• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.2 no.1
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• pp.75-80
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• 1993

This study describes a non-invasive optical sensor and system in order to obtain oxygen saturation of blood, in-vitro. The sensor contains LED 665nm and 805nm of wavelength for light source and PIN photodiode for light detector in flat pack. The sensor system for measurement of oxygen saturation has breadboarded, including signal amplifier, filter, displayer, A/D converter, microprocessor and memory. Experimental set-up for non-invasive measurement of oxygen saturation in-vitro was done. When the variation of oxygen saturation is compared with that of each wavelength, the variation of 665nm is more than that of 805nm by five times. As oxygen saturation varies from 100% to 60%, and the reflection ratio (R805/R665) is changed linearly. The oxygen saturation in $100%{\sim}60%$ range can be measured with about 5% resolution by the developed sensor, such that if this sensor connects with the main artery and vein, the artificial heart can be controlled rapidly and precisely from measurement of the sensor.

• Proceedings of the Korean Institute of IIIuminating and Electrical Installation Engineers Conference
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• 2004.05a
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• pp.195-199
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• 2004

The most important role of photosensor is to measure on exact workplan illuminance of room when daylight responsive dimming systems are used. The shape of most optimal photosensor must be able to measure exact luminous flux without changing setting position corresponding to the change of room situations. That is, shape and positioning of optimal photosensor should be corresponded to the optimal luminous flux measurement.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.30 no.2
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• pp.52-58
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• 2002

Measurment of dynamic strain is important to monitor structural integrity. In this paper, the new type of EFPI is proposed to measure the dynamic strain. The second reflecting surface of fiber in this new sensor is deposited gold on to increase its reflectivity. So, it is called the gold-deposited EFPI (G-EFPI) in this paper. In order to explain the principle of measurement of the dynamic strain, two models for the loss of intensity are proposed and an experiment is performed. If a cavity between two reflecting surface increases, the loss of the light that passes through the cavity increases, causing a subsequent decrease in the output intensity of the sensor. Conversely, if the cavity decreases, the amount of loss decreases and the output intensity increases. Also the optimal length of the cavity is proposed to manufacture the G-EFPI with high sensitivity. Finally, the dynamic strainof a composite specimen was measured successfully using the G-EFPI.

• KSBB Journal
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• v.17 no.2
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• pp.158-161
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• 2002

In this study, a prototype fiber-optic biosensor was fabricated using the inhibition of enzyme reaction by organophosphorus compounds to detect organophosphorus compounds, which is nervous toxic material an? is used as chemical weapon and pesticide. Enzyme, substrate, and inhibitor for enzyme reaction were acetylcholinesterase (key enzyme in nervous cell), acetylthiocholine iodide, and paraoxon (a kind of organophosphorus compounds), respectively. The detection principle of sensor is the detection of enzyme reaction inhibited by organophosphorus compounds by the quantitative measurement of acetic acid, which was achieved by absorbance measurement using litmus solution that maximum absorbance band is changed by pH. To fabricate prototype fiber-optic biosensor, high bright LED and photodiode was used as light source and light intensity detector, respectively. From the experimental results using a prototype biosensor, the linear change of sensor signal was obtained in a range of 0-2 ppm inhibitor concentrations. From these results, it was verified that the quantitative measurement of organophosphorus compounds could be achieved fast (within 2 minutes) and accurately by a prototype fiber-optic biosensor.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.6 no.1
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• pp.89-98
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• 2002

Optical current sensor and optical voltage sensor modules were designed and fabricated to improve measurement error and insulation in automatic power distributor By using Faraday effect, optical current sensor with an $\alpha$-iron core was designed and fabricated to minimize current induction of the other phase and was optimized to maintain linearity. Optical voltage sensor was fabricated owing to the pockets effect and adopted spatial electric field type because of small room in an automatic power distributor. To connect a distributor with an external terminal for signal processing, optical multi connector was designed, fabricated and tested for coupling loss and gas leakage. The linearity of optical current sensor for applied current maintains variation of smaller than 2.5% for applied current range from 20A to 700A. The linearity of optical voltage sensor was smaller than 1% for appling voltage from 6.6kV to 19.8kV. Since the measured characteristics are good, these devices can be considered as being applicable in practice.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.37 no.2
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• pp.231.1-231.1
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• 2012

