• 제목/요약/키워드: 광섬유자이로

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우주용 광섬유자이로 개발동향 (Recent Development Trends of Fiber Optic Gyroscope in Space Application)

  • 정동원;김정용;오준석;노웅래
    • 항공우주산업기술동향
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    • 제8권2호
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    • pp.76-85
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    • 2010
  • 본 논문에서는 우주환경에 사용되는 광섬유자이로(FOG)의 최근 개발동향에 대해 기술하고자 한다. 광섬유자이로는 샤냑효과를 이용하여 각속도를 측정하는 장치로 링레이저자이로(RLG)에 비해 짧은 개발역사를 가지고 있지만, 관련 소자 및 신호처리 방법의 발전으로 인해 고성능의 우주용 관성항법장치로 링레이저자이로를 대체하기에 충분한 것으로 알려져 왔다. 본 논문에서는 광섬유자이로의 개발동향을 현재까지 개발된 광섬유자이로 제품을 바탕으로 각각의 성능과 특징에 대해 알아보고, 앞으로 고성능 우주용 관성항법장치로서의 광섬유자이로의 발전 방향에 대해 살펴보기로 한다.

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고속회전 감지 광섬유자이로 설계 (Design of Fiber Optic Gyroscope for Sensing High Rotation)

  • 도재철;정경호;조민식;송기원;문홍기
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권6호
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    • pp.551-555
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    • 2009
  • 본 논문은 광섬유 간섭계의 제한된 회전 측정범위($\pi$/2[radian]) 확장을 통하여 고속 회전입력을 감지할 수 있는 광섬유자이로 설계에 관한 연구 결과를 기술하였다. 디지털 세로다인 변조 기법을 바탕으로 광섬유자이로 신호처리 회로를 설계하였으며, 제작된 프로토타입 광섬유자이로의 시험결과 약 ${\pm}3000[deg/sec]$의 고속 회전측정 성능과 약 150[ppm]의 환산계수 성능을 확인하였다. 따라서 본 논문에서는 고속회전 감지를 위한 광섬유자이로 설계의 유효성이 검증되었다.

디지털 폐루프 신호처리를 적용한 광섬유 자이로 설계 및 성능평가 (Design and Performance Evaluation of Fiber Optic Gyro with Digital Closed-loop Processing)

  • 도재철;정경호
    • 한국항공우주학회지
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    • 제34권9호
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    • pp.97-103
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    • 2006
  • 본 논문에서는 디지털 폐루프 신호처리를 이용한 광섬유자이로를 설계하고 성능 시험한 결과를 제시하였다. 회전 입력에 대한 자이로의 피드백 제어를 위해 디지털 세로다인 변조기법이 적용되었고, 환산계수의 안정화를 위해 변조진폭 및 광전력 제어회로를 설계하였다. 프로토타입 광섬유자이로를 시험한 결과, 바이어스 안정도 0.34 deg/hr, 환산계수 비선형도약 100ppm , 회전감지 영역 ${\pm}500$ deg/sec의 성능을 얻었다.

펄스 디더링을 이용한 광섬유자이로 불감응영역 제거 (Deadzone Elimination of Closed-Loop Fiber Optic Gyro using Pulse Dithering)

  • 정경호;도재철;조민식;송기원
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권8호
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    • pp.789-797
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    • 2009
  • 자이로의 불감응영역은 외부 회전이 인가되고 있음에도 불구하고 이를 감지하지 못하는 영역을 말한다. 본 논문에서는 모델링/시뮬레이션을 이용하여 불감응영역의 원인을 분석하고 불감응영역을 제거하기 위해 디지털 펄스 디더링 기법을 도입하였다. 900m 광섬유를 적용한 3축 자이로 시스템으로 시험한 결과, 디더 진폭, 주파수, 그리고 자이로 루프이득의 조합에 의해 불감응영역이 효과적으로 제거될 수 있음을 확인하였다.

