• Title/Summary/Keyword: Fiber-Optic

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원전 안전통신망을 위한 TDMA 기반의 프로토콜 개발 (Development of TDMA-Based Protocol for Safety Networks in Nuclear Power Plants)

  • 김동훈;박성우;김정헌
    • 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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    • 제55권7호
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    • pp.303-312
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    • 2006
  • This paper proposes the architecture and protocol of a data communication network for the safety system in nuclear power plants. First, we establish four design criteria with respect to determinability, reliability, separation and isolation, and verification/validation. Next we construct the architecture of the safety network for the following systems: PPS (Plant Protection System), ESF-CCS (Engineered Safety Features-Component Control System) and CPCS (Core Protection Calculator System). The safety network consists of 12 sub-networks and takes the form of a hierarchical star. Among 163 communication nodes are about 1600 origin-destination (OD) pairs created on their traffic demands. The OD pairs are allowed to exchange data only during the pre-assigned time slots. Finally, the communication protocol is designed in consideration of design factors for the safety network. The design factors include a network topology of star, fiber-optic transmission media, synchronous data transfer mode, point-to-point link configuration, and a periodic transmission schedule etc. The resulting protocol is the modification of IEEE 802.15.4 (LR-WPAN) MAC combined with IEEE 802.3 (Fast Ethernet) PHY. The MAC layer of IEEE 802.15.4 is simplified by eliminating some unnecessary (unctions. Most importantly, the optional TDMA-like scheme called the guaranteed time slot (GTS) is changed to be mandatory to guarantee the periodic data transfer. The proposed protocol is formally specified using the SDL. By performing simulations and validations using Telelogic Tau SDL Suite, we find that the proposed safety protocol fits well with the characteristics and the requirements of the safety system in nuclear power plants.

광섬유 자이로스코프의 위상추적 신호처리 분석 (Analysis of the Digital Phase Tracking Technique for Fiber-Optic Gyroscope)

  • 예윤해;조성묵;김종호
    • 센서학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.95-105
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    • 1997
  • 디지털 위상추적 신호처리방식은 개회로 구성의 광섬유 자이로스코프를 위한 방식이면서도 개회로 방식 신호 처리의 한계로 지적되고 있는 다이내믹 레인지의 한계 및 광원의 세기변화 또는 신호처리상에서의 이득 변화에 대한 의존성 등의 단점을 해결할 수 있는 것으로 발표되었다. 본 논문에서는 디지털 위상추적 방식 신호처리기의 성능을 제한하는 요소로서 신호처리기의 구현 과정에서 도입될 수 있는 위상변조신호에 내포된 고조파 성분 및 이의 크기, 위상차, 변조진폭 변화, 신호 경로의 대역폭 제한, mixer의 구현방법 등을 찾아낸 후 각 요소의 영향을 정량적으로 분석하였다. 마지막으로 $1{\mu}rad$급의 분해능을 갖춘 신호처리기가 가져야할 조건을 계산함으로서 디지털 위상추적 신호처리기의 구현과정에서의 주의 사항을 제시하였다.

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회절격자가 집적된 일회용 다중채널 SPR 생체분자 검출 칩 (A Disposable Grating-Integrated Multi-channel SPR Sensor Chip for Detection of Biomolecule)

  • 진영현;조영호
    • 전기학회논문지
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    • 제58권1호
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    • pp.147-154
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    • 2009
  • This paper presents a grating~integrated SPR (Surface Plasmon Resonance) sensor chip for simple and inexpensive biomolecule detection. The grating-integrated SPR sensor chip has two sensing channels having a nano grating for SPR coupling. An external mirror is used for multi channel SPR sensing. The present sensor chip replaces bulky and expensive optical components, such as fiber-optic switches or special shaped prisms, resulting in a simple and inexpensive wavelength modulated multi-channel SPR sensing system. We fabricate a SPR sensor chip integrated with 835 nm-pitch gratings by a micromolding technique to reduce the fabrication cost. In the experimental characterization, the refractive index sensitivity of each sensing channel is measured as $321.8{\pm}8.1nm$/RI and $514.3{\pm}8.lnm$/RI, respectively. 0.5uM of the target biomolecule (streptavidin) was detected by a $1.13{\pm}0.16nm$ shift of the SPR dip in the 10%-biotinylated sample channel, while the SPR dip in the reference channel for environmental perturbation monitoring remained at the same position. From the experimental results, multi-channel biomolecule detection capability of the present grating-integrated SPR sensor chip has been verified. On the basis of the preliminary experiments, we successfully measured the binding reaction rate for the $2\;nM{\sim}200\;nM$ monoclonal-antibiotin, thus verifying biomolecule concentration detectability of the present SPR sensor chip. The binding reaction rates measured from the present SPR sensor chip agredd well with those from a commercialized SPR sensor.

