Park, Hyun-Jun;Sohn, Hoon;Yun, Chung-Bang;Chung, Joseph;Kwon, Il-Bum
Smart Structures and Systems
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제6권5_6호
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pp.749-765
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2010
There are on-going efforts to utilize guided waves for structural damage detection. Active sensing devices such as lead zirconate titanate (PZT) have been widely used for guided wave generation and sensing. In addition, there has been increasing interest in adopting wireless sensing to structural health monitoring (SHM) applications. One of major challenges in wireless SHM is to secure power necessary to operate the wireless sensors. However, because active sensing devices demand relatively high electric power compared to conventional passive sensors such as accelerometers and strain gauges, existing battery technologies may not be suitable for long-term operation of the active sensing devices. To tackle this problem, a new wireless power transmission paradigm has been developed in this study. The proposed technique wirelessly transmits power necessary for PZT-based guided wave generation using laser and optoelectronic devices. First, a desired waveform is generated and the intensity of the laser source is modulated accordingly using an electro-optic modulator (EOM). Next, the modulated laser is wirelessly transmitted to a photodiode connected to a PZT. Then, the photodiode converts the transmitted light into an electric signal and excites the PZT to generate guided waves on the structure where the PZT is attached to. Finally, the corresponding response from the sensing PZT is measured. The feasibility of the proposed method for wireless guided wave generation has been experimentally demonstrated.
시간 정보를 이용하여 거리 측정 및 물체 탐지 등에 사용되고 있는 Time of Flight(ToF) LiDAR(Light Detection And Ranging) 기술이 자율 주행 자동차, 지형 분석 같이 보다 정밀 측정이 필요한 분야에 응용되면서 ToF 시간 정보 추출에 대한 중요성이 높아지고 있다. 본 논문에서는 ToF 시간 정보의 정확성의 지표로 timing jitter를 사용하였고, 약 31M free space 환경에서 1.5um 파장의 MOPA LASER와 InGaAs Avalanche Photodiode(APD)로 이루어진 Single-Shot LiDAR system(SSLs)을 통해 측정 및 분석하였다. 또한 SSLs를 통해 측정된 데이터에 curve fitting 방법인 spline interpolation과 반복 측정된 피크 데이터를 이용하는 multiple-shot averaging 방법을 적용하여 timing jitter 개선결과를 제시하였다.
This paper proposes the extension of the dynamic range in complementary metal oxide semiconductor (CMOS) image sensors (CIS) using switching operation of in-pixel inverter. A CMOS inverter is integrated in each unit pixel of the proposed CIS for switching operations. The n+/p-substrate photodiode junction capacitances are added to each unit pixel. When the output voltage of the photodiode is less than half of the power supply voltage of the CMOS inverter, the output voltage of the CMOS inverter changes from 0 V to the power supply voltage. Hence, the output voltage of the CMOS inverter is adjusted by changing the supply voltage of the CMOS inverter. Thus, the switching point is adjusted according to light intensity when the supply voltage of the CMOS inverter changes. Switching operations are then performed because the CMOS inverter is integrated with in each unit pixel. The proposed CIS is composed of a pixel array, multiplexers, shift registers, and biasing circuits. The size of the proposed pixel is $10{\mu}m{\times}10{\mu}m$. The number of pixels is $150(H){\times}220(V)$. The proposed CIS was fabricated using a $0.18{\mu}m$ 1-poly 6-metal CMOS standard process and its characteristics were experimentally analyzed.
능동형 전자식 개인피폭선량는 개인의 피폭 선량을 실시간으로 확인할 수 있는 장점을 가진 보조선량계이다. 하지만 국내에 사용되고 있는 다수의 능동형 개인피폭 선량계는 의료기관에서 사용하는 진단방사선 영역에서 큰 오차와 낮은 응답성을 가진다. 이에 본 연구에서는 Si 포토다이오드 검출기를 사용하는 능동형 전자식 개인선량계에서 저에너지 영역의 응답특성을 향상시키기 위한 에너지 보상 두께를 평가하였다. 40 kVp에서 80 kVp 영역에서는 Al 0.2 mm + Sn 1.0 mm 필터에서 우수한 응답특성을 보였고 80 kVp에서 120 kVp 영역에서는 Al 0.2 mm + Sn 1.6 mm 필터에서 우수한 응답특성을 보였다.
