• 한국공간구조학회:학술대회논문집
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• 한국공간구조학회 2008년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.189-194
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• 2008

본 논문은 광섬유 브래그 격자 센서를 이용한 텐서그리티 구조의 실시간 모니터링을 설명하였다. 텐서그리티 구조는 케이블의 장력만으로 평형을 유지하는 구조시스템이다. 힘의 평형을 이룰 때 케이블 각 부분에 장력은 일정하다 할 수 없다. 그러므로 각 부분의 장력의 계측은 매우 중요하다. 각 부분의 케이블의 장력을 계측하는데 광섬유 브래그 격자 센서가 적합한지를 증명하기 위하여 텐서그리티 시험체를 제작하였다. 광섬유 브래그 격자 센서를 이용하여 장력을 모니터링 하는 시험을 실시하였고, 시험의 결과로 광섬유 브래그 격자 센서는 외력 작용 시에 정확한 계측을 보여주었다. 그러므로 텐서그리티 구조의 케이블에 장력을 계측할 수 있고 실시간 모니터링이 가능하다.

• 전기전자학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.77-82
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• 2007

본 논문에서는 광섬유 표면 플라즈몬 공명 센서를 이용하여 스트레인 및 온도 변화에 따른 센서를 제시하였다. 광섬유 센서의 구조는 광섬유의 클래딩 일부를 제거하여 크롬, 은, 금을 증착한 다층 박막 구조를 모델로 하였고, dip 파장의 변화가 선형성을 보임으로써 효율적인 센서로의 활용 가능성을 보이고자 한다.

• 한국광학회지
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• 제14권3호
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• pp.230-235
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• 2003

빛의 모드사이의 간섭 때문에 발생하는 스페클 패턴의 변화를 이용하여 광섬유 침입자 센서 시스템을 개발하였다. 센서 시스템은 아날로그부, 디지털 제어부 및 신호처리부로 구성되어있다. 개발된 침입자 센서 시스템은 침입자를 감지하고 침입자가 차인지 사람인지를 구별해주었다. 침입자 감지 및 침입자 식별 실험을 500 m 광섬유를 사용하여 수행하였다. 개발되어진 광섬유 침입자 센서시스템은 침입자를 매우 정확하게 감지하였으며 침입자가 차인 경우 100% 차로 인식하였으며 사람인 경우 90% 사람으로 인식하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.133-138
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• 2015

편광유지 광결정 광섬유를 이용하여 무게센서를 제작하여 실험을 하였다. 본 논문의 센서시스템은 3 dB 커플러, 반파장판, 광원으로 구성되어진다. 무게가 편광유지 광결정 광섬유에 가해지면 파장이동을 측정한다. 센서감지부로 원형형태와 직선형태의 2 종류로 제작하여 특성을 조사하였다. 직선형태로 이루어진 센서의 감도는 680 pm/kg 였으며, 원형형태로 구성된 센서의 감도는 270 pm/kg 이었다. 두 가지 형태로 제작된 센서는 선형성이 좋았으며, 감도는 직선형태로 이루어진 센서가 좋음을 알 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권6호
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• pp.30-35
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• 2003

본 논문에서는 편광 유지 광섬유 브래그 격자(PMFBG) 센서를 제작하고 신호특성을 파악하였으며, 횡방향 변형률(transverse strain)을 측정하였다. PMFBG 센서는 위상 마스크와 엑시머 레이저를 이용해서 제작하였으며, 반사파는 내부 복굴절율의 영향으로 기존의 FBG 센서와 다르게 두개의 피크를 가지는 것을 확인할 수 있었다. 또한 PMFBG 센서는 자체적으로 2개의 광축을 가지고 있으므로 이 광축을 찾는 실험을 수행하였다. 제작된 PMFBG 센서를 에폭시 시편에 삽입하여, 센서에 가해지는 횡방향 변형률을 측정하였다. PMFBG 센서의 광원으로서 파장 이동 광섬유 레이저(WSFL)를 사용하였다. 실험결과, PMFBG 센서로 측정된 변형률은 스트레인 게이지로 측정한 변형률과 잘 일치하였다.