Terahertz Characteristics of InGaAs/InAlAs MQW with Different Excitation Laser Source

  • 박동우;노삼규;지영빈;오승재;서진석;전태인;김진수;김종수
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.300.2-300.2
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    • 2014
  • 테라헤르쯔(terahertz : THz)파는 0.1~10 THz 의 범위로 적외선과 방송파 사이에 광대역 주파수 스펙트럼을 차지하고 있으며 직진성, 투과성, 그리고 낮은 에너지(meV)를 가지고 있어 비 파괴적이고 무해한 장점을 지니고 있다. Ti:sapphire laser와 같은 femto-pulse source 등이 많은 발전이 되어 현재 많은 연구와 발전이 이루어지고 있다. femto-pulse source를 이용한 THz 응용에서는 높은 저항, 큰 전자이동도, 그리고 아주 짧은 전하수명의 기판을 요구하는데 저온에서 성장한(low-temperature grown : LT) InGaAs는 격자 내에 Gallium 자리에 Arsenic이 치환 하면서 AsGa antisite가 발생하여 전하수명을 짧아지는 것을 응용하여 가장 많이 이용되고 있다. 본 연구에서는 보다 높은 저항을 얻기 위하여 molecular beam epitaxy를 이용하여 semi-insulating InP:Fe 기판위에 격자 정합된 LT-InGaAs:Be/InAlAs multi quantum well (MQW)를 well과 barrier를 가각 $10{\mu}m$ 씩 100주기 성장을 하였고 Ti와 Au를 각각 30, $200{\mu}m$로 dipole antenna를 제작 하였다. 이 때 Ti:sapphire femto-pulse laser (30 fs/90 MHz)를 excitation source로 사용하였을 때 9000 pA로 LT-InGaAs epilayer (180 pA)보다 50배 이상 큰 전류 신호를 얻을 수 있었다. THz 발생과 검출을 초소형, 초경량, 고효율로 하기 위해서는 fiber-optic를 이용해야 하는데 이때 분산과 산란 손실이 가장 적은 1550 nm 대역에서 많은 연구가 이루어 졌다. 780, 1560 nm의 mode-locking laser (90 fs/100 MHz)를 사용하여 현재 많이 이용되고 있는 Ti:sapphire femto-pulse laser와 비교하여 THz 특성 변화를 확인하는 연구를 진행 하고 있다.

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Detecting Incipient Caries Using Front-illuminated Infrared Light Scattering Imaging

  • Kim, Ji-Young;Ro, Jung-Hoon;Jeon, Gye-Rok;Kim, Jin-Bom;Ye, Soo-Young
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제13권6호
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    • pp.310-316
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    • 2012
  • A new method for early caries diagnosis was proposed and tested through a home-made optical examination system that used quantitative light fluorescence (QLF) and digital imaging fiber optic transillumination (FOTI) (DIFOTI), with light sources across a wide spectral range, from 350 nm to 1,000 nm. The front-illuminated infrared light scattering image (FIR) showed similar diagnostic abilities to that of DIFOTI. The FIR method was invented based on the observation that caries lesions lose the high transmittance and low scattering properties of benign enamel tissue. There are various methods for the early diagnosis of caries, such as visual examination, exploration, X-ray radiography, QLF, FOTI, and infrared fluorescence (diagnodent). Among them, methods based on optical properties are regarded as having the most potential. A comparative study was performed between the FOTI, QLF, diagnodent, optical coherence tomography, and FIR scattering image methods, using 20 extracted teeth samples with early caries. A scale of lesion measurement based on optical image contrast was proposed. The statistical analysis showed a significant correlation between the DIFOTI and FIR methods (r = 0.35, p < 0.05). However, the QLF and diagnodent methods showed little association with FIR images, as they have different detection principles as compared with FIR. Tomographic images obtained by OCT, using 1,330 nm super luminescent LED as a gold standard of tooth structure, verified that the FOTI and FIR results correctly represented the lack of homogeneity in dental tissue. The newly proposed FIR method attained similar diagnostic results to those of FOTI, but with an easier approach.

