostrictive actuator for optic control, PZN-BT-PT ceramics were investigated for the influences of sintering conditions on the structural, electrostrictive properties and the optical properties of Fabry-perot Interferometer using eletrostrictive ceramics. The specimen SS15T, sintered 1hr at 1150$^{\circ}C$, is sutible for eletrostrictive actuator because its piezoelectric constants(dS131T) and strain(XS131T) at dc 10kV/cm had the higest value of 175${\times}$10S0-12TC/N, -255${\times}$10S0-6TΔl/l respectively. As the dc electric field increased, the interference effect of Fabry-Perot Interferometer was increased. The most intense interference fringe and the maximum power of 160${\mu}$W were observed at dc 6kV/cm. Thus it was considered that specimen SS15T could be used as the electrostrictive actuator for optic control.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제17권3_4호
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• pp.347-356
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• 2004

In order to extend the lifetime of buildings and civil infrastructure, patch type fibrous composite retrofitting materials are widely used. Retrofitted concrete columns and beams gain stiffness and strength, but lose toughness and show brittle failure. Usually, the cracks in concrete structures are visible to the naked eye and the status of the structure in the life cycle is estimated through visual inspections. After retrofitting of the structure, crack visibility is blocked by retrofitted composite materials. Therefore, structural monitoring after retrofitting is indispensable and self diagnosis method with optical fiber sensors is very useful. In this paper, we try to detect the peel out effect and find the strain difference between the main structure and retrofitting patch material when they separate from each other. In the experiment, two fiber optic Bragg grating sensors are applied to the main concrete structure and the patching material separately at the same position. The sensors show coincident behaviors at the initial loading, but different behaviors after a certain load. The test results show the possibility of optical fiber sensor monitoring of beam structures retrofitted by the composite patches.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권3A호
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• pp.257-264
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• 2010

일반적으로 대형구조물의 건전성평가에 있어 중요한 인자인 변위를 추정함으로써 구조물의 성능 저하 및 노후도를 판단하는 근거가 된다. 그러나 변위응답의 계측이 중요함에도 불구하고 계측 방법의 부재로 말미암아 현수교와 같은 대형구조물의 변위응답을 측정하는 방법이 용이치 않은 것이 현실이다. 본 논문에서는 변형률신호로부터 변위응답을 추정하는 방법인 모드분해기법을 제시하였다. 모드분해기법은 등가정적 변위응답과 구조물의 주요거동을 나타내는 저차모드의 변위응답을 합하여 최종변위응답을 추정하는 방법이다. 변형률신호의 계측시 전기저항식 변형률센서를 사용할 경우 전기적 노이즈 문제가 발생할 소지가 크며, 측점이 많아질수록 경제적 부담감이 커진다. 이런 문제점을 극복하기 위하여 전기적 노이즈의 영향이 없고 다중측정이 가능한 광섬유 브래그 격자 센서를 사용하였다. 현수교와 플레이트거더교의 동재하실험을 통하여 모드분해기법의 사용성을 검토하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제29권1호
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• pp.30-34
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• 2016

In this paper, we report that selective etching on N-polar face by EC (electro-chemical)-etching effect on the reduction of bowing and strain of FS (free-standing)-GaN substrates. We applied the EC-etching to concave and convex type of FS-GaN substrates. After the EC-etching for FS-GaN, nano porous structure was formed on N-polar face of concave and convex type of FS-GaN. Consequently, the bowing in the convex type of FS-GaN substrate was decreased but the bowing in the concave type of FS-GaN substrate was increased. Furthermore, the FWHM (full width at half maximum) of (1 0 2) reflection for the convex type of FS-GaN was significantly decreased from 601 to 259 arcsec. In the case, we confirmed that the EC-etching method was very effective to reduce the bowing in the convex type of FS-GaN and the compressive stress in N-polar face of convex type of FS-GaN was fully released by Raman measurement.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제19권4호
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• pp.376-381
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• 2015

Transmission characteristics of long-period fiber gratings (LPFGs) fabricated by periodically etching a conventional single-mode fiber (SMF) are investigated. After coating the SMF with photoresist, the cladding of the SMF is symmetrically and periodically removed by using a wet etching technique resulting in the formation of the LPFG. Tensile strain reinforces the coupling strength between the core and the cladding mode based on the photoelastic effect. The extinction ratio of the SMF-based LPFG at a wavelength of 1550.8 nm is measured to be -15.1 dB when the applied strain is $600{\mu}{\varepsilon}$. The ascent of ambient index shifts the resonant wavelength to shorter wavelength because of the increase of the effective refractive index of the cladding mode. The extinction ratio is diminished by increase in the ambient index because of the induction of the optical attenuation of the cladding mode. The transmission characteristics of the proposed LPFG with variations in torsion are also measured. The photoelastic effect based on torsion changes the extinction ratio and the resonant wavelength of the proposed SMF-based LPFG. The polarization-dependent loss of the LPFG is also increased by torsion because of the torsion-induced birefringence. The polarization-dependent loss of the LPFG at torsion of 8.5 rad/m is measured to be 3.9 dB.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.721-725
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• 2007

무게 센서를 기본으로 한 광파이버는 무게에 민감한 파이버 브래그 격자를 이용한 구조로 되어있다. FBG 본래의 특성을 이용한 센싱과 광파이버 브래그 격자를 통하여 스트레인 효과를 기본으로 하였다. 무게 레벨의 직접적인 표시는 센싱 물질의 팽창으로 말미암아 브래그 파장의 천이에 의하여 알 수 있다. FBG의 동작은 스트레인과 온도에 매우 민감하게 만들기 위해서 본래의 특성에 의한 것으로 특별한 필터와 같다. 이러한 센싱 원리는 무게를 인가한 것으로 FBG를 통해서 스트레인 효과를 기본으로 한 것이다. 실험 구성은 센서의 무게 응답특성을 초기 연구를 통해 이용하였다. 센서로부터 투과된 신호는 0.4nm의 분해능 대역폭을 가지며 광 스펙트럼분석기를 이용하여 관찰하였다. 본 논문에서는 무게에 따른 광파이버 브래그 격자의 중심 파장이 변화하는 것을 이용하는 동시에 작은 격자 부분에 무게로 영향을 주어 FBG의 스펙트럼 특성과 형태를 나타내었으며, 광파이버의 내구성이 사라졌을 때 파장과 스트레인 변화가 제거됨을 알 수 있었다. 즉, 무게에 의해 광파이버가 파괴되면 물리적인 손상을 입게 된다.