그룹 속도 분산과 비선형 효과의 상호 작용에 의해 왜곡되는 WDM 신호의 보상을 위해 전체 전송로 중간에 광 위상 공액기 (optical phase conjugator)가 적용되고 중계 구간의 단일 모드 광섬유(SMF; single mode fiber) 길이와 RDPS(residual dispersion per span)를 인위적으로 분포하는 광전송 링크의 최적 분포 패턴을 도출하였다. 최적의 전체 잉여 분산 (NRD; net residual dispersion)인 10 ps/nm와 -10 ps/nm로 설계된 링크에서 중계 구간이 증가할수록 SMF 길이는 점차 감소시키고, RDPS는 점차 증가시키는 분포가 균일한 분포에 비해 성능 면에서 우수한 것을 확인하였다.
천부지반에서 레일리파의 군속도와 위상속도 분산곡선을 역산하여 S파 속도구조를 구하는 방법을 비교하였다. 위상속도를 구하기 위해서 ${\tau}-p$ stacking 방법을 이용하였고, 군속도를 구하기 위해서 두 가지 방법, multiple filtering technique(MFT) continuous wavelet transform(CWT) 방법을 사용하였다. 고차모드가 존재하는 경우, 위상속도에서 기본모드와 고차모드를 분리하기가 용이하지 않았고, 군속도에서는 continuous wavelet transform 방법이 multiple filtering technique보다 효과적이었다. S파 속도 역산 결과, 위상속도와 군속도의 기본 모드만 역산할 경우, 신뢰구간의 깊이가 아주 얕았다. Continuous wavelet transform으로 구한 기본 모드와 1차 모드를 동시 역산할 경우, 신뢰구간의 깊이가 2배 이상 증가함을 알 수 있었다. 이는 1차 모드의 에너지가 더 깊은 층을 통과함으로 깊은 층에 대한 5파 속도 정보를 지니고 있기 때문으로 보인다. 위의 방법을 서해안 동호항의 조간대에 적용하여, continuous wavelet transform으로 구한 군속도의 기본 모드와 1차 모드를 동시 역산하여 S파 속도구조를 구하고, 해당 지역의 시추조사 결과와 비교하였다.
Journal of information and communication convergence engineering
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제9권1호
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pp.32-37
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2011
In dispersion management (DM) and optical phase conjugation applied into optical transmission links with multi fiber spans for minimizing the impact of nonlinearity and group velocity (GVD), implementation possibility of DM using only one fiber span for pre- or postcompensation was assessed as a function of duty cycle of RZ pulse and residual dispersion per span (RDPS). It is confirmed that DM with optimal net residual dispersion (NRD) controlled by only one fiber span could be sufficiently applied into optical transmission links, though optimal NRD is more increased than that in transmission links with the general DM scheme of pre- and postcompensation. Thus, it is expected that optical transmission system is simply designed and implemented by applying the proposed DM scheme into real optical transmission links. Also, it is confirmed that the advantageous duty cycle of RZ is 0.5 and RDPS is setting to be small value for the effective transmitting wide signal wavelength range in optical links with optimal NRD controlled by only one fiber span.
Journal of information and communication convergence engineering
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제11권1호
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pp.1-6
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2013
Suppressing or mitigating signal distortion due to group velocity dispersion and optical Kerr effects is necessary in ultra-high speed and long-haul wavelength division multiplexing (WDM) transmission systems. Dispersion management (DM), optical phase conjugation (OPC), and the combination of these two are promising techniques to compensate for signal distortion. In this paper, to implement a flexible optical WDM network, a new optical link configuration with a randomly distributed single-mode fiber (SMF) length and fixed residual dispersion per span in the combination of DM and OPC is proposed and investigated. The simulation results show that the best net residual dispersion (NRD) in the proposed optical links is +10 ps/nm, which is independent of pre- and postcompensation. The effective launch power of the WDM channel is increased more in the optical links with NRD = +10 ps/nm controlled by only precompensation. Furthermore, the system performance difference between the proposed optical link configuration with the best NRD and the conventional optical link with uniform distribution of the SMF length had little significance. Consequently, it is confirmed that the proposed optical link configuration with the best NRD is effective and useful for implementing a reconfigurable long-haul WDM network.
동아시아 지역에 대한 지각과 상부맨틀의 속도구조를 파악하기 위해서, 레일리파 분산곡선에서 측정한 군속도 값을 사용하여 SV파 토모그래피 역산을 수행하였다. 한국, 일본, 그리고 중국에 설치된 253개의 광대역 관측소에 기록된 321개의 지진자료를 사용하였다. 다중필터기법(multiple filtering technique)을 사용하여, 3 ~ 150초 사이의 주기 범위에 대하여, 5,167개의 레일리파 분산 곡선을 획득한 후, 역산을 수행하여 깊이 10 ~ 100 km에 대한 SV파 토모그래피 모델을 얻었다. 다른 지역과는 다르게 동해지역 하부의 깊이 10 km에서 고속도 이상이 관찰되며 깊이 15 ~ 20 km에서는 강한 고속도 이상이 관측되는데, 이는 맨틀물질의 존재를 나타내는 것으로 생각된다. 따라서 모호면의 깊이가 주변지역에 비해 얕다는 것으로 추정되며, 이를 바탕으로 동해지역의 지각 두께는 10 ~ 20 km 사이로 판단된다. 고속도 이상의 존재 여부로 판단할 때, 한반도 지역의 모호면은 35 km 깊이 부근에 존재하는 것으로 생각된다. 일본열도 북동쪽 지역에서 좁은 범위지만 태평양판의 섭입이 관찰된다. 강원도 연안 하부의 100 km 깊이에서 강한 저속도 이상이 보이며, 이는 울릉도와 울릉분지 형성에 영향을 끼친 용융체의 존재로 생각된다. 또한, 야마토 분지 하부의 100 km 깊이에서 강한 저속도 이상체가 관찰되며, 이는 유체탈수(dehydration) 작용으로 인해 태평양판으로부터 유체가 빠져 나온 후 상승하면서 생성된 저속도 이상체로 해석된다.