한국해양과학기술원 해양위성센터에서 주관운영을 수행하고 있는 천리안 위성의 해양탑재체인 천리안 해양관측위성(이하 GOCI)은 정지궤도위성용 해색센서로서, 태양을 광원으로 지구상의 해수 표면 부근에서 반사되어 대기를 통과한 가시광 및 근적외 대역을 8개 밴드로 분광하여 관측하는 센서이다. 해색센서의 경우, 일반적으로 센서에 입사되는 광신호의 약 90%가 대기에 의한 신호이며, 약 10%에 해당되는 신호만 원래 관측목적인 해수에 의한 신호이기 때문에, 5% 이내의 높은 복사보정 정확도가 요구된다. 이러한 높은 복사보정 정확도를 만족시키기 위해서는, 지상에서의 현장관측을 통한 위성자료 검보정 뿐만 아니라, 발사 후 위성 궤도상에서 센서의 복사보정을 수행하는 궤도상 복사보정이 체계적으로 수행되어야 한다. GOCI는 태양을 기준광원으로 하는 태양광 복사보정을 채택하여, 센서의 셔터부에 태양광 복사보정을 위한 2개의 태양광확산기(Solar Diffuser)를 장비하고 있다. 본 발표에서는 궤도상 시험 후 약 16개월에 걸친 궤도상 복사보정 운영결과와 관련하여, 발사 후 일별, 월별, 계절별 등 각 기간별 센서의 이득변화를 관찰하였으며, 그 결과 1년을 기준으로 약 3% 범위로 주기적인 이득 변화가 있음을 확인하였다. 지상시험결과와의 비교에 의해, 태양광확산기에 대한 태양입사각이 이러한 주기적인 이득 변화의 주 원인임을 궤도상 복사보정 운영결과를 통해 밝히고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.311-312
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• 2012