Demonstration of the Usefulness of Optical Coherence Tomography in Imaging a Mouse Tail Model of Lymphedema

  • Kim, Hui Dong;Kim, Dong Kyu;Chae, Yu-Gyeong;Park, Seok Gyo;Kim, Ghi Chan;Jeong, Ho Joong;Sim, Young-Joo;Ahn, Yeh-Chan
    • Current Optics and Photonics
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    • 제1권2호
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    • pp.132-137
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    • 2017
  • To investigate the usefulness of optical coherence tomography (OCT) for imaging lymphedema, we directly compared it to other histological methods in a mouse model of lymphedema. We performed detailed imaging of the lymphedema lesion on a mouse tail. We imaged the mouse tail in vivo with OCT and created histopathological samples. We constructed a spectrometer-based OCT system using a fiber-optic Michelson interferometer. The light was directed to 50:50 couplers that split the light into reference and sample arms. Backscattered light from a reference mirror and the sample produced an interference fringe. An OCT image of the lymphedema model revealed an inflammatory reaction of the skin that was accompanied by edema, leading to an increase in the light attenuation in the dermal and subcutaneous layers. Similar to OCT image findings, histological biopsy showed an inflammatory response that involved edema, increased neutrophils in epidermis and subdermis, and lymphatic microvascular dilatation. Furthermore, the lymphedema model showed an increase in thickness of the dermis in both diagnostic studies. In the mouse tail model of lymphedema, OCT imaging showed very similar results to other histological examinations. OCT provides a quick and useful diagnostic imaging technique for lymphedema and is a valuable addition or complement to other noninvasive imaging tools.

군 위성통신체계 위성단말관리 프로토콜 설계 및 성능분석 (Design and Performance Analysis of Satellite Terminal Management Protocol in KMILSATCOM)

  • 이종성;최형석;황인관
    • 한국위성정보통신학회논문지
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    • 제2권1호
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    • pp.14-20
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    • 2007
  • 군 위성통신체계는 민/군 공용 위성인 무궁화 5호의 군용 탑재체 및 군 전용 위성통신 단말로 이루어져 있으며, 위성통신 단말들은 위성통신 서비스 영역에 분포하여 위성통신 링크를 구성하여 통신하게 된다. 원격지에 위치한 군용 위성통신 단말의 운용상태에 대한 감시를 중앙 집중적으로 수행하기 위하여 위성 단말 관리 시스템이 개발되었다. 군 위성통신체계는 군의 특성상 유사시를 대비한 통신시스템이고 위성통신단말들이 이동하므로, 지상통신수단(예, 광케이블, M/W등)을 관리링크로 사용할 수 없으므로, 원격지 단말과의 통신수단은 위성통신링크 만을 사용해야 한다. 위성통신 단말관리 링크는 한 개의 위성단말 관리시스템과 복수개의 위성단말과의 통신을 위하여 1:N 통신방식을 사용하고 있다. 본 논문에서는 위성단말 관리시스템에서 설계/구현된 관리 프로토콜 구조에 대하여 설명하고, 위성통신 단말관리 링크의 성능을 시뮬레이션을 통해 분석하여 개발된 위성단말 관리 시스템으로 군용 위성통신 단말관리가 가능함을 기술한다.

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콘크리트 보의 거동 측정을 위한 조합형 센서의 활용 (Application of Combined-Type Sensors for the Behavioral Measurement of Concrete Beams)

  • 김연태;김상철
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제15권3호
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    • pp.454-461
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    • 2003
  • 본 연구에서는 일반 전기저항식 변형률센서 및 광섬유센서, 변위계를 이용하여 콘크리트 보의 거동특성을 연구하고자 하였다. 이를 위하여 콘크리트 보를 제작하고 여기에 광섬유 및 일반 전기저항식 변형률센서를 표면에 부착 또는 내부에 매설하였고 또한, 보의 하면에는 변위계를 설치한 후 파괴에 이를 때까지 하중을 정적으로 점증시켜가면서 보의 하중단계별 거동을 조사하였다. 실험결과, 이 방식이 보의 거동을 조사하는 데 효과적임을 확인하였으며, 조합형 변형률센서가 보에 균열이 발생한 후의 거동을 파악하는데 매우 효과적임을 알 수 있었다. 아울러 보는 균열발생 전에는 인장부 콘크리트가 외력에 저항할 수 있으나 일단 균열이 발생한 후에는 보의 강성이 저하되어 처짐이 계속 증가되는 비선형거동을 하며, 이 때부터는 인장부 철근이 전적으로 외력을 담당하는 것을 본 연구를 통해 파악할 수 있었다.

