• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 춘계 학술발표회
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• pp.1026-1031
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• 2009

21세기 대한민국은 지반분야에 있어서 과거 건설위주의 발전에서 유지관리의 중요성이 대두되는 시대로 변모하였다. 특히 이상기후에 의한 집중호우 발생이 빈번해진 상황에서 외부조건에 직접적으로 노출되어있는 사면구조물은 타 지반구조물보다 상대적으로 관리의 필요성이 더 높다. 사면의 유지관리 방법 중에서도 계측에 의한 상시 모니터링 시스템 구축 관련 기술이 주목을 받고 있으며, 장기적인 시스템 운용 측면에서 내구성이 우수한 광섬유 재료를 이용한 계측 시스템 개발이 국가적 지원을 받으며 연구가 활발히 진행 중에 있다. 본 연구는 암반사면의 균열부에 설치하여 미세한 거동을 측정할 수 있는 광섬유 정밀 계측 시스템을 개발하고, 실제 사면 현장에 시범 구축한 사례를 요약한 것이다. 영동고속도로 원주지사 관내에 있는 암반사면을 대상으로 총 6개의 센서를 변위발생 가능성이 높은 균열부에 설치하였다. 계측데이터의 수집과 전송을 위하여 사면 하단부에 컨트롤박스를 설치하고 데이터로거, 운용시스템, 유선네트워크 시스템을 구축하였다. 설정된 주기별로 취득되는 계측데이터는 우선적으로 현장에서 저장되고, 사무실에서도 원격으로 제어할 수 있는 시스템을 시범적으로 구축하여 운용중에 있다. 향후 계측 시스템의 센서부, 데이터로거, 운용프로그램 등을 추가 연구를 통하여 개선하고 현장에 반영하는 과정을 반복함으로써 사면 시설물의 유지관리에 최적의 시스템을 개발 및 구축하는 것이 본 연구의 최종적인 목표이다.

• 센서학회지
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• 제8권3호
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• pp.232-238
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• 1999

페브리-페롯 간섭계 원리를 이용한 광섬유 센서를 철근 콘크리트 구조물에 매설하고 구조물에 압력을 가했을 때 위상변화와 스트레인과의 특성 관계를 조사하였다. 단일모드 광섬유 (SMF) 내에 $TiO_2$ 유전체 박막을 용융 접합하여 공극의 길이가 10 mm인 광섬유 페브리-페롯 간섭계를 제작하였다. 제작한 페브리-페롯 간섭계와 6 mm의 철근을 $100{\times}100{\times}500\;mm^3$ 크기의 철근 콘크리트 구조물에 매설하였다. 광섬유 간섭계 및 광섬유 리드선은 접착제로 광섬유를 보호하였으며, 여러 지점에서 구조물이 받는 압력의 크기를 측정하기 위해 TDM 방식의 다중화 방법을 이용하였다. 제작한 광섬유 간섭계 센서의 광출력 특성은 인가한 하중에 따라 선형적으로 변화하였으며, 제작된 센서의 감도는 각각 $1.03^{\circ}/kg$와 $0.76^{\circ}/kg$이였다.

• 터널과지하공간
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• 제21권1호
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• pp.1-10
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• 2011

최근 광섬유를 이용한 센싱기술은 비약적으로 발전하여 수 km의 광역지역에서 수mm 이하의 미소영역에 대한 계측 및 다양한 물리, 화학적인 측정을 가능하게 하였다. 또한 첨단 기술에 관련된 실험 및 선박, 항공, 교량 등 실제 구조물의 응답을 측정하여 건전성을 평가하는 시도가 이루어지고 있다. 본고에서는 광섬유 센서의 계측기술 및 터널, 도로 등의 구조물에 응용된 사례를 고찰하였다. 또한 당사에서 개발한 터널의 선행변위 계측을 위한 분포형 광섬유센서 방식인 OTDR센서의 적용 사례를 연구 성과로 소개하였다. 터널의 선행변위 계측은 안정성 평가를 위한 필요 조건으로 터널 막장의 전방 지질조건을 이해하는데도 도움이 되며, 향후 OTDR센서에 의한 터널 선행변위 계측은 기존 계측방법을 대체할 수 있을 것으로 기대한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.45-46
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• 2001

본 논문은 편광유지 광섬유 루프 미러를 이용한 센서 시스템의 제작과 이의 응용에 대한 것이다. 수동 검출법을 통하여 비교적 간편한 신호처리 방식을 갖는 센서 시스템을 제작하였고, Fabry-Perot 필터를 스캔하여 다중점 측정에 이용하였다. 또한 루프 미러의 온도 의존성을 이용하여 온도 센서로의 응용 가능성도 제시하였다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2003년도 제14회 정기총회 및 03년 동계학술발표회
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• pp.324-325
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• 2003

광섬유 브래그 격자 센서(Fiber Brags Grating Sensor： FBG Sensor)는 여타 광섬유 센서와 같이 가볍고 저렴하며 주위의 전자기적 잡음에 무관한 장점과 더불어 측정대상이 반사광의 파장변화이므로, 광섬유 연결부나 실험장치들에 의해 생기는 광 손실이나 잡음에 대해서 강인한 측정을 할 수 있다. 그리고 파장변화가 변형률이나 온도변화에 선형적으로 나타나므로, 센서로서 많은 연구가 진행되고 있다. 특히, 구조물의 내부에 삽입하여 구조물 스스로 외부의 환경변화를 감지하여 필요한 동작을 수행하는 지능형 구조물(Smart Structure)에 적합한데, 이를 위해선 구조물의 여러 지점을 측정해야 하므로, 브래그 격자 여러개를 한 시스템에서 사용하는 다중화(Multiplexing)가 필수적이다. (중략)

