• 융합신호처리학회 학술대회논문집
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• 한국신호처리시스템학회 2001년도 하계 학술대회 논문집(KISPS SUMMER CONFERENCE 2001
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• pp.85-88
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• 2001

레이저 거리측정기는 레이저를 이용한 거리측정 방법으로 레이저송수신펄스의 시간차로부터 거리를 측정하는 방법이다. 본 연구에서는 송광부, 수광부, 제어모듈 통의 하드웨어로 시스템을 구성하고, 거리측정의 오차를 보정 알고리즘을 사용하여 거리를 계측하는 80196 기반의 거리측정기를 개발하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권11호
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• pp.1136-1143
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• 2010

NASA가 발사한 LRO 달 탐사선의 정밀궤도 결정을 위해서 지상에서 발사한 레이저를 이용하여 단방향 거리측정 기술이 적용되었는데, 이는 실제 탐사선의 임무에 활용되는 첫번째 시도라고 할 수 있다. 본 연구에서는 LRO 달 탐사선의 레이저 거리측정을 수행하는 탑재체 및 지상 시스템, 레이저 비행시간 및 망원경 지향 오차 요소들을 분석하였다. 또한, 지상에서 발사한 레이저 펄스가 earth window내에 검출되기 위한 기술들을 분석하였다. 이러한 기술들을 적용하여 실제 LRO 달 탐사선의 레이저 추적을 통해서 관측한 데이터를 분석하고 이를 통해 성공적인 단방향 거리측정 기술이 구현될 수 있음을 확인하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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• pp.180-180
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• 2004

정밀한 계측의 필요성이 높아지면서 레이저는 그 신뢰성과 사용 편의성으로 인해 거리측정에도 높은 활용을 보이고 있다. 레이저 거리측정기(laser range finder, LRF)의 원리는 20ns 미만의 짧은 레이저 펄스를 표적에 발사한 후 반사되어 돌아오는 신호의 시간과 빛의 속도를 곱하여 거리를 계산하는 방식이다. 이러한 반사펄스(pulse-echo techniques)법은 수m-수백만 km까지의 거리측정에 사용되는 방식으로서 정밀하고 빠른 측정이 가능할 뿐 아니라 단지 목표물을 확인하고 측정버튼을 누름으로써 결과를 얻을 수 있는 사용 편의성을 장점으로 한다.(중략)

• 광학세계
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• 통권142호
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• pp.17-22
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• 2012

인공위성 레이저 추적(SLR, Satellite Laser Ranging) 시스템은 레이저를 이용하여 위성까지 거리를 측정하는 가장 정밀한 인공위성 추적 시스템이다. SLR 시스템의 원리는 극초단파의 레이저 빔을 광학 망원경을 통해 발사하여 인공위성에 장착된 레이저 반사경에 의해 반사되어 되돌아오는 레이저 빔의 왕복 비행 시간을 측정함으로써 거리를 구한다. 1964년 발사된 Beacon Explorer-B 위성의 궤도결정을 위해 SLR 기술이 NASA에 의해 처음 사용되었는데, 당시에는 거리측정 오차가 50m 수준이었다. 현재는 전자, 광학 및 제어 기술의 발달에 힘입어 그 오차가 mm 수준으로 크게 향상되어 인공위성 운영, 지구물리, 우주측지 및 우주감시 등 다양한 분야에 활용되고 있다. 미국을 비롯한 우주 선진국은 이미 다수의 SLR 시스템을 구축하여 운영하고 있으며, 현재 전 세계적으로 약 40여 개의 SLR 관측소가 국제레이저추적기구(ILRS, International Laser Ranging Service)에 가입하여 활동하고 있다. 또한 인공위성의 정밀한 거리측정을 위해 레이저 반사경이 장착된 위성 50여 개가 운영중에 있다. 고정밀 지구관측 위성 대부분에 레이저 반사경이 장착돼 있으며 러시아의 GLONASS 항법체계를 구성하는 모든 항법위성에도 레이저 반사경이 장착돼 있다. 또한 유럽우주기구에서 추진하는 갈릴레오 및 중국의 Compass 항법위성도 레이저 반사경이 장착될 예정이다. 최근에는 행성탐사 및 달탐사 우주선에 SLR 시스템의 활용 범위가 확대됨에 따라 SLR 시스템의 국제적 수요가 꾸준히 증가하고 있다. 우리나라의 나로과학위성 및 다목적실용위성 5호에도 레이저 반사경이 장착돼 발사되기 때문에 국내 독자적 레이저추적을 위해서 SLR 시스템 구축이 꾸준히 요구되어 왔다. 한국천문연구원은 2008년부터 SLR 시스템 개발을 추진했다. 2012년 9월에 40cm 크기의 망원경을 지닌 이동형 SLR 시스템 개발을 완료했으며 오는 2015년에는 1m급 고정형 SLR 시스템 개발을 완료할 예정이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.332.1-332.1
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• 2014

