• 제목/요약/키워드: Optical Fiber Sensors

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매크로 벤딩 측정을 위한 금속 모세관 결합 광섬유 센서 (Fiber-optic macro-bending sensor aided by metal capillary)

  • 백승인;정윤찬;이병호
    • 한국광학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.289-293
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    • 2001
  • 금속 모세관을 이용하여 일반적인 단일모드 광섬유를 결합함으로써 매크로 벤딩(macro bending)을 측정할 수 있는 광섬유 센서를 제작하였다. 매크로 벤딩에 의한 곡률 반지름이 감소함에 따라 각도 정렬 오차가 증가하여 투과되는 빛의 에너지가 감소하게 되므로 매크로 벤딩을 측정할 수 있었다. 측정 범위는 곡률 반지름 20mm에서 85mm의 영역이었다. 사용한 광섬유 격자의 중심 파장은 각각 1543.3 nm, 1549.5nm이고 최대 벤딩 손실을 -11.19dB였다. 이 센서와 광섬유 브래그 격자를 이용하여 다중점 측정이 가능함을 보였다.

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압전소자와 광섬유센서를 이용한 케이블의 손상평가 (Estimation of Cable Damages using Piezo Disk and Optical Fiber Sensors)

  • 박강근;김이성
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제9권3호
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    • pp.67-74
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    • 2009
  • 가진력의 영향을 평가하기 위해 이용되는 압전소자와 물체의 변형량을 분석하기 위해 사용되는 광섬유 센서와 변형 게이지는 각종 시험과 실험에 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 케이블 시스템에서 발생한 손상을 검토하기 위해 압전소자와 광섬유센서를 이용하였다. 케이블 시스템은 압축이나 휨이 발생하지 않고 막구조에서 단지 인장력을 분담한다. 그러나 기존의 안전진단법을 이용하여 케이블 시스템의 손상을 판단하는 것은 전체구조의 특이한 구조거동 등으로 검토하기 어렵다. 인장부재에서 케이블의 풀림과 할렬이 발생하면 진동을 유발하기 때문에 압전소자를 케이블의 손상을 검토하기 위해 이용하였으며, 이를 광섬유 센서를 이용한 실험의 결과와 비교하였다. 본 연구는 인장응력 하에 케이블 시스템의 손상을 검토하는 방법을 제안하기 위한 실험적 연구이다.

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단일모드 광섬유 Mach-Zehnder간섭계의 안정화를 위한 추적궤환 보상기의 설계 (Design of phase tracking feedback compensator for stabilization of single mode fiber-optic Mach-Zehnder interferometer)

  • 이기완;오문수;홍봉식
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1989년도 한국자동제어학술회의논문집; Seoul, Korea; 27-28 Oct. 1989
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    • pp.547-552
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    • 1989
  • Single mode optical fiber interferometeric sensors using phase tracking homodyne detection are typically susceptible to environmentally induced temperature fluctuations and other types of disturbances. In this paper compensator is described, which is a simple and effective phase tracking feedback electronic circuit must be output signal stabilized to achieve maximln sensitivity and linearity of Mach-Zehnder fiber-optic interferomter in the presence of differential phase drift. The phase tracking range of the piezoelectric cylinder in the reference arm is .+-.3.7.pi.rad, and the probe mass about 1 gram in the sensing ann was used for measurements of the gravity acceleration.

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단일모드 광섬유Mach-Zehnder 간섭계의 안정화를 위한 위상 추적 궤환 보상기의 설계 (Design of Phase Tracking Feedback Compensator for Stabilization of Single Mode Fiber-Optic Mach-Zehnder Interferometer)

  • 이기완;홍봉식
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제26권12호
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    • pp.2032-2038
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    • 1989
  • Single mode optical fiber interferometeric sensors using phase tracking homodyne detection are typically susceptible to environmentally indured temperature fluctuations and other types of disturbances. A simple and effective phase tracking feedback electronic circuit for compensator is described to achieve stabilizing signal output, maximum sensitivity and linearity in the fiber optic Mach-Zehnder infterferometer in the presence of differential phase drift. The phase tracking range of the piezoelectric cyclinder in the reference arm is \ulcorner.7 \ulcornerad and the prabe mass about 1 gram in the sensing arm was used for measurements of the gravity acceleration.