적정주파수에서 동작하는 광섬유 자이로스코프의 광원잡음 소거 (Subtraction of source noise in a fiber-optic gyroscope operating at the proper frequency)

  • 진영준;박태용;박희갑
    • 한국광학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.97-101
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    • 2000
  • 본 논문에서는 광섬유 자이로스코프에서 자이로 출력으로부터 광원의 과잉잡음 성분을 소거할 수 있는 새로운 방법을 제안하고 실험하였다. 이 방식은 기존의 방식과 달리 광원잡음 검출시에 별도의 지연 광섬유가 필요없다는 장점이 있으며, 신호처리를 통해 자이로 출력에서 광우너 과잉잡음의 적정주파수 성분만을 소거하는 방식으로서, 적정주파수에서 동작하는 광섬유 자이로에 단순하게 적용될 수 있다. 고출력 Erbium 첨가 광섬유 광원을 사용하고 적정주파수로 변조된 광섬유 자리로스코프에 이 방식을 적용한 결과, 자이로 출력 스펙트럼상의 잡음이 12dB 감소하였다. 또한, 회전에 따른 자이로 출력을 측정한 결과, 불규칙잡음 계수가 1/3.5 정도로 감소하였다.

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광섬유 간섭계 시뮬레이터의 분해능에 관한 연구 (A Study on the Resolution of Fiber Optic Interferometer Simulator)

  • 양문상;정경호;도재철;이영우
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2009년도 춘계학술대회
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    • pp.245-247
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    • 2009
  • 본 연구에서는 광섬유 자이로(Fiber Optic Gyro)의 광학부 간섭계를 모사하고자 한다. 디지털 신호처리를 이용하여 광섬유 고리의 응답특성을 모사한다. 디지털 신호의 1bit 분해능으로 0.1deg/hr의 성능을 내는 광섬유 자이로를 모사하기엔 부족하다. 본 연구에서는 Random Noise를 활용하여 분해능을 높임으로써 광섬유 고리의 성능을 정확히 모사하고자 한다. 입력 레이트에 Random Noise를 실어줌으로써 1bit 분해능의 성능을 높일 수 있다. 1bit 사이의 값들이 랜덤노이즈로 인해 1bit 더해지거나 빼짐으로써 정확한 값을 갖을 수 있다.

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고출력 Erbium 첨가 광섬유 광원을 사용하는 자이로스코프에서 광원 과잉잡음의 소거 (Subtraction of excess noise in a gyroscope employing a high-power erbium-doped fiber source)

  • 진영준;박태용;박희갑
    • 한국광학회지
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    • 제10권5호
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    • pp.396-400
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    • 1999
  • 고출력 erbium 첨가 광섬유 광원을 이용하는 광섬유 자이로스코프에서 측정감도를 개선하기 위하여 신호처리를 통해 자이로의 출력단에서 출력신호에 포함된 광원의 과잉잡음 성분을 소거하였다. 진폭 1.8rad으로 변조된 자이로의 잡음 스펙트럼을 측정한 결과, 본 논문의 방식으로 과잉잡음을 소거한 경우가 소거하지 않은 경우에 비해서 잡음이 13.5dB 감소하였다. 또한, 회전에 따른 자이로 출력을 측정한 결과, 불규칙잡음 계수가 1/4∼1/5 정도로 감소하였다.

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단일모드 광섬유를 이용한 비편광 광섬유 자이로스코프의 잡음특성 (Noise characteristics of a depolarized fiber-optic gyroscope incorporating single-mode fiber)

  • 진영준;박태용;박희갑
    • 한국광학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.155-160
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    • 2003
  • 일반 통신용 단일모드 광섬유를 회전 감지용 광섬유로 사용하는 비편광 광섬유 자이로스코프를 제작하고 특성을 측정하였다. 이 자이로스코프의 잡음특성을 계산하여 예측하고, 신호대 잡음비가 최대가 되는 적정 변조진폭 둥의 최적 동작조건을 추출하였다. 자이로의 불규칙잡음계수를 여러 위상차 변조진폭에 대하여 측정한 결과, 위상차 변조진폭이 2.4 rad인 경우에 0.7$\times$$10^{-3}$ deg/√hr의 작은 불규칙잡음계수를 얻을 수 있었으며, 변조진폭에 따른 잡음특성의 경향이 계산에 의한 예측치와 거의 일치하였다.

