• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.1672-1673
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• 2011

고출력 펄스 파워를 발생시키는 장치는 이미 수많은 연구가 진행되어 다양하게 상용화되어 있는 상태다. 이러한 고출력 펄스 발생기는 특히 군사적 목적으로 많이 이용된다. 그러나 군사적 목적으로 이들을 이용하는데 있어서, 크기나 무게로 인하여 휴대성에 큰 제약을 갖게 된다. 또한 외부로부터의 전원 공급을 필요로 한다. 펄스 발생 전원으로써 PZT 52/48을 이용한 펄스 발생기는 상대적으로 작고 가벼우며 구조가 간단하다. 본 실험에서는, 직경 10 mm, 두께 10 mm의 PZT 52/48을 사용한 FEG로 약 15 kV의 전압을 발생시켰다.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2000.02a
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• pp.232-233
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• 2000

초단펄스를 생성하는 방법에는 이득 스위칭, 광 변조기, 모드록킹 레이저 등이 있다. 이중에서 모드록킹 광섬유 레이저를 이용한 초단펄스를 발생시키는 방법은 비용이 많이 들고 부피가 큰 단점을 갖고 있지만, 매우 짧은 펄스 폭 생성, 고 출력의 펄스생성, 그리고, 파장 및 주파수를 조절을 할 수 있다는 장점을 갖고 있다. 한편, 모드록킹 방법에는 수동형과 능동형이 있다. 수동형 방법은 아주 짧은 펄스 폭을 갖는 펄스를 발생할 수 있지만, 출력이 불안정하고 펄스의 발생주기를 조절하기 어려운 반면, 능동형 방법은 상대적으로 펄스폭은 넓지만, 안정된 출력과 펄스 발생주기를 짧게 할 수 있다. 따라서, 고 반복률의 안정된 펄스를 사용하는 초정밀 광 계측기나 광통신에 사용되는 광원으로 능동형 모드록킹 광섬유 레이저가 많이 사용되어지고 있다. (중략)

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2000.07e
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• pp.71-73
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• 2000

최근 고 에너지 저장 및 발생장치의 개발은 군사용에서 산업용으로 응용되면서 각종 첨단 설비가 개발되고 있다. 본 논문에서는 전자빔 발생기로 쓰이는 Gyroklystron용 대전력, 고전압, 전류 펄스 전원장치로 입력부, 특고압 발생부, 고압 정류부 및 IGBT 펄스 스위치 구성하고 그 설계 및 개발 자료에 대하여 기술하였다. 대전력 고전압 전류펄스 전원장치를 위한 각 구성 부분의 제어 및 설계 특징은 다음과 같다. 입력부인 IGBT Inverter는 펄스 전원장치의 제어를 위하여 출력 고전압을 Feedbark System에 의해 펄스 설정 전압을 유지하도록 제어하며, 또한 펄스 출력중에 직류 고전압부의 전압강하, 즉 펄스 진압의 Drop이 커지는 것을 방지하기 위하여 Fast Dynamics를 갖도록 Feedback System을 구성하였다. 단상 특고압 승압용 변압기 3대를 직렬접속한 특고압 발생부는 PWM 제어된 전압을 입력받아 특고압으로 승압시키며 고압 펄스성 전압과 매우 높은 dV/dt 전압이 인가되므로 Stray Capacitance가 최소가 되어야 하며 절연파괴로부터 보호될 수 있어야 한다. 고압 정류부는 Inverter와 특고압 변압기에 의하여 전원이 공급되므로 교류전압의 교번 순간에 매우 높은 전압변동률을 가지는 Fast Recovery High Voltage Rectifier로 설계 제작되어졌다. 펄스 스위치인 IGBT 스위치는 Gate Driver에 의해 구동되어 지며 주어진 펄스 사양을 만족시키게 된다. 특히 소자의 전압특성을 고려하여 120KV의 전압 값을 갖도록 설계, 제작하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.221-221
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• 2011

