초전형 센서의 특성 평가 방법에는 여러 가지 방법들이 존재하며, 이에 대한 표준화된 특성 평가방법의 개발이 필요로 한다. 측정 평가의 방법이나 조건 등에 따라서 평가 결과가 크게 변할 수 있는 사항들이며, 따라서 국내 뿐 아니라 대외적으로 다른 나라의 제품들과 신뢰성을 가지고 경쟁을 하기 위해서는 평가항목이나 평가방법의 표준화가 절실하게 요구된다. 초전형 적외선 센서를 평가하는 항목에는 기본적으로 입력에 대한 출력신호의 크기를 평가하는 감도(responsivity), 잡음과 관련되어 센서가 검출할 수 있는 최소의 신호를 나타내는 NEP(Noise Equivalent Power)와 이것을 센서의 감지 면적으로 정규화 시킨 검출능(detectivity), 응답 속도를 나타내는 시정수(time constant)가 있으며 이러한 항목들이 표준화의 대상이 된다. 본 실험에서는 기존의 상용화된 센서들을 가지고 초전형 적외선 센서의 특성을 측정 하였다. 특성을 측정할 때 다른 요인들 보다 노이즈로 인한 영향이 상당히 크므로 측정시 노이즈 발생 문제를 해결하는 방법으로 본 논문에서는 센서 측정에 사용되는 증폭 회로에서 노이즈를 해결하려고 하였다. 우리는 증폭 회로구성에서 노이즈를 제거하기 위해서 신호입력단과 전압 압력에 잡음제거 필터로 R, C를 사용하였다. 회로설계로 제작된 증폭회로와 측정 장치를 가지고 측정을 한 결과 센서의 감도는 $3.0mV_{p-p}$, 응답시간은 20ms정도의 값으로 가장 일반적인(typical) 값을 보인다.
값싼 부품으로 쉽게 제작 할수 있는 증폭기의 연구로서 이 고성능 차동 중폭기는 높은 입력 임피단스, 조정할 수 있는 이득, 낮은 입력잡음과 낮은 출력임피단스로 구성되어있다. 잡음을 거의 증폭하지 않고, 저입력을 위한 고성능 증폭기는 매우 낮은 신호의 높은 증폭이 요구되는 기기에 매우 유용하게 응용된다.
야간 근접전투의 원활한 수행을 위하여 전장감시 및 정밀 조준사격을 위한 조준경 개발은 매우 중요하다. 영상증폭장비 및 열상장비의 특성을 고려한 무기체계 개발은 지속적으로 추진되어야 할 것이다. 그리고 현재 기술수준을 고려시 개인화기 조준경은 무게가 가볍고 부피가 작으며 운용성면에서 월등히 유리한 영상증폭방식이 야간전용의 단일기능으로 개발이 요구되며, 악천후시 탐지능력이 우수하나 무겁고 부피가 크며 전력소모가 많은 열상장비는 공용화가 조준경 및 관측경 등으로 개발이 요구된다.
Kerr cell 광스위치를 옥소 레이저 증폭단에서 짧은 펄스를 발생시키는 광절단기로서 그리고 이후의 증폭기들을 광학적으로 분리하는 격리기로 사용하였다. Kerr cell 양단에 인가된 전위차에 따른 편광의 회전에 의해 입사된 펄스를 자를 수 있음을 보였으며 회로의 전기적 특성을 이용하여 케이블의 길이차에 의해 5ns와 1ns 펄스를 발생시켰다. 공진기에서 펄스폭이 긴 펄스가 발생한 경우 한개 이상의 단축된 출력 펄스가 발생함을 확인하였다. 또한 Kerr cell의 동작전압을 변화시켜 얻은 투과도를 Kerr 이론과 비교하였다. 단축된 펄스를 옥소레이저 전 증폭기를 통해 증폭하여 4ns 펄스에서 2J의 출력을 얻어 0.5GW의 최종출력을 얻었다.
형광 검출기를 기반으로 한 변성 고성능 액체 크로마토그래피(DHPLC)분석법은 핵산검출에 유용하게 사용되고 있으며 또한 등온증폭 반응법은 병원성 미생물의 효과적인 검출방법으로 알려져 있다. 이 연구에서는 HBV의 조기 분석 방법으로써 사용되는 등온증폭반응법(LAMP)과 변성고성능 액체 크로마토그래피(DHPLC)의 검출한계와 특이성, 그리고 민감도를 평가하였다. 등온증폭 반응법의 검출 시간이 가장 빠른 장점을 보였으나, 변성 고성능 액체 크로마토그래피 분석법이 등온증폭반응법과 real-time PCR분석법과 비교한 결과, 10배 이상의 높은 민감도를 확인 할 수 있었다. 본 결과로서 B형 간염 바이러스의 진단을 위하여, 빠른 검출법으로써 등온증폭 반응법이 유용하게 쓰일 수 있을 것이며 변성 고성능 액체 크로마토그래피 분석법은 좀 더 낮은 병원균의 감염도 검출할 수 있어, 임상에서 유용하게 사용할 수 있을 것이다.
고체화된 연산증폭기를 중심으로 구성한 광전측광장치를 구성하였다. 광원에 대응하여 광전자증배관에서 얻는 미소전류의 증폭과 별의 등급측정을 위한 대수변환은 동일연산증폭기의 변형으로 얻고 있다. 측정기능의 한계는 주로 증폭기입력단의 bias전류에 좌우되므로 이것은 광산증폭기의 선택상 주요기준이 될 것이다. 이러한 연산증폭기는 종래 전위계진공관 혹은 진동용량형전위계 등으로 가능하였던 각종 미소전류·전압의 증폭에 높은 신뢰성과 경제적인 증폭방식으로 적용된다.
DIAL의 레이저광원으로 사용하는 다중통과 Ti:sapphire의 증폭시스템을 각-다중방식으로 개발하고 출력에너지와 스펙트럼 특성을 조사하였다. 개발된 2단의 다중통과 증폭기의 특성은 790nm파장에서 최대 출력에너지는 22mJ, 증폭이득은 20dB, 펌핑에너지에 대한 출력효율은 18%이다. 또한 스펙트럼선폭은 파장가변 범위 705-845nm에서 0.15$cm^{-1}$ /(9.3pm)이다. 최대 출력에너지 때 레이저빔 발산각은 X, Y축에서 각각 1.1, 1.5mrad이며 레이저빔의 quality factir N$^{2}$은 2.6이다.
본 논문에서는 아날로그 필터회로의 신호 증폭비에 따른 센서리스 각추정 성능에 대해 분석 하였다. 신호 주입 센서리스에서 높은 주파수 신호 주입 방법이 선호되는데, 주입 주파수가 커질수록 시스템 임피던스가 증가한다. 따라서 낮은 주파수 주입방법과 동일한 각추정 성능을 얻기 위해서는 상대적으로 큰 주입전압이 필요하다. 특히 전동기의 돌극성이 작거나 ADC의 정밀도가 낮으면 각추정이 불가능한 경우도 존재 한다. 하지만 아날로그 필터회로를 이용하여 주입 주파수 신호를 증폭할 경우 작은 크기의 전압주입으로 각추정이 가능하다. 아날로그 대역통과필터의 신호 증폭비에 따른 최대 각에러 값을 모의 실험을 통해 비교하고, 실제 회로를 설계하여 센서리스 각추정 성능을 시험평가 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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