디지털 엑스레이 디텍터 영상 취득에 있어 동적 범위를 최대화하고 영상지연을 최소화하기 위해서는 엑스레이 영상센서의 픽셀내 포토다이오드에 존재하는 잔류 정전기생용량을 빠르고 완전하기 제거하는 것이 매우 중요하다. 이러한 요구사항은 특히 고속 프레임과 낮은 영상지연이 필요한 산업용 2D/3D 자동화 엑스레이 검사와 의료용 CT 엑스레이 디텍터에 특별히 요구된다. 본 연구는 리셋 박막트랜지스터, 리드아웃 박막트랜지스터 그리고 포토다이오드로 픽셀이 구성된 듀오픽스TM 엑스레이 영상센서를 처음으로 제안한다. 듀오픽스TM 엑스레이 영상센서의 구동을 검증하기 위해 105 ㎛의 픽셀 사이즈, 347 mm × 430 mm의 영상영역 그리고 3300 × 4096의 픽셀 (13.5M pixels)을 갖는 듀오픽스TM 엑스레이 영상센서를 설계, 제작하여 모듈테스터와 영상취득 프로그램을 통해 영상을 취득하였다.
A low-cost, simple strip reader system using a linear movement mechanism of CD-ROM deck has been developed to characterize a lateral flow membrane-based immunochromatographic assay. The test strip reader was assembled by a CD-ROM deck and home-made optical head especially designed for immunoassays. The optical head for detecting reflected light from the test strip surface consists of green light-emitting diode, large area silicon photodiode, and anodized aluminum mounting block providing a slit structure for cutting light from the LED. The stepping motor of the deck was operated in the full step mode, whose distance of each reading point is about 0.15mm. The performance of the strip reader was tested by analysis of HBV(hepatitis B virus) antigen test kit. This strip reader can be useful for inexpensive, disposable, and membrane-based assays that provide visual evidence of the presence of an analyte in a liquid sample.
Organic photovoltaic effects were studied in a device structure of ITO/CuPc/Al and ITO/CuPc/$C_{60}$/BCP/Al. A thickness of CuPc layer was varied from 10 nm to 50 nm, we have obtained that the optimum CuPc layer thickness is around 40 nm from the analysis of the current density-voltage characteristics in CuPc single layer photovoltaic cell. From the thickness-dependent photovoltaic effects in CuPc/$Cu_{60}$ heterojunction devices, higher power conversion efficiency was obtained in ITO/20nm CuPc/40nm $C_{60}$/Al, which has a thickness ratio (CuPc:$C_{60}$) of 1:2 rather than 1:1 or 1:3. Light intensity on the device was measured by calibrated Si-photodiode and radiometer/photometer of International Light Inc(IL14004).
We fabricated 40 Gb/s front-end optical receivers using spot-size converter integrated waveguide photodiodes (SSC-WGPDs). The fabricated SSC-WGPD chips showed a high responsivity of approximately 0.8 A/W and a 3 dB bandwidth of approximately 40 GHz. A selective wet-etching method was first adopted to realize the required width and depth of a tapered waveguide. Two types of electrical pre-amplifier chips were used in our study. One has higher gain and the other has a broader bandwidth. The 3 dB bandwidths of the higher gain and broader bandwidth modules were about 32 and 42 GHz, respectively. Clear 40 Gb/s non-return-to-zero (NRZ) eye diagrams showed good system applicability of these modules.
본 논문에서는 패러데이 효과(Faraday effect)를 이용하여 초고압 전력설비에서 대전류 측정을 위한 광CT의 온도변화에 따른 특성에 대한 기초 연구를 하였다. 광원으로는 1310[nm] Laser Diode를 사용하고 수신부로는 PIN-Photodiode를 사용하였다. 실험을 위한 온도변환장치는 GIS와 같은 모양으로 재철은 알루미늄으로서 제작하였다. 광의 전송로는 파이버 내에서 편광상태를 유지할 수 있는 30[m]의 싱글모드 언재킷(unjacked) 파이버를 사용하였다. 전류의 측정은 400[A]에서 1300[A] 까지의 범위에서 측정하였으며 온도는 -40[$^{\circ}$]에서 50[$^{\circ}$]까지 10[$^{\circ}$]씩 증가시키면서 측정하였다. 이 때 출력선호는 인가전류의 중가에 따라 비례하여 증가하였으며 주변온도가 높을수록 비례하여 증가하였다.
본 연구는 광파장분석기 설계 및 구현에 관한 것이다. 실험을 위해 입력광은 적외선, 자외선, 가시광선으로 광원을 사용하였다. 전류전압(I-V) 변환회로는 포토다이오드[1]로 구성 되어 있다. 광기전력을 이용하여 전압을 측정한다. 측정한 전압의 크기로 광원의 파장을 알아낼 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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