수 Tera Watt급의 가속기 및 펄스파워 시스템은 다수의 스위치를 사용하고 있으며, 이와 같은 가속기 및 시스템의 성능은 기체방전 스위치의 성능에 직접적으로 관련되어 있다. 일반적으로 이와 같은 기체방전, 액체방전 고출력 스위치는 다목적으로 많은 연구와 개발에 응용되고 있다. 예를 들어 천둥 펄스전자빔 발생장치는 12개의 Marx gap 및 3개의 100 kV 펄스충전 전기트리거 gap을 가지고 있다. 기체 방전 또는 액체 방전 펄스 충전 갭 스위치의 음극에 펄스 고전압이 인가되면 이로 인하여 음극에서 전자빔이 발생한다. 내부에는 전자빔이 양극과 충돌하는 순간 양극표면에 플라스마가 형성된다. 이와 같은 플라스마 sheath는 축 방향 이극관 안에서 양극 충전 에서 음극으로 팽창하면서 전파하며, 또한 거의 동시에 음극표면에도 플라스마가 형성되어 음극에서 양극으로도 팽창하여 전파하게 된다. 이와 같은 펄스충전 고출력 갭 스위치 안에서 발생되는 방전 플라스마의 특성에 관한 갭 breakdown 과정에 대한 특성연구를 한다. 고출력 스위치의 특성 조건으로는 방전전압, 방전시간, jitter 등이 있다. 본 연구에서는 최대전압 600 KV, 최대전류 88 KA, 펄스 폭 60 ns의 특성을 가지는 고전압 펄스 시스템 '천둥'을 이용하여 방전 챔버에 고전압 펄스를 인가하고 N2와 SF6 혼합기체 종류와 압력에 따른 현상을 전기, 광학적으로 연구하였다. 전극은 구리텅스텐 합금재질의 표준전극을 사용하였고, 전극 간격은 20 mm로 고정하였다. 방전 챔버 압력을 100 torr에서 4 기압까지 변화시켜가며 실험을 진행하였고, N2에 대한 SF6의 혼합비율을 0%~100%까지 변화시키며 실험을 진행하였다. 실험결과 방전전압은 압력이 증가함에 따라 증가하다가 2 기압 이상에서는 완만히 증가하는 경향을 보였고, SF6 혼합비율은 0~10%까지 급격히 증가하고, 그 이상의 혼합비율에서는 완만히 증가하였다. 전자온도는 SF6 혼합비율이 0~10%일 때 급격히 증가하여 이후에는 포화되는 경향을 보였고, 압력에 따라서는 큰 경향성을 보이지 않았다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.102-102
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• 2010

수 Tera Watt급의 가속기 및 펄스파워 시스템은 다수의 스위치를 사용하고 있으며, 이와 같은 가속기 및 시스템의 성능은 기체방전 스위치의 성능에 직접적으로 관련되어 있다. 일반적으로 이와 같은 기체방전, 액체방전 고출력 스위치는 다목적으로 많은 연구와 개발에 응용되고 있다. 예를 들어 천둥 펄스전자빔 발생장치는 12개의 Marx gap 및 3개의 100 kV 펄스충전 전기트리거 gap을 가지고 있다. 기체 방전 또는 액체 방전 펄스 충전 갭 스위치의 음극에 펄스 고전압이 인가되면 이로 인하여 음극에서 전자빔이 발생한다. 내부에는 전자빔이 양극과 충돌하는 순간 양극표면에 플라스마가 형성된다. 이와 같은 플라스마 sheath는 축 방향 이극관 안에서 양극충전 에서 음극으로 팽창하면서 전파하며, 또한 거의 동시에 음극표면에도 플라스마가 형성되어 음극에서 양극으로도 팽창하여 전파하게 된다. 이와 같은 펄스충전 고출력 갭 스위치 안에서 발생되는 방전 플라스마의 특성에 관한 갭 breakdown 과정에 대한 특성연구를 한다. 고출력스위치의 특성 조건으로는 방전전압, 방전시간, jitter 등이 있다. 본 연구에서는 최대전압 600 KV, 최대전류 88 KA, 펄스 폭 60 ns의 특성을 가지는 고전압펄스 시스템 '천둥'을 이용하여 방전 챔버에 고전압 펄스를 인가하고 N2와 SF6 혼합기체 종류와 압력에 따른 방전 현상을 연구하였다. 전극은 구리텅스텐 합금재질의 표준전극을 사용하였고, 전극 간격은 20 mm로 고정하였다. 방전 챔버 압력을 100 torr에서 4 기압까지 변화시켜가며 실험을 진행하였고, N2에 대한 SF6의 혼합비율을 0%~100%까지 변화시키며 실험을 진행하였다. 방전 챔버에는 C-dot probe와 B-dot probe를 설치하여 전압과 전류를 측정하였고, C-dot probe 와 B-dot probe는 각각 Northstar사의 10000:1 고전압 probe와 rogowiski coil을 이용하여 시준 하였다. 실험결과 방전전압은 압력이 증가함에 따라 증가하다가 2 기압 이상에서는 완만히 증가하는 경향을 보였고, SF6 혼합비율은 0~10%까지 급격히 증가하고, 그 이상의 혼합비율에서는 완만히 증가하였다. 방전개시시간은 혼합기체 압력에 따라 증가하며 1기압 이상에서는 급격히 증가 하였다. SF6 혼합비율에 따라서는 1 기압 조건까지는 큰 차이가 없었으나 2 기압부터는 급격히 증가하였다. 안정성을 나타내는 jitter는 SF6 100%일 때 가장 컸으나 혼합기체의 변화에 따른 큰 차이는 없었다.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.9 no.5
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• pp.1117-1122
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• 2005

This paper is studied the high-repetition rate optical-pulse stream generation using optical loop mirror coupler. With the recent development of the ultrahigh-speed optical time division multiplexed system, hish-repetition rate optical-pulse stream generation is necessary. This is different from conventional approaches, which use fiber or integrated waveguide delay line circuits. The high-repetition-rate optical-pulse multiplication phenomenon occurs when the optical pulse's spectral width is greater than the transfer bandwidth of the coupler used. From the analysis, the output repetition rate can be controlled by using fiber couplers with different equivalent transfer bandwidths. The pulse separation spacing is controlled by number of cascaded coupler in optical loop mirror coupler scheme.

• Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
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• v.16 no.5
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• pp.703-711
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• 2013

In this paper, we have proposed high power generator with Induction Voltage Adder of three cells. IVA which has n cells can generate n-th times high power pulse, is a more stable system than Marx generator in the view of breakdown. We applied amorphous metal magnetic cores as an energy storing material for IVA rather than ferrite cores because of their higher magnetic flux swing to make it more compact system and the loss of it was also considered in the design. For driving the IVA, we design Blumlein pulse generators which are filled with pure water for high dielectric constant and high breakdown field strength, and triggered by single Marx generator. We have presented the PSPICE simulation and its test result.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.07a
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• pp.78-80
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• 2018

본 논문은 용량성 결합 플라즈마 응용 시스템을 위한 전류형 토폴로지 기반의 전력 변환장치 구조를 제안한다. 제안된 시스템은 독립적으로 제어된 두 개의 고 정밀 펄스 전류를 부하로 출력하는 병렬 연결된 전류형 전력 변환장치로 구성된다. 전체 회로 토폴로지는 네 가지 세부 부분; 바이어스 전류 발생기, 바이어스 전류 모듈레이터, 슬롭 전류 발생기, 슬롭 전류 모듈레이터로 구성되어 있다. 제안된 시스템은 빠른 과도 특성을 위해 1200V/90A급 SiC MOSFET 스위치를 사용하였다. 제안된 전력 변환장치는 4.5kV의 출력전압, 40A급 출력전류와 100ns급 전류 상승/하강 특성을 충족시키도록 설계되었다. 본 연구는 펄스 전류형 전력 변환회로를 제안함으로써 전압형 전력 변환장치에 비해 전압 스파이크 및 전압 파형 왜곡을 줄여 보다 정확한 출력 전압을 발생시킴으로써 용량성 결합 플라즈마 시스템의 안정도 및 정밀도를 향상시킬 수 있다.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.18 no.1
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• pp.66-73
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• 2007

The various output characteristics of a pulsed Ti:sapphire laser oscillator with a plane-parallel resonator, pumped longitudinally by the second harmonic wave of a Nd:YAG laser, and the output of a Ti:sapphire laser amplifier operated along the single path of the oscillator beam were investigated and analyzed. In the case of the oscillator, we measured the spectrum, the pulse buildup time, the temporal duration time of the pulse, and the output energy according to the variation of the pumping energy, resonator length, and the reflectance of the output coupler. And, in the case of the amplifier, we investigated and analyzed the output energy of the amplifier as a function of the time difference between the two pump beams of the oscillator and the amplifier, the pumping energy of the oscillator, and the pumping energy of the amplifier When pump energies of both the oscillator and the amplifier were 18 mJ/pulse, we could find that the output energy of the amplifier increased linearly and gradually up to the time difference of 35 ns. Finally, we determined that the slope efficiencies of the oscillator and the amplifier were 23.5 % and 11.6 %, respectively.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2001.07c
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• pp.1612-1615
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• 2001

포항 방사광 가속기 2.5 GeV의 전자선형 가속기는 마이크로웨이브 발생원으로써 80 MW 클라이스트론(klystron) 11대와 입사부에 65 MW 클라이스 트론 1대를 사용한다. 전자빔 에너지의 효율적인 제어를 위하여 고출력 클라이스트론의 RF 전력과 입력 빔의 전력을 정확하게 측정해야 하며 응답특성이 양호한 측정장치와 정밀한 측정이 요구된다. 클라이스트론에 공급되는 전력은 캐소드에 인가되는 전압과 전류의 측정치로 계산된다. 비록 빔 전압측정에서의 작은 오차일지라도 클라이스트론 RF 출력 전력의 결과값에 큰 영향을 미친다. 따라서, 빔 전압의 측정시에 정확한 측정을 위하여 특별한 주의가 요구된다. 고전압 펄스전원장치 인 모듈레이터 (modulator)에서 발생되는 수백 kV(350-400 kV)의 전압을 측정하기 위하여 커패시터의 용량비로 입력전압을 분압하는 용량성 분압기(capacitive voltage divider, CVD)가 사용된다. 고압측 분압용 표준 콘덴서의 정전용량을 결정하는 주요인자는 고전압 절연유의 유전율(dielectric constant)이다. 그러므로, 측정범위 내의 전압, 주파수, 온도에 대하여 정전용량의 변화율이 작도록 설계하여야 한다. 본 논문에서는 펄스형 고전압 신호 측정을 위한 용량성 전압 분배기의 측정원리, 설계분석, 교정시험, 절연유의 온도변화에 따른 정전용량 변화 특성에 대한 실험 결과를 고찰하고자 한다.