• 한국통신학회논문지
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• 제36권11B호
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• pp.1394-1402
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• 2011

본 논문은 포물 반사경 방식 및 프레넬 렌즈 방식을 이용한 태양광 집광장치 및 이의 응용에 관한 것이다. 본 시스템은 대구경 반사경과 더불어 2차 광학계를 도입하여 광섬유로 입사되는 빛의 입사각을 광섬유의 개구수보다 작게 함으로써 집광효율을 극대화하였다. 또한 광섬유 단면에 입사하는 빛의 에너지 밀도를 낮게 하기 위해 광섬유 다발 직경 크기와 동일한 평행광이 광섬유로 입사되게 함으로써 반사경을 사용한 집광 시 문제가 되는 열발생 문제를 별도의 냉각장치 없이 근원적으로 차단하였다. 최근 각광받고 있는 식물공장에 주로 쓰이는 LED와 같은 인공광원 대신 본 연구에서 개발한 태양광 집광장치를 식물공장에 적용하여 인공조명과 태양광의 혼합조명장치를 통해 식물을 재배하였다. 그 결과 낮 시간대에 인공조명에 소요되는 전기에너지를 대폭 절감할 수 있었다. 혼합조명장치에서는 조도센서를 활용하여 항상 일정량의 빛이 식물에 제공되도록 LED등의 밝기를 조절하였다. 하루 10시간 기준으로 100형 규모의 식물공장에 태양광 채광시스템을 적용할 경우 한 달에 약 28,080KWh의 에너지 절감효과가 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.464-464
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• 2010

A few years ago, for maintaining high stability and production yield of production equipment in a semiconductor fab, on-line monitoring of wafers is required, so that semiconductor manufacturers are investigating a software based process controlling scheme known as virtual metrology (VM). As semiconductor technology develops, the cost of fabrication tool/facility has reached its budget limit, and reducing metrology cost can obviously help to keep semiconductor manufacturing cost. By virtue of prediction, VM enables wafer-level control (or even down to site level), reduces within-lot variability, and increases process capability, $C_{pk}$. In this research, we have practiced VM on $SiO_2$ etch rate with optical emission spectroscopy(OES) data acquired in-situ while the process parameters are simultaneously correlated. To build process model of $SiO_2$ via, we first performed a series of etch runs according to the statistically designed experiment, called design of experiments (DOE). OES data are automatically logged with etch rate, and some OES spectra that correlated with $SiO_2$ etch rate is selected. Once the feature of OES data is selected, the preprocessed OES spectra is then used for in-situ sensor based VM modeling. ICP-RIE using 葰.56MHz, manufactured by Plasmart, Ltd. is employed in this experiment, and single fiber-optic attached for in-situ OES data acquisition. Before applying statistical feature selection, empirical feature selection of OES data is initially performed in order not to fall in a statistical misleading, which causes from random noise or large variation of insignificantly correlated responses with process itself. The accuracy of the proposed VM is still need to be developed in order to successfully replace the existing metrology, but it is no doubt that VM can support engineering decision of "go or not go" in the consecutive processing step.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제21권1호
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• pp.29-34
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• 2010

본 연구에서는 치료용 양성자선 계측을 위한 광섬유 방사선량계 개발을 목적으로 최적화 과정의 기초연구를 통하여 광섬유 방사선량계를 제작하였다. 양성자선 계측의 최적화를 위해 유기섬광체의 종류에 따른 섬광량 및 브래그 피크의 피크/플래투를 측정하여 가장 효율이 뛰어난 섬광체를 선별하였고, 유기섬광체의 직경에 따라 물 팬텀의 각 깊이에서 손실되는 양성자선의 에너지에 대해 유기섬광체에서 발생되는 섬광량을 측정하여 유기섬광체의 직경에 따른 선형성을 도시하고 최적의 섬광체 직경을 선택하였다. 또한 양성자선의 조사각도에 대해 유기섬광체의 길이에 따른 섬광량 및 섬광량의 표준편차를 측정하여 입사각 의존도를 판별하고 최적의 섬광체 길이를 결정하였다. 최적화 과정을 통하여 제작된 센서 성능평가의 일환으로 양성자 가속기의 선량율 및 모니터 유닛에 따른 광섬유 방사선량계의 섬광량을 측정하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제29권4호
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• pp.316-322
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• 2009

