• 한국항공우주학회지
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• 제30권1호
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• pp.44-48
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• 2002

본 논문에서는 단일 광섬유 FBG/EFPI 복합 센서를 이용하여 변형률, 온도, 그리고 진동으 세 가지 물리량을 동시에 측정하는 방법에 대해 설명하였다. 변형률과 온도를 측정하기 위한 FBG/EFPI 센서 시스템과 진동을 감지하기 위한 EFPI 센서 시스템을 wavelength division multiplexer를 이용하여 하나의 시스템으로 결합하였다. FBG/EFPI 센서 시스템의 광원은 파장 이동 광섬유 레이저(WSFL)이며 EFPI 센서 시스템의 광원은 단파장 레이저 다이오드이다. 구성된 시스템을 이용하여 열챔버에서 알루미늄 보의 열변형률, 온도, 그리고 진동의 동시 측정을 수행하여 본 시스템의 유효성을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권2호
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• pp.52-58
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• 2002

구조물의 안정성을 진단하기 위해서는 동적 변형률을 측정하는 것은 중요하다. 본 논문에서는 동적 변형률을 측정할 수 있는 새로운 형태의 외부 패브리-페로 간섭계를 제안하였다. 본 센서의 두 번째 반사면은 금으로 증착 처리하여 반사율을 증가 시켰으며 센서의 이름을 금증착 EFPI 센서(G-EFPI)라고 표시하였다. 동적 변형률 측정 원리를 설명하기 위해 두 가지 광손실 모델을 제안하였고 실험도 수행하였다. 이들을 통해 두 반사면의 간극이 증가하면 광손실이 증가하여 센서 신호의 광강도가 감소하며 반대로 간극이 감소하면 광손실이 감소하여 광강도는 증가함을 보였다. 또한 변형 방향에 민감한 G-EFPI 센서를 제작하기 위한 최적의 간극을 제안하였다. 마지막으로 G-EFPI 센서를 이용하여 복합재료의 동적 변형률을 측정하였다.

• 센서학회지
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• 제9권2호
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• pp.96-105
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• 2000

광섬유 TR-EFPI(total reflected extrtinsic Fabry-Perot interferometric) 센서가 빌딩, 교량, 항공기 등의 구조물의 변형률을 측정하기 위하여 개발되어졌다. 기존의 광섬유 EFPl(extrinsic Fabry-Perot interferometric) 센서는 그 신호가 변형률의 변화에 따라 정현파 형태로 출력되기 때문에 변형률의 증가 또는 감소를 구별하기 어렵다. 또한 절대 변형률은 이러한 단순한 광섬유 EFPI 센서로는 측정이 불가능하다. 본 연구에서는 변형률의 크기와 방향을 측정하기 위해서 광섬유 EFPI 센서를 전반사형 탐촉자로 개조한 광섬유 TR-EFPI 센서를 구성하였다. 이 광섬유 TR-EFPI 센서의 탐촉자는 모세유리관 안에 공기간극을 이루는 단일모드 광섬유(single mode fiber)와 거울코팅 광섬유(mirror coated fiber)에 의하여 구성된다. 이 광섬유 TR-EFPI 센서의 광출력 신호로부터 변형률의 크기와 방향을 결정하기 위하여 필요한 정보를 얻을 수 있다. 광섬유 TR-EFPI 센서로부터 구한 변형률과 전기저항형 변형률 게이지에 의한 변형률을 비교하기 위하여 광섬유 TR-EFPI 센서를 구성하고 알루미늄보 위에 전기저항형 변형률 게이지와 동일한 위치에 적용하여 만능시험기를 사용하여 하중 증가-감소에 따른 변형률 측정 실험을 수행하였다. 이 실험을 통하여 광섬유 TR-EFPI 센서에 의하여 구한 변형률은 전기저항형 변형률 게이지에 의한 변형률과 잘 일치함을 확인하였다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제6권1호
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• pp.17-26
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• 2005

An optical phase tracking technique for an extrinsic Fabry-Perot interferometer (EFPI) is proposed in order to overcome interferometric non-linearity. Basic idea is utilizing strain-rate information, which cannot be easily obtained from an EFPI sensor itself. The proposed phase tracking system consists of a patch-type EFPI sensor and a simple on-line phase tracking logic. The patch-type EFPI sensor comprises an EFPI and a piezoelectric patch. An EFPI sensor itself has non-linear behavior due to the interferometric characteristics, and a piezoelectric material has hysteresis. However, the composed patch-type EFPI sensor system overcomes the problems that can arise when they are used individually. The dynamic characteristics of the proposed phase tracking system were investigated, and then the patch-type EFPI sensor system was applied to the active suppression of flutter, dynamic aeroelastic instability, of a swept-back composite plate structure. The proposed system has effectively reduced the amplitude of the flutter mode, and increased flutter speed.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2003년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.154-157
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• 2003