We present a novel chromatic dispersion measurement method using a spectral domain interferometer for single mode optical fiber over a wide spectral range (200 nm). This technique is based on the Mach-Zehnder interferometer using a white light source and spectrometer. A phase was directly retrieved from a measured spectral interferogram to obtain relative group velocity, chromatic dispersion and dispersion slope. The measured results with the proposed method were compared with those obtained using a conventional measurement method. Those results have good agreement with each other. Our proposed method can simply, accurately, and quickly (< 500 ms) measure chromatic information for a short length of optical fiber as well as optical device.
이 연구는 한국, 중국, 일본을 포함하는 동아시아 지역의 지각과 최상부맨틀의 SV파 및 SH파 속도구조와 지진파의 속도 방사 이방성(radial anisotropy)을 알아보기 위해 수행하였다. IRIS (Incorporate Research Institutions for Seismology)에서 동아시아에 설치한 광대역 지진관측소에 기록된 지진자료를 사용하여 레일리파와 러브파를 추출하였으며, MFT (Multiple Filter Technique)을 사용하여 각 성분에 기록된 주기 3 ~ 200초 범위의 레일리파와 러브파의 군속도 분산자료를 획득하였다. 수직성분에서 62466개의 레일리파의 분산곡선 측정값을, 접선(transverse)성분에서 54141개의 러브파의 분산곡선 측정값을 얻을 수 있었다. 얻어진 분산자료를 역산하여 속도모델을 구하였고, 역산된 모델을 통해 깊이 100 km 까지의 SV파 및 SH파 속도 구조를 구하였다. SV파와 SH파 속도구조의 경우, 동일하게 깊이 30 km 까지 동해에서 강한 고속도 이상이 나타나며, 30 km 이상의 깊이에서는 중국 남서쪽의 티벳 고원에서 강한 저속도 이상이 나타난다. SH파 속도구조의 경우, 30 km 이상의 깊이에서 동해에서 상대적으로 더 강한 저속도 이상이 나타난다. 그 결과, 지진파 이방성은 평균적으로 동해지역에서 음의 이방성을, 중국 내륙지역에서 양의 이방성이 관측된다.
A series of parametric calculations have been performed in order to investigate the short-term and short-range plume and puff behavior of toxic gaseous and solid pollutant dispersion in an open atmosphere. The simulation is made by the use of the computer program developed by this laboratory, in which a control-volume based finite-difference method is used together with the SIMPLEC algorithm for the resolution of the pressure-velocity coupling appeared In Wavier-Stokes equation. The Reynolds stresses are solved by the standard two-equation k-$\varepsilon$ model modified for buoyancy together with the RNG(Renormalization Group) k-$\varepsilon$ model. The major parameters considered in this calculation are pollutant gas density and temperature, the relative velocity of pollutants to that of the surrounding atmospheric air, and particulate size and density together with the height released. The flow field is typically characterized by the formation of a strong recirculation region for the case of the low density gases such as $CH_4$ and air due to the strong buoyancy, while the flow is simply declining pattern toward the downstream ground for the case of heavy molecule like the $CH_2C1_2$and $CCl_4$, even for the high temperature, $200^{\circ}C$. The effect of gas temperature and velocity on the flow field together with the particle trajectory are presented and discussed in detail. In general, the results are physically acceptable and consistent.
축적된 분산(dispersion)과 비선형 효과에 의한 광 신호의 왜곡을 보상하기 위해 사용되는 분산 계수가 -125 ps/nm/km인 분산 보상 광섬유의 성능 지수 (figure of merit)에 따른 40 Gbps의 광 펄스의 보상 특성을 살펴보았다. 보상 특성이 광전송 링크를 구성하는 중계 구간 (fiber span)의 수가 많고 광 펄스의 입사 전력이 클수록 DCF의 성능 지수의 영향을 많이 받는 것을 확인할 수 있었다. 또한 광 펄스의 파장이 광섬유의 영 분산 파장으로부터 많이 벗어날수록 DCF의 성능 지수의 영향을 많이 받는 것을 확인하였다. 그러나 광전송 링크의 비선형 효과가 클수록 효과적인 보상을 위한 DCF의 성능 지수는 낮아져야 한다는 것을 동시에 확인하였다.
Research on Lamb wave-based damage identification in plate-like structures depends on precise knowledge of dispersive wave velocity. However, boundary reflections with the same frequency of interest and greater amplitude contaminate direct waves and thus compromise measurement of Lamb wave dispersion in different materials. In this study, non-reflecting boundaries were proposed in both numerical and experimental cases to facilitate time-frequency characterization of Lamb wave dispersion. First, the Lamb wave equations in isotropic and laminated materials were analytically solved. Second, the non-reflecting boundaries were used as a series of frames with gradually increased damping coefficients in finite element models to absorb waves at boundaries while avoiding wave reflections due to abrupt property changes of each frame. Third, damping clay was sealed at plate edges to reduce the boundary reflection in experimental test. Finally, the direct waves were subjected to the slant-stack and short-time Fourier transformations to calculate the dispersion curves of phase and group velocities, respectively. Both the numerical and experimental results suggest that the boundary reflections are effectively alleviated, and the dispersion curves generated by the time-frequency analysis are consistent with the analytical solutions, demonstrating that the combination of non-reflecting boundary and time-frequency analysis is a feasible and reliable scheme for characterizing Lamb wave dispersion in plate-like structures.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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