본 연구는 광섬유 브래그 격자(fiber Bragg grating, FBG)센서를 이용하여 캔틸레버의 수직 처짐을 산정하고 이를 통하여 횡방향 하중을 받는 말뚝기초 거동 분석을 위한 사전연구를 수행하는데 목적이 있다. 말뚝기초를 모형화한 길이 1.7 m의 정방 중공 형강 내민보를 실험실에 설치하고 실험체 측면의 상하부 표면에 4개의 센서로 다중화 된 2쌍의 FBG 센서를 설치하였다. 결과 비교를 위해 FBG 센서가 설치된 동일 위치에 전기식 게이지를 설치하였다. 하중은 고정 단에서 1.47m 지점에 엑츄에이터를 통한 변위 제어 방법으로 재하 하였다. 실험을 통해 측정된 FBG 센서의 파장변화로부터 변형률과 곡률을 산정하였고 기하학적 처짐-곡률관계와 회귀분석을 통하여 처짐을 유추하였다. FBG 센서를 통해 산정된 변형률과 처짐을 각각 전기식 게이지의 변형률 측정값, 이론 처짐값과 비교분석 하였다. 측정된 FBG 센서와 전기식 게이지의 변형률은 근사한 결과를 나타내었으며, 이론적으로 산출한 처짐과 FBG 센서로부터 도출한 처짐도 우수한 상관관계를 보였다. 실험결과를 통하여 FBG 센서를 도입한 말뚝 기초 거동분석을 성공적으로 이루어내기 위해서는 FBG 센서로 측정 가능한 한계 변위의 산정 및 증대 방안이 필요하며, 센서 오작동시 대처 방법에 대한 추가 연구가 필요하다고 판단된다.

• Composites Research
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• 제36권3호
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• pp.186-192
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• 2023

최근, 철도차량 분야에서는 경량화 및 운송 효율화를 위해 복합재 활용에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 따라 다양한 차량 부품에 복합재를 적용하고자 하는 연구 및 상용화 개발이 활발히 이루어지고 있으며, 복합재 적용에 대한 품질 검증을 위해 완성품의 기계적 성능 평가와 같은 사후 측정을 중심으로 평가가 이루어지고 있다. 하지만, 제작 품질에 큰 영향을 미치는 요소인 복합재 성형 과정에서 발생하는 열과 응력에 대한 분석은 미비한 상황이다. 따라서, 본 연구에서는 철도차량용 복합재 부품의 성형 품질을 검증하기 위하여 가장 활발히 사용되는 복합재 내장재 패널 2종(라미네이트 패널, 샌드위치 패널)에 대한 성형 품질 분석을 진행하였다. 이를 위해 복합재 내부 적용에 용이한 FBG 광섬유 센서를 이용하여 성형 과정 동안 온도 및 변형률 변화를 모니터링 하고, 성형 완료 후 발생하는 잔류 변형률 값을 측정하였다. 결과적으로, 과열 현상과 과도 잔류응력이 발생하지 않은 것을 확인함으로써 철도차량용 복합재 내장재 패널의 우수한 성형 품질을 검증하였다.

• 센서학회지
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• 제27권5호
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• pp.317-327
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• 2018

THz 시간 영역 분광학(TDS)은 이제 성숙한 분야가 되었고, 그 기술은 전 세계적으로 수백 개의 연구실에서 사용되고 있지만, THz 시스템의 개선에 대한 여지는 아직 많이 남아있다. 도전과제의 핵심은 모드-잠김 에지 방사(edge emitting) 반도체방출 반도체 레이저와 광전도 반도체 양자 구조의 개선이다. 또한 대량 생산을 위한 기술과 3D 프리팅과 같은 혁신적인 제조 기술도 매우 효과적이다. 최근에 상용제품으로 출시된 OSCAT 시스템과 ASOPS 시스템을 이용하여 분광/영상기법을 반도체 패키지 칩에 적용하기도 하였다. 한편, THz 분광법이 정적(static)이거나 또한 시간-분해적이든 간에 모두 반도체 소재 및 반도체 나노 구조의 특성을 평가하는 데 있어서 선도적인 기법이 될 것이다. 향후에는 점점 더 좁은 영역을 탐구하는 방법이나 THz 응용 시스템을 평형상태에서 벗어나게 하는 툴(tool)로써 사용될 가능성도 높다. 또한 메타(meta) 물질을 이용하여 THz 시스템에 적용할 경우, 가변 필터와 같은 순시적인 광학 부품이 가능하므로 광여기(photoexcited) 반도체 소자(신호원)으로 이용하는 구상/디자인도 할 수 있다.