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파장변조 광흡수 분광법을 이용한 농도 계측 기법 (Species Concentration Measurement Technique Using Wavelength Modulation Absorption Spectroscopy)

  • 안재현;김용모
    • 한국분무공학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.67-76
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    • 2004
  • Diode laser absorption sensors are advantageous because they may provide fast, sensitive, absolute, and selective measurements of species concentration. These systems are very attractive for practical applications owing to its compactness, reasonable cost, robustness, and ease of use. In addition, diode lasers we fiber-optic compatible and thus enable simultaneous measurements of multiple species along a line-of-sight. Recent advances of room-temperature, near-IR and visible diode laser sources for telecommunication, optical data storage applications make it possible to be applied for combustion diagnostics based on diode laser absorption spectroscopy. Therefore, combined with fiber-optics and high sensitive detection strategies, compact and portable sensor systems are now appearing for variety of applications. The objectives of this research are to develop new gas sensing system and to verify feasibility of this system. Wavelength modulation spectroscopy has been demonstrated in these experiments and has a bright prospect to this diode laser system.

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지능형 구조물을 위한 간섭형 광섬유 센서 신호처리기 (Interferometric fiberoptic sensor signal processor for smart structures)

  • 홍영준;예윤해
    • 한국광학회지
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    • 제14권6호
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    • pp.588-593
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    • 2003
  • 지능형 구조물에서의 진동 등과 같이 주파수가 1 KHz에 이르는 물리량을 고감도로 측정할 수 있는 광섬유센서를 위한 신호 처리기를 구현하기 위하여 광섬유자이로스코프에 적용되었던 전디지털 위상추적신호처리(ADPT)를 교류량 측정용(다이나믹)으로 변경하여 설계하였다. 구현된 다이나믹 ADPT 신호처리기를 광섬유 Mach-Zehnder간섭계에 적용하여 성능을 평가한 결과 ADPT신호처리방식의 한계인 -50 ㏈에 가까운 전고조파 왜율을 가짐을 확인하였다.

삽입된 장주기 광섬유 격자를 이용한 VARTM 공정에서의 수지이동 및 변형 과정 예측 시스템 설계에 관한 연구 (A Study on the Measurement System Design for the Resin Flow and Curing in the Vacuum Assisted Resin Transfer Molding(VARTM) Process Using the Long Period Fiber Bragg Grating)

  • 윤영기;정승환;이우일;이병호;변준형
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제28권5호
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    • pp.489-494
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    • 2004
  • Long Period Gratings (LPG) is currently receiving considerable attention because of their consistent measuring results fur pressure, temperature, strain and flow. LPG is easier to prepare and has a high sensitivity compared with Fiber Bragg Gratings (FBG). In addition, this kind of optical fiber sensors could be used for implementations in various structures. In this paper, LPG was used to monitor in situ the resin flow and the curing process in VARTM (Vacuum Assisted Resin Transfer. Molding). In order to demonstrate the effectiveness of the method, FBG is inserted into the glass mat to monitor the resin flow using optical spectrum analyzer (OSA). The curing reactions in VARTM are also observed using the same method. From the results, the attenuation wavelength shift and the loss change of attenuation band can be obtained from the status of the RTM (Resin Transfer Molding) sample owing to the internal variations of the .effective index, temperature, and pressure. It is shown that the proposed LPG is more effective in monitoring the curing reaction than FBG.