본 발표에서는 광학적 분석 시스템에 적용 가능한 발광소자(광원)과 수광소자(광센서)를 집적화시키는 모듈(수 발광 집적모듈) 기술을 제시하고자 한다. 이러한 수-발광 집적모듈은 다양한 응용 분야에 적용 될 수 있다. 예를 들어, 광신호 감지를 위한 광통신용 송-수신 모듈(optical communication), 의료/진단 분야에서 단백질/DNA/박테리아 등의 검출 및 분석에 관한 바이오 센서(bio-sensor), 그리고 대기(가스)/수질 모니터링에 관한 환경센서 등 매우 광범위한 분야에 해당되는 요소 기술이라 할 수 있다. 특히, 이들 분야들 중 바이오 물질을 분석하고 검출하는 광학적 바이오 센서 기술은 높은 경제적 가치와 산업적 성장 잠재력으로 인해 오랫동안 활발한 연구가 진행되어 오고 있다. 이러한 광학적 바이오 센서에서 가장 범용적인 방법 중 하나가 항온-항체 면역반응을 기반으로 하는 형광 검출(fluorescence detection) 기법이다. 이러한 시스템은 전체적으로 광원, 광학계, 그리고 센서로 구성되는데 기존에 일반적으로 사용되고 있는 형광 현미경의 경우는 민감도가 우수하다는 장점은 있으나 상당히 고가이고 부피가 크며 복잡한 광학구성으로 이루어져 있다는 한계점을 가지고 있다. 이러한 맥락에서 고민감도를 확보하면서 휴대성, 고속처리, 저가 등의 특성을 가진 시스템에 대한 요구가 갈수록 증가하고 있다. 이를 해결하기 위한 핵심기술 중의 하나가 수-발광 부분을 집적화 시키는 기술이라 할 수 있다. 본 연구에서는 바이오 센서 기술의 하나로서 형광을 측정하여 혈액내의 진단 지표인자를 검출할 수 있는 휴대용 혈액진단기기에 적용되는 소형 수 발광 집적 모듈을 개발하였다. 혈액내의 검출 성분의 양에 따라 형광의 세기가 변화하게 됨으로써 정량적인 검출이 가능한 원리이다. 모듈의 구조는 크게 광원(발광소자), 광학계, 그리고 광센서(수광소자) 세 영역으로 나누어 진다. 광원은 635 nm 적색 레이저다이오드로서 형광체(Alexa Fluor 647/발광파장: 668 nm)를 여기 시키는 기능을 하며 장착된 볼렌즈 의해 샘플의 형광체 영역으로 집광된다. 광학계는 크게 시준렌즈(collimating lens)와 광학필터로 구성됨으로써 샘플로부터 발생되는 광을 적절하게 수광소자로 전달하는 기능을 하게 된다. 여기서 광학필터의 경우는 기본적으로 Distributed Bragg's Reflector(DBR) 구조로써 실리콘(Si) 포토다이오드 상부에 모노리식(monolithic)하게 형성되며 검출 샘플로부터 진행되는 레이저 광(잡음의 주원인)은 차단하고 형광(광신호)만 통과 시키는 기능을 하게 된다. 따라서 신호 대 잡음비(S/N ratio)를 향상시키기 위해서는 정밀한 광 필터링 기능이 요구됨으로써 박막의 세밀한 공정 조건과 구조적-광학적 특성 분석이 수행되었다. 마지막으로 포토다이오드 소자는 일반적인 구조 이외에 중앙에 원형 구멍이 형성된 특별한 구조가 적용된다. 이것은 포토다이오드 구조에 변화를 줌으로써 모듈 구조를 효율적으로 응용할 수 있다는 의미를 갖는다. 또한 포토다이오드의 전기적-광학적 측정 분석을 통해 잡음 및 감도 특성이 세부적으로 조사되며 형광신호를 효과적으로 측정할 수 있음을 확인하였다. 최종적으로 제작된 모듈은 약 $1{\times}1{\times}1cm^3$ 내외 정도의 크기를 갖는다. 요약하자면 본 발표에서는 광학적 바이오센서에 적용할 수 있는 소형 수-발광 소자 집적모듈을 소개한다. 전체 모듈 설계는 최소한의 부피를 가짐과 동시에 측정의 정밀성을 향상시키는데 초점을 맞추어 진행하였다. 세부요소인 광학필터와 포트다이오드의 경우 잡음 및 민감도에 미치는 중요성 때문에 세밀한 공정 및 특성분석이 수행되었다. 결론적으로 독자적인 설계 및 공정을 통해 휴대성 및 정밀성 등의 목적에 부합한 경쟁력 있는 수-발광 소자 집적모듈 제작 기술을 확보하였다.

• The KIPS Transactions:PartC
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• v.12C no.4 s.100
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• pp.519-524
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• 2005

Due to various types of errors added to dynamic weight measurement data, proper methods to reduce measurement errors are required to produce reliable weights. It is very difficult to reduce the measurement error due to excessive oscillation of the system. To cope with parasitic types of errors in real systems, information provided by the photo sensors are utilized and combined in such a way to reduce the measurement errors of load cells. In addition to four channels of load cells from a model trailer, photo sensors are used to obtain the information to compensate the error induced from vertical movement of the vehicle due to the variation of ground level. A model trailer system is run to verify the effectiveness of the proposed method to reduce noise of dynamic weight measurements.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.30 no.2
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• pp.67-73
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• 2019

In this paper, we investigated the sensing ability of an extraordinary optical transmission sensor, which is based on the diverse configurations of highly ordered structures. The diverse nanostructures of subwavelength hole array were designed to have different periods and lattice configurations of the array. To verify the sensing ability of the sensor, we measured the transmittance spectra of samples (n = 1.333, 1.363) for diverse configurations of substrates. The measured transmittance spectra of diverse materials with different refractive indices show that the sensitivity increased as the period of the structures increased. Also, improved sensing performance of the sensor was achieved for the square array, compared to the hexagonal array.

• Photonics industry news
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• s.25
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• pp.64-73
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• 2004