• 센서학회지
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• 제6권2호
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• pp.95-105
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• 1997

디지털 위상추적 신호처리방식은 개회로 구성의 광섬유 자이로스코프를 위한 방식이면서도 개회로 방식 신호 처리의 한계로 지적되고 있는 다이내믹 레인지의 한계 및 광원의 세기변화 또는 신호처리상에서의 이득 변화에 대한 의존성 등의 단점을 해결할 수 있는 것으로 발표되었다. 본 논문에서는 디지털 위상추적 방식 신호처리기의 성능을 제한하는 요소로서 신호처리기의 구현 과정에서 도입될 수 있는 위상변조신호에 내포된 고조파 성분 및 이의 크기, 위상차, 변조진폭 변화, 신호 경로의 대역폭 제한, mixer의 구현방법 등을 찾아낸 후 각 요소의 영향을 정량적으로 분석하였다. 마지막으로 $1{\mu}rad$급의 분해능을 갖춘 신호처리기가 가져야할 조건을 계산함으로서 디지털 위상추적 신호처리기의 구현과정에서의 주의 사항을 제시하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제35권4호
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• pp.266-272
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• 2021

Mooring systems are among the most important elements employed to control the motion of floating offshore structures on the sea. Considering the use of polymer material, a new method is proposed to address the creep characteristics rather than the method of using a tension load cell for measuring the tension of the mooring line. This study uses a synthetic mooring rope made from a polymer material, which usually consists of three parts: center, eye, and splice, and which makes a joint for two successive ropes. We integrate the optical sensor into the synthetic mooring ropes to measure the rope tension. The different structure of the mooring line in the longitudinal direction can be used to measure the loads with the entire mooring configuration in series, which can be defined as SMART (Smart Mooring and Riser Truncation) mooring. To determine the characteristics of the basic SMART mooring, a SMART mooring with a diameter of 3 mm made of three different polymer materials is observed to change the wavelength that responds as the length changes. By performing the longitudinal tension experiment using three different SMART moorings, it was confirmed that there were linear wavelength changes in the response characteristics of the 3-mm-diameter SMART moorings. A 54-mm-diameter SMART mooring is produced to measure the response of longitudinal tension on the center, eye, and splice of the mooring, and a longitudinal tension of 100 t in step-by-step applied for the Maintained Test and Fatigue Cycle Test is conducted. By performing a longitudinal tension experiment, wavelength changes were detected in the center, eye, and splice position of the SMART moorings. The results obtained from each part of the installed sensors indicated a different strain measurement depending on the position of the SMART moorings. The variation of the strain measurement with the position was more than twice the result of the difference measurement, while the applied external load increased step-by-step. It appears that there is a correlation with an externally generated longitudinal tensional force depending on the cross-sectional area of each part of the SMART mooring.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권2A호
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• pp.161-168
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• 2010

국내 가동 중 일부 원전의 원자로건물에 부착식 텐던이 설치되어 있고, 부착식 텐던에 대한 유효 긴장력 평가는 이들 원전의 계속운전을 위한 주요 현안으로 부각되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 System Identification 기법을 이용한 부착식 텐던의 유효 긴장력 평가를 위하여, SI 기법에 유효한 주요 매개변수의 영향 평가를 수행하고 최적의 매개변수를 도출하였다. 본 연구를 위하여, 원자로건물 벽체의 1/5 축소모형 시험체를 제작하였고, 유효 긴장력과 고유진동수 및 변위와의 상관성을 분석하기 위하여 Impact test, SIMO sine sweep test 및 광섬유센서와 변위계에 의한 휨시험을 수행하였다. 시험결과, 고유진동수와 변위 모두 유효 긴장력과 좋은 상관성을 지니는 것으로 나타나, 이들 매개변수 모두 SI 기법의 입력자료로 활용되어 부착식 텐던의 유효 긴장력 예측이 가능한 것으로 분석되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권2D호
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• pp.191-198
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• 2010

사면의 변위는 산사태의 위험성을 예측할 수 있는 매우 중요한 인자이다. 따라서 사면의 변위는 지속적인 관측과 높은 정밀도의 관측이 요구된다. 최근에는 사면관측을 위해서 광섬유센서, GPS, Total Station, 계측기 등의 첨단장비가 활용되고 있다. 그러나 이러한 관측 장비는 경제성, 환경성, 편리성과 유지관리 측면에서 장비의 제약으로 인해 실제 현장적용이 부진한 상태이다. 그러므로 다양한 사면관측과 현장적용을 위해서는 실질적인 관측기술개발이 요구된다. 본 연구에서는 지상라이다의 사면 모니터링에 대한 적용 가능성을 분석하고자 하였으며, 사면조사와 사면유지관리를 위한 정보획득 기술로 제시하고자 하였다. 이를 위해서 본 연구에서는 지상라이다의 모니터링 정확도를 평가하였으며, 변위 발생 지역의 육안판독을 위한 그리드 분석을 실시하였다. 또한 사면 모니터링을 위한 방법론을 제시하였다.