구강내 연조직에 대한 무통적조사를 위한 Nd:YAG laser의 출력조절에 관한 임상적 연구 (A clinical study of the power control of Nd : YAG laser for painless irradiation on intraoral soft tissues)

  • 한상학;김현섭;임기정;김병옥;한경윤
    • Journal of Periodontal and Implant Science
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    • 제26권2호
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    • pp.522-530
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    • 1996
  • Most dentists are very interested in laser therapy on the intraoral soft tissue lesions because they want to accomplish the analgesic and aseptic surgery with little or no bleeding. In order to determine the difference of pain threshold according to different gingival tissues with or without inflammation, 25 patients with inflammatory periodontal disease and 10 volunteers with good general and oral health were selected as the inflamed group and the normal group, respectively. Interdental papilla, marginal gingiva, attached gingiva, and alveolar mucosa were irradiated by the contact delivery($300{\mu]m$ fiber optic, for 5 seconds) of a pulsed Nd:YAG laser(EN.EL.EN06O, Italy). And the laser power was gradually increased from 0.5W by the increment of 0.1W. The highest laser power was recorded as the first painful power when the painful gesture was recognized at first. The difference of the first painful power of laser according to different gingival tissues with or without inflammation was statistically analyzed by paired t-test in MICROSTAT program. Following results were obtained: 1. In the comparison related with the inflammation, the first painful power was significantly lower in the inflamed group than in the normal group, regardless of interdental papilla and marginal gingiva(p<0.05). 2. In the comparison related with the tissue structure, the first painful. power was significantly lower in alveolar mucosa than in attached gingiva(p<0.05). The results suggest that, for the painless therapy by a pulsed-Nd:YAG laser irradiation, the laser surgery over 2.0W of power should be necessarily accomplished under the local anethesia, and the local anesthesia should be considered according to the degree of inflammation, the tissue structure, and the purpose of laser therapy.

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Suspenison Laryngoscope에 의한 후두병 변의 진단 및 치험례 (Microsurgery of the Laryngeal Lesions)

  • 장인원;이종원;권영춘;정규화;정종진
    • 대한기관식도과학회:학술대회논문집
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    • 대한기관식도과학회 1978년도 제12차 학술대회연제 순서 및 초록
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    • pp.7.1-7
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    • 1978
  • 후두의 Microsurgery는 육안으로 관찰할 수 없는 작은 병변을 그 초기에 발견하고 치료하는데 유익하며 이는 근년에 와서 Scale(1960), Kleinsasser(1964) 등에 의해 개발되었고 Saito 및 많은 임상가들에 의해 추시된 바 있으며, 노도 그의 경험 20여례에 대하여 상세한 보고를 하였다. 귀수술에 사용되는 zeiss 수술현미경의 대물 lens 위에 보조 lens를 장치하여 충분한 작동거리를 확보할 수 있으며, 나아가 fiber optics에 의한 suspeasion laryngoscope로써 시야를 밝게 할 수 있으며, 따라서 정확한 진단 및 세밀한 수술을 할 수 있다. 즉 점막상피내암, 후두점막질환, 성대 polyp, nodule및 cyst 등에 대한 현대적 진단과 치료법이기도 하다. 저자 등은 전남의대 부속병원 이비인후과를 내원한 후두질환 환자중 선택적으로 suspension laryngomicr-oscopy를 이용하여 진단 및 외과적 적출을 시행한 11례(성대 polyp; 4례, 유두종; 4례, 진성대 및 가성대의 web형성; 1례, 후두외상; 1례, 후두상피세포암: 1례)를 경험하였기에 우선 예보를 하는 바이며, 앞으로 지속해서 많은 경험증례를 분석검시하여 보고하겠다.

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