• 한국재난관리표준학회지
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• 제2권4호
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• pp.67-73
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• 2009

사회기반시설은 국가 경제 활동의 기반을 형성하는 기초적인 시설이기 때문에 교량붕괴와 같은 예상치 못한 구조물 이상은 개인 및 국가적인 경제적 손실을 발생시킬 뿐만 아니라 사회문제로까지 확대될 수 있다. 따라서 사회기반시설을 이루는 구조물에 대한 지속적인 유지관리와 안전관리는 비중 있게 다루어져야 한다. 교량 유지관리를 위한 모니터링은 90년대 초에 처음 도입되어 현재는 실시간 계측과 분석이 가능한 상태로까지 발전하였으며 최근에는 첨단센서를 이용한 시스템이 개발되고 있다. 본 논문에서는 상기와 같은 모니터링 시스템을 구축함에 있어서 최근 주목받고 있는 광섬유 센서를 이용하는 경우의 경제성을 알아보기 위해 다양한 조건에 대한 비용 분석을 실시하였다. 또한 분석결과를 현재 널리 사용되고 있는 전기저항식 센서를 이용하여 모니터링 시스템을 구축하는 경우와 비교하여 광섬유 센서를 이용한 교량 모니터링 시스템의 경제성을 살펴보았다. 검토결과 광섬유 센서를 사용하여 모니터링 시스템을 구축하는 경우 많은 부분 기존의 경우보다 보다 나은 이점을 취할 수 있고 비용 측면에서도 경쟁력을 가질 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2000년도 하계학술발표회
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• pp.140-141
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• 2000

금속으로 코팅한 광섬유는 폴리머로 코팅한 광섬유에 비해 여러 가지 장점을 가지고 있다. 금속 코팅 광섬유는 열적, 화학적 안정성이 높고 고온에서 사용할 수 있으며 수분 침투에 강하고 높은 굽힘 강도를 가진다. 또 납땜을 할 수가 있어서 광섬유 소자 패키징에 있어서 매우 유리하다$^{(1)}$ . 장주기 광섬유 격자는 WDM 용 필터, 온도 및 변형도 센서, 광섬유 증폭기의 이득 평탄화 필터에 많은 유용성을 가지고 있다. 광섬유 격자를 소자로 사용하기 위해서는 재 코팅이 필수적인데 금속은 좋은 대안이 될 것이다. 금속을 재 코팅 재료로 사용하기 위해서는 금속 코팅이 격자에 미치는 영향에 대한 연구가 요구된다. 광섬유 격자 쌍은 단일 장주기 격자에 비해 분해능이 좋아 센서 및 필터 등에 유용하여 본 연구에서는 광섬유 격자쌍 위에 은을 코팅하여 투과 스펙트럼에 미치는 영향을 알아보았다. (중략)

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2001년도 제12회 정기총회 및 01년도 동계학술발표회
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• pp.14-15
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• 2001

본 강좌에서는 광통신과 센서 분야에서 최근 실용화되고 있는 중요한 소자인 광섬유 격자(fiber grating)에 대해, 그 원리와 종류, 제작 방법, 시뮬레이션 기법, 광통신용 응용 및 광섬유 격자 센서 시스템의 구현 기법 등에 대해 설명한다. 별도로 제공되는 강의록에서 이에 대해 보다 구체적으로 기술할 것인 바, 그 요약은 아래와 같다. 광섬유에 굴절률 변화 패턴을 만들 수 있다는 사실은 1978년 Hill 등에 의해 발견되었고, 1989년 Meltz 등에 의해, 자외선(UV) 레이저를 광섬유 측면에 조사하여 광섬유 코어(core)의 특정 부위에 광섬유 격자를 만드는 방법이 고안되었다. 광섬유에 격자가 새겨지는 원인에 대한 이론은 여러 가지가 있고 이들이 복합적으로 작용하지만, 중요한 요인은 산소가 빠진 게르마늄과 관련된(oxygen deficient germania related) 결함이다. 따라서, 게르마늄(Ge)이 높게 도우핑(doping)된 광섬유에 격자가 잘 새겨진다. 보통의 단일 모드 광섬유도 수소처리(hydrogenation)를 하면 자외선에 대한 광민감성(photosensitivity)을 증가시킬 수 있어 격자의 제작이 가능하다. (중략)

• 한국음향학회지
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• 제8권1호
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• pp.75-80
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• 1989

단일모드 광섬유를 이용하여 호모다인 검출방식으로 동작하는 Mach-Zehner 광섬유 간섭계를 구성하여 공기중 음압반응을 조사하였다. 광섬유 간섭계 센서가 직각조건에서 동작하도록 하기 위해 기준 광섬유에 원통형 압전신장기를 사용하는 신호안정화 장치를 제작하였다. 이는 온도변화나 주위환경의 영향에 관계없이 광섬유 간섭계 센서의 감도를 최대의 크기로 일정하게 유지시켜 준다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.1425-1431
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• 2013

게르마늄이 도핑된 실리카 코어에 페이즈 마스크를 이용하여 격자를 새긴 광섬유 브래그 격자 센서를 총 선량 23 kGy의 감마선을 조사하여 방사선에 의한 브래그 파장의 변화를 측정하였고, 방사선 조사 후에는 어닐링 특성을 평가하였다. 패키징된 FBG 센서의 경우, 방사선 조사동안 최대 91 pm의 브래그 파장변화가 나타났다. 또한 동일한 조건에서 패키징된 광섬유 브래그 격자 센서가 패키징 되지 않은 센서보다 방사선 민감도가 2배 이상 높게 나타났다.