• 제목/요약/키워드: Photonic Sensor

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광 바이오 센서 시스템을 위한 RGC 기법의 저전럭 전치증폭기 설계 (Design of Low-power Regulated Cascode Trans-impedance Amplifier for photonic bio sensor system)

  • 김세환;홍남표;최영완
    • 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신설비학회 2009년도 정보통신설비 학술대회
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    • pp.364-366
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    • 2009
  • 광 바이오 센서 시스템에서 Trans-Impedance amplifier (TIA)는 광검출기로부터 입력단으로 들어오는 미세한 전기 신호를 원하는 신호레벨까지 증폭하는 역할을 한다. TIA는 광 바이오 센서 시스템의 감도 (sensitivity)를 결정하는 매우 중요한 회로로 저잡음, 저전력, 낮은 입력 임피던스 등의 특성이 요구되어진다. 본 논문에서는 광 바이오 센서 시스템에서 요구되어 지는 저전력, 저잡음 성능을 구현하기 위하여 regulated cascode (RGC) TIA를 설계하였다. 본 연구에서는 기존 common gate (CG) 기법의 TIA에서 전류원 역할을 하는 current source를 저항으로 대체하고, local feedback stage를 이용하는 RGC TIA를 저잡음, 저전력 특성 및 회로 면적 감소의 장점을 갖도록 설계하였다.

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Hydrogen Sensor Based on A Palladium-Coated Long-Period Fiber Grating Pair

  • Kim, Young-Ho;Kim, Myoung-Jin;Park, Min-Su;Jang, Jae-Hyung;Lee, Byeong-Ha;Kim, Kwang-Taek
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제12권4호
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    • pp.221-225
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    • 2008
  • We propose a simple hydrogen detection scheme based on a Mach-Zehnder interferometer formed with a pair of palladium-coated long-period fiber gratings (LPGs). Since an LPG pair offered a fine-structured interference fringe in its transmission spectrum, the resolution as a sensor could be appreciably enhanced compared to that of a single LPG. As the palladium layer absorbed hydrogen, the effective refractive indices of the cladding modes were increased so that the interference spectrum was blue-shifted up to 2.3 nm with a wavelength sensitivity of -0.29 nm/min for 4% of hydrogen concentration.

면취 공정의 능동 제어를 위한 공압식 자동 강재 면취기와 센서 시스템의 제작 및 실험 (Fabrication and Experiment of Pneumatic Steel Plate Chamfering Machine and Sensor System for Active Control of Chamfering)

  • 나영민;이현석;김민효;박종규
    • 한국기계가공학회지
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    • 제19권12호
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    • pp.80-86
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    • 2020
  • With the exception of welding activities, it is forbidden to use electricity in shipyards, owing to safety concerns such as the possibility of fire, explosions, and short circuits. In this paper, an automatic chamfering machine using pneumatics is proposed for use in such environments. Customers specify their requirements and the machine derives the corresponding theoretical design conditions. The proposed machine was used to perform 3D modeling, and its suitability and performance were confirmed via cutting experiments of the manufactured device. Two types of sensors may be used in this system: contact and non-contact. In the case of the contact type, an end-stop switch that can recognize the end of the material is installed, and when the machine reaches the end of the material, the end-stop switch is operated to cut off the air pressure. In the non-contact type, four sensors were used: photonic, ultrasonic, metal detection, and encoder. The use of the four sensors was repeated 30 times, and the average error determined. Thus, the optimum sensor was identified.

