• 한국음향학회지
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• 제30권1호
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• pp.33-41
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• 2011

음압을 감지할 수 있는 Sagnac 간섭계 센서와 온도 및 스트레인을 측정할 수 있는 FBG센서를 결합한 새로운 형태의 하이브리드 광섬유 센서 시스템을 구축하기 위하여 입력 광원인 CW를 TLS로 대체할 필요가 있어 이에 따라 광원의 변화와 맨드릴 재료의 변화에 따른 광섬유 센서의 응답 특성 연구가 필요하게 되었다. 제작된 맨드릴 재료는 PTFE와 PTFE에 카본을 섞어 만든 두 종류로 선택하여 중공 원통형 맨드릴 겉면에 광섬유를 18 m 감아 광섬유 센서로 제작하였다. CW 광원에 대하여 음원의 입력 주파수를 1 kHz~20 kHz까지 바꾸어 가며 트랜스포머 오일이 채워진 유조에서 실험하였다. 또한 FBG와 맨드릴형 광섬유 센서를 결합한 하이브리드형 광섬유 센서 시스템을 구성하고 TLS 광원을 입사광으로 실험하였다. 실험 결과 PTFE 센서의 탐지 크기는 카본 센서 탐지 크기보다 높게 나타났고 맨드릴 재질의 탄성계수 값이 적을수록 커진다는 이론 결과와 잘 일치함을 보였다. CW 광원과 TLS 광원에서 응답한 PTFE 센서의 특성을 주파수별로 상호 비교하여 보면 광원이 CW일 때 보다 TLS일 때 응답 특성이 우수함을 알 수 있었다. 본 연구를 통하여 TLS를 이용한 광섬유 센서는 FBG와의 하이브리드 시스템에 적용 가능하리라 사료된다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.44-50
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• 2012

When the fiber Bragg gratings are embedded in a fiber-optic Sagnac loop for measuring temperature or strain, it is difficult to separate the Bragg wavelengths. The transmitted light is mixed with the reflected Bragg wavelengths in the photo-detector, working as noises. To suppress the noises, we placed the FBG sensors and a fiber-optic attenuator at asymmetric positions in the loop. With the arrangement the reflected light became much bigger than the transmitted light, enabling the separation of the reflected Bragg wavelengths with almost the same signal-to-noise ratio of the FBG sensors outside the loop.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2007년도 춘계학술대회논문집
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• pp.81-84
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• 2007

In this paper, fiber optic sound and vibration monitoring sensor which is latticed shape structure based on Sagnac interferometer is fabricated and tested in laboratory conditions. To detect external vibrations surface mounted fibers on the latticed steel wire fence with a dimension of 170cm by 180cm is used. To detect external sound frequency the tightened fiber optic itself wire netting fence with a dimension of 50cm by 50cm is used. Experiments for the detection of the excited vibration and sound signals were performed. A small vibrator induced external vibration signal and it is applied to the latticed structure in the range of 100Hz to several kHz. External sound signal applied to the fiber optic sensor net using non-directional sound speaker. The detected optical signals were compared and analyzed to the detected both accelerometer and microphone signals in the time and frequency domain. Based on the experimental results, distributed fiber optic sensor using Sagnac interferometer detected effectively external vibration and sound signal and had a good performance. This system can be expanded to the monitoring of a significant system and to the structural health monitoring system.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제27권2호
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• pp.1-6
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• 2013

In this paper, we implemented a polarimetric strain sensor using a Sagnac birefringence interferometer composed of a polarization-maintaining photonic crystal fiber (PM-PCF). By changing the length of the PM-PCF employed as the sensor head of the proposed sensor, the length dependence of the strain sensitivity was investigated. With respect to 5.0-, 7.5-, and 10.0-cm-long PM-PCFs, strain measurements were done in a measurement range of $0{\sim}6m{\varepsilon}$, and strain sensitivities of ~2.04, ~1.92, and ${\sim}1.73pm/{\mu}{\varepsilon}$ were obtained, respectively. If an ideal PM-PCF with no length dependence of a modal birefringence is used for the proposed sensor, the strain sensitivity is independent of the length of the sensor head (PM-PCF). In the practical PM-PCF used in experiments, however, a shorter PM-PCF has a higher length dependence of the modal birefringence due to its imperfectness and nonuniformity of the internal structure, resulting in a higher length dependence of the strain sensitivity.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제29권5호
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• pp.13-18
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• 2015

In this paper, we implemented a polarimetric vibration sensor using a Sagnac birefringence interferometer composed of polarization-maintaining photonic crystal fiber(PM-PCF). By changing the amplitude and frequency of vibration applied to PM-PCF employed as the sensor head of the proposed sensor, sensor responses to various types of vibration were investigated. First, the vibration characteristic of the sensor was explored for a single frequency in a frequency range from 1 to 3000Hz with a cylindrical piezoelectric transducer, and then the sensor response to naturally damped vibration was examined by utilizing a metal cantilever. It was experimentally observed that the sensor output signal was deteriorated by more than 3dB at ~1900Hz in the single frequency vibration measurement with a minimum detectable strain perturbation of ${\sim}1.34n{\varepsilon}/Hz^{1/2}$ at 1500Hz and the peak value of the sensor output signal was proportional to the strength of initially applied stress in the naturally damped vibration measurement.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1714-1716
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• 2002