• Composites Research
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• 제17권4호
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• pp.32-39
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• 2004

여러 광섬유 센서 중에서, FBG 센서는 다중화의 큰 장점으로 인해 다른 광섬유 센서에 비해 더 활발히 연구가 진행되고 있다. 최근, FBG 센서의 적용 연구는 부착보다는 복합재료 내부에 삽입 적용되는 경우가 많아지고 있다. 하지만, FBG 센서의 삽입 시 복합재료의 강화섬유와 평행하지 않게 삽입할 경우 발생하는 센서의 복굴절 현상으로 인해 삽입에 많은 제한이 있었다. 본 연구에서는 제작이 간편하고 다중화에 영향을 받지 않으며 복합재료 내부에 삽입 시 복굴절의 영향으로부터 보다 안정한 다양한 격자 길이의 FBG 센서 제작 기법에 대해 연구하였다. 그리고, 2 가지 종류의 복합재료에 대한 성형 모니터링을 통해 제작된 센서의 신호 특성에 대해 고찰하였다.

• 대한공업교육학회지
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• 제34권2호
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• pp.346-362
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• 2009

본 연구는 광섬유센서를 이용하여 표면조도의 간이 비접촉 측정기를 개발하는데 목적이 있다. 광섬유 센서의 장점은 우수한 고속 응답성, 자기의 무영향, 제작의 편이성이다. 광섬유센서 표면조도 측정 원리는 측정물의 표면조도에 따라 반사되는 광의 세기와 기지의 표면조도 값을 일대일 대응시키는 것이다. 반사광의 세기는 센서 프로브로부터 표면까지의 거리와 표면조도에 따른 반사한계각에 따라 결정되는데 본 연구에서는 표면까지의 거리를 일정하게 하여 표면조도에 따른 반사한계각만을 가지고 표면조도가 결정되도록 측정 프로브를 제작하였다. 측정 시스템은 발광부, 수광부과 신호처리부로 구성되었다. 이 실험에서 사용된 표준 측정 재료는 SM45C, STS303과 Al60이었다. 연구결과 첫째, 재료에 따른 표면조도와 센서출력의 상관관계로부터 근사표면조도식을 도출하고 임의 가공된 시료의 표면조도 측정을 통해 근사표면조도식이 유효함을 입증하였다. 둘째, 실제 제작한 간이 광섬유센서 표면조도 측정기가 유용함을 입증하였다.

• 한국광학회지
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• 제7권4호
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• pp.419-427
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• 1996

광섬유전류센서에서 온도변화에 따른 감도변화를 제거하기 위한 연구를 하였다. 센서헤드로는 두개의 원형틀을 수직으로 결합하고 여기에 광섬유를 번갈아 감아서 사용하였다. 이 경우 수직한 원형틀은 광섬유의 고유편광축을 상호수직하게 하므로 감겨진 광섬유에 발생된 선형복굴절량을 상쇄하여 최소화할 수 있었다. 이렇게 제작된 전류센서는 온도에 대해 보다 안정된 성능을 보였다. 센서헤드부의 온도는 약 1시간 40분동안 20-45.deg.C의 느린 변화를 주었다. 이때의 전체적인 센서 오차는 .+-.1.2% 정도였고 500A에서 3시간동안 안정성 측정을 했을 경우 .+-.1%미만의 변화를 보였다. 센서의 헤드부 전후단의 광섬유에 의해서 신호의 요동이 생기는 것을 방지하기 위한 방법으로 센서헤드부에 편광기와 편광분할기를 놓고 리드부와 분리를 했다. 광원으로서는 두개의 레이저 다이오드를 편광이 수직이 되게 배열함으로써 무편광 광원으로서의 효과를 내었다. 신호처리는 각 채널별로 분리를 하여 기계적인 부분에 의한 광손실의 영향을 배제하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.389-389
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• 2011

