A study on optical properties of InP for implementation of fiber-optic temperature sensor

광섬유 온도센서를 위한 InP의 광학적 특성 연구

A fiber-optic temperature sensor utilizing InP as a sensing medium was implemented and tested to determine the dependance of the optical characteristics of InP on physical parameters for the use as design parameters in this type of sensors. The optical absorption coefficient of InP has been determined through the experimental measurement of the fundamental optical absorption characteristics at various temperature points. The transmission characteristics of light source at three temperature points($249^{\circ}K$, $298^{\circ}K$, $369^{\circ}K$) are computed from the optical absorption coefficient for a fixed length of InP. A series of measurement concluded that optical absorption edge moves to longer wavelength region at a speed of 0.42 nm / $^{\circ}K$ as the specimen gets hotter, and that increasing the thickness of the InP sensing layer shifts power density curve to lower temperature region.

Inp 소자를 이용하여 광섬유 온도 센서를 제작하고 InP센서의 기초 광흡수단의 이동특성을 조사하였다. 그 결과를 일반 반도체의 흡수계수에 적용하여 InP 소자의 광흡수 계수(${\Omega}$)를 유도하였다. 광흡수 계수와 InP 센서소자의 두께 파라미터를 전달특성에 대입하여 온도변화에 따른 기초 광흡수단 가장자리의 이동특성을 세점의 온도($249^{\circ}K$, $298^{\circ}K$, $369^{\circ}K$)에서 컴퓨터로 계산하고 실험 결과와 비교하였다. 그 결과 InP 소자의 기초 광흡수단이 온도에 비례하여 장파장 영역으로 이동하였으며 단위 온도 상승시 광흡수단의 이동거리는 약 0.42 nm / $^{\circ}K$ 였다. 또 반도체 소자의 두께가 증가할수록 광 파워 밀도 곡선이 낮은 온도로 이동하였다.