UV광 측정용 아조벤젠 코팅된 FBG의 열적 효과 제거 및 파장 의존성에 대한 연구 (The Study of Thermal Effect Suppression and Wavelength Dependence of Azobenzene-coated FBG for UV Sensing Application)

  • 최동석;김현경;안태정
    • 한국광학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.67-71
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    • 2011
  • 본 논문에서는 ultraviolet (UV) 광의 세기를 원격으로 측정하기 위한 아조벤젠 (azobenzene) 코팅된 fiber Bragg grating (FBG)를 구현하였다. 아조벤젠 폴리머는 UV 광에 의해서 탄성이 변화하여 FBG의 코어 격자의 주기 변화를 유도하여 중심파장을 이동시킨다. 중심파장의 이동은 UV 광과 UV 이외의 파장대역의 빛에 의해서 복합적으로 발생하는데 중심파장의 이동량은 약 0.18 nm 이다. 측정의 정확성을 향상시키기 위해서 광원의 복사열에 의한 중심파장의 이동을 열차단 필터(thermal filter)를 사용하여 제거한 결과 중심파장의 이동량은 약 0.06 nm로 다소 감소하였지만 분석 결과 열에 의한 이동량이 충분히 제거된 것을 확인하였다. 또한 서로 다른 방법인 열경화법과 UV 경화법으로 각각 제작된 아조벤젠 폴리머를 이용하여 아조벤젠 코팅 FBG를 제작하였고, 각 제조법에 따른 UV센서로서의 적합성을 확인하였다. 몇 개의 밴드패스 필터(band pass filter)를 사용하여 파장에 대한 민감도를 측정한 결과, 단위 UV 세기당 중심파장의 이동량은 370nm 파장 밴드에서 가장 큰 값인 0.029로, 단파장 영역에서 반응성이 우수하다는 사실을 확인 하였다. 아조벤젠 폴리머의 흡수 스펙트럼과 아조벤젠 코팅 FBG의 파장 의존도가 서로 잘 일치하는 것을 확인하였다.

브래그 격자 광도파로형 바이오 센서 (Polymeric Waveguide Bio Sensors with Bragg Gratings)

  • 이재현;김경조;오민철
    • 한국광학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.54-59
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    • 2006
  • 본 논문에서는 집적 광학 광도파로 소자 기술을 적용하여 생화학 물질의 성분을 정밀하게 측정 가능한 광소자로서 폴리머 광도파로와 브래그 격자를 이용하는 구조를 최초로 제안하였다. 유효굴절률법과 전송행렬법을 이용하여 최적의 감도를 가지는 브래그 격자 광도파로를 설계하였으며 코아와 하부 클래딩의 굴절률이 각각 1.540, 1.430인 폴리머를 이용하여 코아 두께가 $3{\mu}m$ 인 구조의 반전립 광도파로를 제작하였다. 코아 층까지 완성된 도파로 위에 레이저 빔 간섭계와 플라즈마 에칭을 이용하여 격자를 형성한 뒤 격자표면에 20 nm 두께의 Au층을 증착하고 칼릭사린(calixarene) 단분자층을 만들어 바이오센서를 제작하였다. 제작된 광센서를 이용하여 PBS(phosphate bufferedsaline) 용액에 함유된 $K^+$의 농도에 따라 브래그 반사픽이 단파장으로 이동하는 것을 관찰할 수 있었다.

고분해능 FMCW LiDAR 센서 구성을 위한 광대역 주파수변조 레이저 개발 (Development of Wideband Frequency Modulated Laser for High Resolution FMCW LiDAR Sensor)

  • 라종필;최지은
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제18권6호
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    • pp.1023-1030
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    • 2023
  • 본 논문은 눈, 비, 안개 등 열악한 운용환경에도 강건한 표적검출 특성을 가지는 FMCW LiDAR에 대해서 기술하고 있다. 특히 FMCW LiDAR의 거리 해상도, 가간섭거리 및 최대측정거리 성능에 직접적으로 영향을 미치는 주파수변조레이저의 성능개선에 대해 기술하고 있다. 불평형 Mach-Zehnder 레이저간섭계를 활용하여, 레이저의 발진주파수의 변화율을 실시간 측정하고, 주파수변조 오차를 보정하는 광학식 위상동기루프 기술을 이용한 주파수변조 방법에 대해 기술하였다. 가간섭거리가 긴 레이저 광원을 발진하기 위해 확장공진기형 레이저다이오드를 적용하였으며, 레이저에서 발진되는 주파수 측정을 위해 광집적회로 구조의 레이저간섭계를 적용하였다. 개발된 FMCW LiDAR의 대역폭과 거리해상도는 각각 10.045GHz와 0.84mm로 측정되었다.