잡음축소된 광섬유 증폭기형 광원 방식의 자이로스코프 (Noise Subtraction in a Fiber-Optic Gyroscope with Fiber Amplifier/Source Configuration)

  • 진영준;박태용;박희갑
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2000년도 제11회 정기총회 및 00년 동계학술발표회 논문집
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    • pp.242-243
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    • 2000
  • Erbium 첨가 광섬유(EDF) 광원은 출력 특성과 온도에 대한 파장 특성이 우수하여 Sagnac 간섭계의 원리를 이용한 광섬유 자이로스코프(이하 줄여 자이로라 함)에 많이 사용되고 있다. 이득매질인 EDF를 광원 겸 광증폭기로 사용하는 광섬유 증폭기형 광원 (Fiber Amplifier/source : FAS) 방식$^{[l-2]}$ 은 기존의 single-pass 방식$^{[3]}$ 에 비해서 구조가 단순하고 검출광 power가 크다는 장점이 있다. 그런데, 검출광 power가 큰 경우에 자이로의 SNR이 광원의 과잉잡음(excess noise)에 의해서 제한되므로 실제로 자이로의 측정감도는 개선되지 않는 문제점이 있다.$^{[4]}$ Single-pass 방식의 광원을 사용하는 경우, 적절한 신호처리를 통해 자이로 출력신호에 포함된 광원의 과잉잡음의 적정주파수 성분을 소거함으로써 자이로 신호의 SNR을 개선시킨 바 있었다.$^{[5]}$ 그러나, 일반적으로 single-pass 방식의 경우에는 검출광 power가 작아서 자이로의 SNR이 광원의 과잉잡음에 의해서 제한되는 경우는 드물다. 반면에 증폭기형 광원 방식은 자이로로부터 되돌아오는 신호광이 다시 광원으로 입사되어 EDF를 반대 방향으로 진행하는 동안 증폭되기 때문에 충분히 큰 검출광 power를 얻을 수 있다. 따라서, 자이로 신호에 포함된 광원의 과잉잡음이 소거된다면 자이로 신호의 SNR은 크게 개선될 것으로 여겨진다. 이 논문에서는 광섬유 증폭기형 광원 방식(FAS)의 자이로에 대해 위와 같은 신호처리를 이용하여 광인의 과잉잡음의 적정주파수 성분을 소거하는 실험을 하였다. (중략)한 흡수를 확인하고, $^4$T$_2$$\longrightarrow$$^4$A$_2$(650-800 nm), $^2$E$\longrightarrow$$^4$A$_2$에 의한 nophonon line R$_1$, R$_2$(680.4, 678.5 nm) 및 $^2$T$_1$$\longrightarrow$$^4$A$_2$(655.7, 649.3, 645.2 nm)의 형광방출 스펙트럼을 얻었으며, 형광수명은 0.264 ms로 조사되었다. 제조된 레이저 발진봉은 직경 6.3 m, 길이 45 nm이었다.\pm$0.06kHz Ge $F_4$; -1.84$\pm$0.04kHz$0.04kHz/TEX>0.04kHz 모국어 및 관련 외국어의 음운규칙만 알면 어느 학습대상 외국어에라도 적용할 수 있는 보편성을 지니는 것으로 사료된다.없다. 그렇다면 겹의문사를 [-wh]의리를 지 닌 의문사의 병렬로 분석할 수 없다. 예를 들어 누구누구를 [주구-이-ν가] [누구누구-이- ν가]로부터 생성되었다고 볼 수 없다. 그러므로 [-wh] 겹의문사는 복수 의미를 지닐 수 없 다. 그러면 단수 의미는 어떻게 생성되는가\ulcorner 본 논문에서는 표면적 형태에도 불구하고 [-wh]의미의 겹의문사는 병렬적 관계의 합성어가 아니라 내부구조를 지니지 않은 단순한 단어(minimal $X

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모우드록킹된 광섬유 레이저 자이로스코프의 특성연구 (Characteristics of Mode Locked Fiber Laser Gyroscope)

  • 전민용;정호진;김병윤
    • 한국광학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.131-137
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    • 1994
  • 희토류 첨가 광섬유를 이용하여 새로운 형태의 모우드록킹된 광섬유 레이저 자이로스코프를 구현하였다. 이 자이로스코프로부터 짧은 광 펄스의 형태로 출력이 나오며, 자이로스코프가 정지해 있는 경우에는 시간축상에서 펄스들의 간격이 일정하나, 회전을 하면 펄스들의 간격이 변하였다. 이 펄스들의 간격을 시간축 상에서 측정하여 회전률을 알 수 있었다. 또한 편광효과에 의한 오차신호를 분석하였고, 이의 효과를 제거하기 위하여 편광기가 도입되어야 함을 알았다.

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