Optical fiber sensor is a subject which has been attracted considerable attention in recent year. Especially, it is being developed for the detection and location of partial discharge in oil-filled transformers. In this paper, we propose and experimentally demonstrate directivity and sensitivity of a hollow cylindrical mandrel sensor. The sound source is a PZT actuator of hollow cylinder type. Several layers of the fiber laminated around the mandrel surface and experiments were performed on three axis modes. The experimental results can be applied to analyze detected signals optimally.

• 한국광학회지
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• 제25권3호
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• pp.131-136
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• 2014

본 논문에서는 짧은 길이의 편광유지 광자결정 광섬유(polarization-maintaining photonic crystal fiber : 이하 PM-PCF)와 3 dB 광섬유 결합기(fiber coupler), 그리고 편광 조절기(polarization controller)로 구성된 사냑(Sagnac) 복굴절 간섭계(birefringence interferometer)를 이용하여 온도에 둔감한 편광 간섭형 스트레인 센서(polarimetric strain sensor)를 구현하였다. 센서부(sensor head)로 사용된 PM-PCF의 길이는 2 cm이었고, 이는 기존의 PM-PCF 기반 편광 간섭형 스트레인 센서들과 비교할 때 가장 짧은 센서부 길이이다. 제안된 센서는 $0{\sim}8m{\varepsilon}$의 범위에 대해서 스트레인 측정을 수행하였으며, ${\sim}0.87pm/{\mu}{\varepsilon}$에 해당하는 스트레인 민감도를 얻을 수 있었다. 또한, 외부 온도를 $30^{\circ}C$에서 $100^{\circ}C$까지 변화시키며 제안된 센서의 온도 의존성을 조사한 결과, 약 $-12pm/^{\circ}C$의 온도 민감도를 얻을 수 있었으며, 이는 기존의 편광 유지 광섬유의 온도 민감도(약 $-990pm/^{\circ}C$) 에 비해 약 82배정도 작은 값이다. 특히, 실용적인 관점에서 센서 표지자(indicator)로 사용되는 파장이 스트레인 민감도에 큰 영향을 주지 않는다는 것을 실험 및 이론적으로 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.1261-1262
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• 2015

본 논문에서는 PDLS 기반 사냑 간섭계를 사용하여 편광 간섭형 광섬유 진동 센서를 제안하였다. LD와 PD는 빠른 속도로 변하는 세기를 측정하기 위해 사용하였다. PZT를 사용하여 1~3000 Hz까지의 주파수 진동측정이 이루어졌으며 차단 주파수는 ~2100 Hz 였다. 그리고 단위 길이와 단위 스트레인 당 위상 이동은 ${\sim}3.48mrad/({\mu}{\varepsilon}{\cdot}m$)였으며, 최소 검출 가능한 스트레인 섭동은 2000 Hz에서 ${\sim}460p{\varepsilon}/Hz^{1/2}$이었다.

• 항공우주산업기술동향
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• 제8권2호
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• pp.76-85
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• 2010

본 논문에서는 우주환경에 사용되는 광섬유자이로(FOG)의 최근 개발동향에 대해 기술하고자 한다. 광섬유자이로는 샤냑효과를 이용하여 각속도를 측정하는 장치로 링레이저자이로(RLG)에 비해 짧은 개발역사를 가지고 있지만, 관련 소자 및 신호처리 방법의 발전으로 인해 고성능의 우주용 관성항법장치로 링레이저자이로를 대체하기에 충분한 것으로 알려져 왔다. 본 논문에서는 광섬유자이로의 개발동향을 현재까지 개발된 광섬유자이로 제품을 바탕으로 각각의 성능과 특징에 대해 알아보고, 앞으로 고성능 우주용 관성항법장치로서의 광섬유자이로의 발전 방향에 대해 살펴보기로 한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2008년도 춘계종합학술대회 A
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• pp.411-414
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• 2008

본 연구은 광섬유 자이로의 페루프 제어기 보드의 자체 시험 평가를 위한 광학 회로의 모사에 관한 논문이다. 본 시뮬레이터에서는 디지털 신호 처리를 이용하여 입력 레이트에 대한 광섬유 고리의 Cosine응답 특성을 출력으로 내보낸다. 광섬유 고리는 $Vo(t)=K3[1+\cos\{K1(Vm(t)-Vm(t-{\tau}))+K2\}]$의 응답 특성을 갖고 K1, K2, K3값의 입력으로 특정 레이트를 인가하여 출력값의 변화를 확인할 수 있다. 실제 광섬유 고리와 입력 레이트에 대한 같은 Cosine 응답 파형을 내보낼 수 있어 광학회로 없이 광섬유 자이로 폐루프 제어기 보드의 자체 시험 평가가 가능하다.