Optimization of Thermo-Optic Parameters for Temperature-Insensitive LPWG Refractometers

  • Lee, Dong-Seok;Kim, Kyong-Hon;Hwang, Seok-Hyun;Lee, Min-Hee;Lee, El-Hang
    • ETRI Journal
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    • 제28권6호
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    • pp.739-744
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    • 2006
  • In this paper, we report numerically calculated results of testing a temperature-insensitive refractive sensor based on a planar-type long-period waveguide grating (LPWG). The LPWG consists of properly chosen polymer materials with an optimized thermo-optic coefficient for the core layer in a four-layer waveguide structure. The resonant wavelength shift below the spectral resolution of the conventional optical spectrum analyzer is obtained accurately over a temperature change of ${\pm}7.5^{\circ}C$ even without any temperature control. The refractive index sensitivity of the proposed grating scheme is about 0.004 per resonant wavelength shift of 0.1 nm for an optimized thermo-optic coefficient.

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3-D Hetero-Integration Technologies for Multifunctional Convergence Systems

  • 이강욱
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.11-19
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    • 2015
  • Since CMOS device scaling has stalled, three-dimensional (3-D) integration allows extending Moore's law to ever high density, higher functionality, higher performance, and more diversed materials and devices to be integrated with lower cost. 3-D integration has many benefits such as increased multi-functionality, increased performance, increased data bandwidth, reduced power, small form factor, reduced packaging volume, because it vertically stacks multiple materials, technologies, and functional components such as processor, memory, sensors, logic, analog, and power ICs into one stacked chip. Anticipated applications start with memory, handheld devices, and high-performance computers and especially extend to multifunctional convengence systems such as cloud networking for internet of things, exascale computing for big data server, electrical vehicle system for future automotive, radioactivity safety system, energy harvesting system and, wireless implantable medical system by flexible heterogeneous integrations involving CMOS, MEMS, sensors and photonic circuits. However, heterogeneous integration of different functional devices has many technical challenges owing to various types of size, thickness, and substrate of different functional devices, because they were fabricated by different technologies. This paper describes new 3-D heterogeneous integration technologies of chip self-assembling stacking and 3-D heterogeneous opto-electronics integration, backside TSV fabrication developed by Tohoku University for multifunctional convergence systems. The paper introduce a high speed sensing, highly parallel processing image sensor system comprising a 3-D stacked image sensor with extremely fast signal sensing and processing speed and a 3-D stacked microprocessor with a self-test and self-repair function for autonomous driving assist fabricated by 3-D heterogeneous integration technologies.

인영(人迎)·기구비교맥법(氣口比較脈法)의 정량화(定量化)에 관(關)한 연구(硏究) (The quantitative study on the Renying·Qi mouth comparison pulse diagnosis)

  • 조명래;김무신;유충렬;최찬헌;장경선;소철호;박영배
    • Journal of Acupuncture Research
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    • 제19권2호
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    • pp.149-163
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    • 2002
  • Objective : We have studied literatures of Renying Qi mouth comparison pulse diagnosis theory and distinguished the excess, deficiency and quick-temper of pulse as the measurement parameter of Renying Qi mouth pulse diagnosis. Methods : We have acquired pulse signals of Renying Qi mouth by using diagnostic equipment of Renying Qi mouth pulsation and estimated reappearance of pulse signals. Results : 1. The measurement parameter of Renying Qi mouth pulse diagnosis distinguishes the excess, deficiency and quick-temper of pulse through relative comparison of Renying Qi mouth. 2. When we acquired the pulse singals of Renying Qi mouth by using diagnostic equipment, the property, measuring area, bias pressure, contact or adhesion state of the sensor are considered. 3. As getting the pulse signal of Renying Qi mouth, the sensor of a sound detective mode is effective. 4. The diagnostic equipment of Renying Qi mouth pulse is assessed as being significant reappearance.

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