Precision displacement of less than a few nm resolution was measured in real-time using fiber optic EFPI sensor. The novel method for real-time processing of analyzing EFPI output signal was developed and verified. Linearity in the mean values of interferometric light intensity among adjacent fringes was shown, and the sinusoidal approximation algorithm that estimates past and coming fringe values was verified through the linearity. Real-time signal processing program was developed, and the intensity signal of the EFPI sensor was transformed to the phase shift with this program. The resolution below 0.4 ~ 10 nm in the displacement range of $0 ~ 300\mu\textrm{m}$ was obtained by reducing the photodetector noise using low-pass filter and signal averaging. The nano-translation stage with a Piezo-electric actuator and the EFPI sensor system was designed and tested. This stage successfully reached to the desired destination in $15\mu\textrm{m}$ range within 1 nm accuracy.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2003년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.150-153
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• 2003

Longitudinal strains({$varepsilon}_x$) of the core and skin layers in glass fiber reinforced plastic(GFRP) cross-ply composite laminates have been studied using the embedded optical fiber sensor of totally-reflected extrinsic Fabry-Perot interferometer(TR-EFPI). Foil-type strain gauges bonded on both the upper and lower surfaces were used for the measurement of the surface strains. Both TR-EFPI sensor and strain gauge bonded on the specimen surface showed excellent agreement within -0.0086 ~ +0.0302% strain. It was shown that values of {$varepsilon}_x$ in the interior of the surface layer and the core layer measured by embedded TR-EFPI sensor was significantly higher than that of the specimen surface measured by strain gauges. The experimental results were ascertained with finite element analysis. Embedded TR-EFPI optical fiber sensor could measure accurately the internal strains which were different from the surface.

• 센서학회지
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• 제10권1호
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• pp.9-15
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• 2001

외인성 패브리-페롯 간섭계(EFPI) 광섬유 센서는 민감도와 분해능이 우수하며, 다른 종류의 광섬유 센서에 비해 많은 장점을 가지고 있다. 하지만 EFPI 광섬유 센서는 단지 프린지 개수만을 계산하여 측정량을 얻기 때문에 측정 방향을 구별하기 어렵다. 본 논문에서는 측정방향의 구분을 위한 추가적인 기능과 기존의 EFPI 광섬유 센서와는 다른 측정 시스템을 갖는 투과형 외인성 패브리-페롯 간섭계(TEFPI) 광섬유 센서를 개발하였다. 그리고 이를 이용하여 변형률 및 온도를 측정하였다.

• 센서학회지
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• 제14권5호
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• pp.302-307
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• 2005

Precision displacement of less than a few nm resolution was measured in real-time using fiber optic EFPI sensor. The novel method for real-time processing of analyzing EFPI output signal was developed and verified. Linearity in the mean values of interferometric light intensity among adjacent fringes was shown and verified the sinusoidal approximation algorithm that estimates past and coming fringe values. Real-time signal processing program was developed and the intensity signal of the EFPI sensor was transformed to the phase shift with this program. The resolution below $0.36{\sim}8.6$ nm in the displacement range of $0{\sim}300{\mu}m$ was obtained. The nano-positioner with a piezoelectric actuator and the EFPI sensor system was designed and tested. The positioner successfully reached to the desired destination within 1 nm accuracy.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2002년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.31-34
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• 2002

A study on the method that can measure the internal strain of composite materials is performed to monitor the health status of composite structures. A fiber optic sensor was constructed using the total reflected extrinsic Fabry-Perot interferometer(TR-EFPI) probe with a broadband light source. Result obtained from electrical strain gage adhered on the aluminum beam specimen was compared with that from the fiber optic TR-EFPI sensor and showed a good agreement. It was found that fiber optic TR-EFPI sensor system was adequate for monitoring the strain and thus failure processes in the interior of composite materials.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2004년도 춘계학술대회논문집
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• pp.568-574
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• 2004

On-line phase tracking of an extrinsic Fabry-Perot interferometer (EFPI) and experimental vibration control of a composite beam with a sensing-patch are investigated. We propose a sensing-patch for the compensation of the interferometric non-linearity. In this paper, a sensing-patch that comprises an EFPI and a piezo ceramic(PZT) is fabricated and the characteristics of the sensing-patch are experimentally investigated. A simple and practical logic is applied for the real-time tracking of optical phase of an interferometer. Experimental results show that the proposed sensing-patch does not have the non-linear behavior of conventional EFPI and hysteresis of piezoelectric material. Moreover, it has good strain resolution and wide dynamic sensing range. Finally, the vibration control with the developed sensing-patch has been performed using Fuzzy logic controller, and the possibility of sensing-patch as a sensoriactuator is considered.