최근 생체분자 구조 연구가 의료진단, 생명 현상 규명 및 의약품 개발 등 다양한 분야에 응용되고 있으나 대부분의 분석방법이 제한적이어서 새로운 기술 개발의 필요성이 증대하고 있다. 종래의 DNA 등의 생체분자의 분석은 형광염료를 이용한 방법이 주로 이용되었다. 형광염료는 단백질을 포함한 여러 물질들에 대해 반응하지 않기 때문에 분석에 제한이 있으며, 이와 같은 단점을 보완하는 방법으로 SPR (surface plasmon resonance) 분석법이 연구되었다. SPR은 형광염료 분석에 필수적인 레이블링(labeling) 등의 전처리 과정 없이 높은 민감도로 분석이 가능한 장점이 있다. 한편, 그래핀은 뛰어난 전자기적 성질과 기계적 성질 을 가지는 반금속(semimetal)으로, 실험실 규모에서 안정적인 합성이 실현되면서 그 응용 분야에 대한 연구가 활발히 이루어 지고 있다. 그래핀은 큰 표면적 대 부피비를 가지며, 이는 검출물질과의 반응성이 좋아야 하는 센서기술에 있어서 장점으로 작용한다. 특히, 비금속성을 띠는 단층 그래핀을 여러 장 겹치면 금속성을 갖게 되기 때문에 SPR 센서의 금속 필름으로 응용이 가능하다. 본 연구에서는 SPR 현상을 이용하는 광섬유 센서의 감도와 정확도를 증진시키기 위해 광섬유 표면에 그래핀을 적용하였다. 광섬유는 상부 피복과 클래딩을 제거하여 코어를 노출시킨 후, 다층 그래핀 필름을 코팅함으로써 검출부를 구성한다. 그 후, DNA-biotin 용액, DNA-biotin 용액, 그리고 Streptavidin 단백질 복합 용액에 대한 검출기 신호를 분석하였다. 구성된 센서에 각 용액을 1 ${\mu}{\ell}$ 씩 반응시켜 분광계로 파장에 따른 광강도를 측정하는 실험을 수행했으며, 450 nm에서 460 nm 범위의 푸른빛의 광원을 사용하였다. 그래핀 필름의 유무에 따라 확연히 구분되는 경향을 보이는 결과를 얻었고 그래핀 필름이 기존 SPR 센서의 금속박막을 대체 할 수 있음을 확인하였다.

• 한국광학회지
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• 제8권5호
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• pp.415-419
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• 1997

광섬유 격자는 외부의 가해진 물리량에 대해 선형적인 응답을 하며, 광섬유 격자의 파장 인코딩 특성으로 인해 S/N비가 높은 신호 처리를 할 수 있는 장점이 있다. 본 논문에서는 편광 유지 광섬유 격자를 이용한 압력 센서에 관한 실험을 수행하였다. 편광 유지 광섬유 격자는 위상 마스크를 이용하여 Bow-Tie형 광섬유에 형성시켰는데, 편광 유지 광섬유는 두 개의 고유 편광 축을 가지므로 두 개의 브래그 peak을 가진다. 종방향 스트레인과 온도 변화에 따른 두 개의 브래그 파장 변화를 측정한 결과 각각 1.2 pm/.mu..epsilon.의 종방향 스트레인에 대한 파장 민감도와 11.4 pm/.deg. C의 온도에 대한 파장 민감도가 관측되어, 단일 모드 광섬유 격자의 보고된 값과 거의 일치하였다. 반면에 편광 유지 광섬유 격자에 횡방향 스트레스를 가하면 두 브래그 파장사이의 간격이 변화함을 관측하였고, 두 브래그 파장 간격에 대하여는 14.6 pm/N의 횡방향 스트레스에 대한 파장 민감도를 얻었다. 편광 유지 광섬유 격자 센서는 온도의 변화에 무관한 횡방향 스트레스 즉, 압력센서로 이용할 수 있음을 보였다.