LC(Liquid crystal)-광섬유를 이용한 최소 침습적 레이저 온열 치료용 온도 측정 센서의 개발을 위한 기초 연구 (Feasibility study on the development of Liquid crystal-optical fiber temperature sensor for minimal invasive laserthermia)

  • 이봉수;황영묵;정순철
    • 센서학회지
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    • 제12권5호
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    • pp.225-230
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    • 2003
  • 최근 최소 침습적 수술(minimal invasive surgery)방법에 대한 관심이 높아지면서 인체 내부의 악성 종양을 치료하는 방법 중의 하나로 레이저를 이용한 온열 치료법(laserthermia)이 사용되고 있다. 인체 심부의 암세포에 대한 레이저 열 치료는 레이저를 조직에 흡수시키면서 발생되는 열을 이용하여 암세포를 제거하는 방법이다. 본 시스템은 레이저 전달용 광섬유, 영상 획득용 내시경, 온도 측정 센서 등으로 구성된다. 온열 요법은 치료할 암세포를 적절한 온도($42{\sim}43^{\circ}C$)로 유지시켜주면서 정상 세포는 레이저의 조사에 의한 열 발생을 최소화시키는 것이 중요한데 이러한 온도 유지를 위해서는 신속 정착한 온도 측정이 요구되고 있다. 본 연구에서는 새로운 형태의 LC(liquid crystal)-광섬유 온도 측정 센서를 개발하기 위해 온도 변화에 따른 LC물질의 색 변화 정도를 수광-발광 광섬유로서 측정하였고 측정된 수광량과 온도 변화 사이의 관계식을 도출하였다. 그리고 광섬유와 LC물질간의 복잡한 거리 문제를 해결하고, 보다 향상된 실험 결과를 얻기 위해 Y-coupler를 제작하여 LC물질의 반사 광량과 온도 사이의 관계도 알아보았다.

광섬유 브레그격자 센서를 이용한 풍력발전기 날개의 모드 해석 (Modal Analysis of Wind Turbine Blade Using Optical-Fiber Bragg-Grating Sensors)

  • 김창환;백인수;유능수;남윤수
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제35권5호
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    • pp.513-516
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    • 2011
  • 소형 풍력발전기 날개의 동적 거동에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 날개를 따라 배열된 광 브레그 격자 (Fiber Bragg Grating) 센서를 이용하여 날개 표면에서의 변형률(strain)을 측정하였다. 충격 햄머 실험 (Impact Hammer Test)을 통하여, 1차 및 고차 모드의 공진주파수를 측정하였다. 광섬유 센서를 이용한 실험결과를 스트레인 게이지를 이용한 실험 결과와 비교한 결과 모드 주파수는 매우 유사하였다. 하지만, 광섬유 센서의 경우 스트레인 게이지에서 감지하지 못하는 모드를 감지할 수 있었다. 또한, 실험으로부터 얻은 변형률 모드를 이용하여 근사적으로 날개의 변위 모드를 추정하였다.

광섬유 소산파를 이용한 면역 센서 제조 및 그 특성 (Fabrication of fiber-optic evanescent wave immunosensor and its measuring characteristics)

  • 최기봉;윤희주;차승희;최정도
    • 센서학회지
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    • 제6권5호
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    • pp.356-361
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    • 1997
  • 광섬유 소산파 센서(fiber-optic evanescent wave sensor)를 제작하였다. 클래드층을 제거한 광섬유 코아 표면에 anti-mouse immunoglobulin G(IgG)를 결합시키고, 형광이 표지된 mouse IgG와의 반응을 직접적인 방법과 경쟁적인 방법을 통하여 측정하였다. 직접적인 방법과 경쟁적인 방법 모두 $1{\mu}g/m{\ell}$이하의 mouse IgG를 측정할 수 있는 감도를 얻을 수 있었다. Anti-mouse IgG는 단순 흡착 방법에 의하여 광섬유 코아 표면의 93.9%에 고정되었고 비특이적 결합반응을 제거하기 위하여 실시한 소혈청 알부민(bovine serum albumin : BSA)을 이용한 표면 코팅 효과는 없었다. Mouse IgG에 결합된 fluorescein의 비율이 높을수록 형광 발생량이 많았으나 관계는 직선적이지 않았다. 본 연구에서 제작된 광섬유 소산파 센서는 $1{\mu}g/m{\ell}$ 이하의 항원 항체 반응을 소산파 여기에 의한 형광량으로 측정할 수 있어 면역센서로의 응용이 가능할 것으로 판단된다.

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