정보통신 기술의 발전으로 지능형 자동차와 같은 미래형 고부가 가치 자동차 산업은 지속적인 성장이 기대된다. 그리고, 안전과 직결되는 차간 거리 계측은 다양한 종류의 센서에 의해 측정이 되고 있으며, 운전자 및 탑승자의 생명을 보호하고 있다. 다양한 차간 거리센서 중에서도 전방의 물체 인식 및 넓은 영역, 장거리에 대한 센싱은 레이저를 이용하여 구현할 수 있다. 본 논문은 자동차 뿐만 아니라, 지능형 자율 주행시 전방의 물체 인식 및 거리 계측 센서로 적용이 가능한 반도체 레이저의 설계 및 제작에 관해 소개한다. 반도체 레이저는 물질에 따라 각각 다른 파장대역의 광을 조사하고 있으며 이 레이저 빔은 물체에 맞고 부딪히면 반사되어 되돌아 오는 특성을 가지고 있다. 따라서, 펄스 구동에 의해 단위 펄스당 출사되는 레이저는 전방 물체에 부딪혀 되돌아 오는 시간을 구하게 되면 레이저 광원에서 물체까지의 거리를 구할 수가 있게 된다. 여기서 펄스 레이저의 출력은 물체 감지가 가능한 거리의 정보를 가지고 있으며, 펄스로 구동될 때 반복 주파수 및 펄스 폭은 각각 거리계측 시간과 분해능을 결정하는 주요 요소가 된다. 따라서, 장거리 물체의 계측과 물체 식별 능력을 높이기 위해서는 반도체 레이저의 출력을 높이고 펄스폭을 줄여서 분해능을 향상하는 것이 필요하다. 또한, 물체 인식 또는 계측 시간을 빠르게 하기 위해서는 고속 주파수로 동작하게 되면 가능해 질 것이다. 본 논문은 1,550 nm 대역의 반도체 레이저를 제작하여 펄스 구동으로 출력과 펄스폭을 측정하였다. 또한, 보다 높은 전류에서 칩 단면의 열화를 방지하기 위한 기술을 적용하여 설계 및 제작된 레이저의 특성을 측정하여 향후, 지능형 자동차의 레이저 레이다(LIDAR)와 같은 응용분야에 많이 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국광학회지
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• 제6권1호
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• pp.56-61
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• 1995

본 연구에서는 펄스형 고반복 Nd:YAG 레이저를 이용한 거리측정기의 설계 및 그에 따른 제작 성능을 기술하고자 한다. 제작 결과로 얻어진 측정 최대거리는 지상표적에 대하여 약 19km이다. 이 때 대기의 시정거리는 약 23km이다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.266-267
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• 2007

본 논문에서는 빛의 세기에 크게 영향을 받지 않고 정밀한 거리 계측과 측정 속도를 대폭 개선할 수 있는 산업용 레이저 거리 계측기를 개발하였다. 이를 위해 5m 단위의 거리 계측에는 비행 펄스 시간 방법을 사용하고, 1mm 단위의 계측에는 헤테로다인 방법을 적용하여, 장거리 계측이 가능하게 함과 동시에 측정 오차 1mm 이내, 측정 거리 1km 이내의 고정밀 거리 계측기를 제안하였다.

• 한국측량학회지
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• 제30권3호
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• pp.279-285
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• 2012

지상3차원레이저스캐너는 산사태 모니터링, 문화재 문서화, 토목건설, 도시공학 등의 분야에 그 활용이 날로 증가하고 있다. 그러나 지상3차원레이저스캐너의 측정값의 정확도 평가, 실험용 타깃 및 장비 교정, 그리고 시험 절차 등에 대한 국제 표준규정이 마련되어 있지 않다. 이에 본 연구에서 지상3차원레이저스캐너의 거리측정을 위한 타깃을 제작하였고, 또 이 타깃으로 지상3차원레이저스캐너의 거리측정 정확도를 검정하여 실험용 타깃으로서의 적합성을 확인하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.749-756
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• 2013

본 논문은 레이저 고도계와 초음파 거리계를 이용한 무인항공기의 지면고도측정에 대한 알고리즘에 대하여 제시하였다. 무인항공기의 저고도 거리 측정시에 사용하는 레이저 고도계와 초음파 거리계를 이용하여 간단한 지상시험을 하였고, 각 센서들의 특징을 확인할 수 있었다. 특히, 레이저 고도계의 단점을 확인하여 초음파 거리계로 보완하는 알고리즘을 설계하였고, 실험을 진행하였다. 레이저 고도계와 초음파 거리계는 칼만필터를 이용하여 약결합 방식으로 융합하였으며, 실험결과 레이저 고도계의 단점을 초음파 거리계로 보완하여 안정적인 고도값이 측정될 수 있음을 확인하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.1023-1030
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• 2023

본 논문은 눈, 비, 안개 등 열악한 운용환경에도 강건한 표적검출 특성을 가지는 FMCW LiDAR에 대해서 기술하고 있다. 특히 FMCW LiDAR의 거리 해상도, 가간섭거리 및 최대측정거리 성능에 직접적으로 영향을 미치는 주파수변조레이저의 성능개선에 대해 기술하고 있다. 불평형 Mach-Zehnder 레이저간섭계를 활용하여, 레이저의 발진주파수의 변화율을 실시간 측정하고, 주파수변조 오차를 보정하는 광학식 위상동기루프 기술을 이용한 주파수변조 방법에 대해 기술하였다. 가간섭거리가 긴 레이저 광원을 발진하기 위해 확장공진기형 레이저다이오드를 적용하였으며, 레이저에서 발진되는 주파수 측정을 위해 광집적회로 구조의 레이저간섭계를 적용하였다. 개발된 FMCW LiDAR의 대역폭과 거리해상도는 각각 10.045GHz와 0.84mm로 측정되었다.