• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제49권7호
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• pp.418-423
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• 2000

The fiber Fabry-Perot interferometric(FFPI) sensor is well known in the field of industrial diagnosis due to its outstanding properties such as tiny size, simple and rugged structure, and easy interrogation. As other fiber interferometric sensors, it also suffers from ambiguous output caused by highly periodic feature in its optical transfer function. In most cases, the ambiguity leads to relatively short dynamic operating range and long processing time during power-on reset, which limits its application to some specific fields requiring very high resolution. In this paper a method based on double sensing scheme was proposed to overcome the above difficulty. By employing a fringe selection auxiliary FFPI sensor the original FFPI sensor can identify its true position on the phase domain. The performance test with 10mm FFPI sensor and a thermocouple temperature sensor for reference shows wide dynamic range 0-900$\ell$ keeping a reasonable resolution of 0.1$\ell$ over the entire range.

• 한국광학회지
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• 제18권2호
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• pp.130-134
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• 2007

광역의 자유곡면 형상을 나노미터 정밀도로 측정하기 위한 새로운 형상 측정법으로서 곡률에 근거한 형상 측정법을 제안한다. 곡률 형상 측정기는 피측정물을 일정간격으로 스캔하는 간섭계로써 각 국부영역의 형상으로부터 곡률을 획득하여, 이로부터 전 영역의 형상을 복원한다. 제안된 곡률 형상 측정기는 비구면 형상 측정을 위해 개발된 보상 광학계(Null optics)나 국부영역의 형상을 측정하고 결합하는 subaperture-slicking 법에 비해 측정 장비로부터 발생하는 시스템 오차를 근본적으로 제거하는 특징을 가진다. $80mm\times80mm\times25mm$ 작동구간을 갖는 Stewart Platform과 상용 트와이만 그린 간섭계를 이용하여 곡률간섭계를 구성하였으며, 자유곡면의 형상측정을 위한 첫 단계로서 잘 알려진 구면형상을 측정하고, 기존 장비의 측정값과 비교한 결과 32 mm영역에서 최대 56 nm의 차를 보임을 확인하였다.

• 한국광학회지
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• 제11권5호
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• pp.312-316
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• 2000

Bowl-feed식 연마공정에 의한 초연마 반사경 기판의 표면 거칠기 특성이 전통적인 fresh-feed식 연마공정의 경우와 비교하여 조사하였다. Bowl-feed식 연마기법에 의해 가공된 반사경 기판의 표면 거칠기는 fresh-feed식 연마공정에 비해 약 3배 개선되었으며, 표면 거칠기 RMS값의 경우 $0.5\AA$이하, 최고 $0.3\AA$의 양호한 결과를 얻었다. 또한, 연마된 반사경 기판의 1차원 표면 거칠기 분포도와 표면 거칠기 amplitude spectrum으로부터 fresh-feed 공정에 대한 bowl-feed 연마공정의 기판표면구조 변화상태가 분석되었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.914-917
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• 2005

The paper proposes a new sonic resonance test for a dynamic elastic constant measurement which is based on time-average electronic speckle pattern interferometry(TA-ESPI)and Euler-Bernoulli equation. Previous measurement technique of dynamic elastic constant has the limitation of application for thin film or polymer material because contact to specimen affects the result. TA-ESPI has been developed as a non-contact optical measurement technique which can visualize resonance vibration mode shapes with whole-field. The maximum vibration amplitude at each vibration mode shape is a clue to find the resonance frequencies. The dynamic elastic constant of test material can be easily estimated from Euler-Bernoulli equation using the measured resonance frequencies. The TA-ESPI dynamic elastic constant measurement technique is able to give high accurate elastic modulus of materials through a simple experiment and analysis.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권4호
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• pp.693-700
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• 2002

Recently, the mechanical structures applied to many industrial products, especially in electronic products, appear to be miniaturized and complicated. This trend makes it difficult to analyze the stress distribution of those mechanical structures and generates new challenges for precise measurement of strain. In order to solve this measurement problem many optical measurement techniques have been suggested. Among those, the ESPI(Electronic Speckle Pattern Interferometry) has been considered as one of the most useful tools. But the shortage of recognition and difficulties of measurement have limited its industrial applications in spite of its excellent capabilities. Therefore in this study, not only the verification of the FEA result but the enhancement of industrial application of ESPI was tried by measuring the in-plane displacement of mechanical structure with ESPI, which is difficult to be measured with strain gauge.

• 한국광학회지
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• 제14권3호
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• pp.244-248
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• 2003

공초점 렌즈의 조합으로 사용되는 두 렌즈의 초점거리의 비율에 해당하는 비율 만큼 입사되는 광의 입사각을 줄일 수 있다. 이 결과로 CCD상의 간섭 패턴의 공간 주파수가 낮아진다. 따라서 CCD의 구성 화소들의 간격에 의해 한정되는 기록 가능한 공간 주파수 보다 높은 공간 주파수의 간섭 패턴을 기록할 수 있어 보다 큰 물체의 간섭 패턴을 기록할 수 있다. 또한 이러한 광학계로 기록한 간섭 패턴의 수치적 재생(Numerical Reconstrction) 결과에서는 0-차 회절광의 면적이 초점거리 비율의 역수의 제곱에 해당하는 만큼 축소되는 장점이 있다.

• 한국광학회지
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• 제14권6호
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• pp.643-648
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• 2003

위상편이 회절격자 간섭계의 회절격자는 간섭을 일으키는 측정광과 기준광을 분할하고, 재결합하여 간섭무늬를 생성하고, 또한 위상을 편이시키는 다양한 용도로 사용되는 핵심부품이다. 위상편이 회절격자 간섭계는 회절격자에서 회절되는 다양한 회절차수의 광들을 측정광과 기준광으로 선정하고 서로 간섭시켜 간섭무의를 얻을 수 있는데, 그 회절차수와 사용하는 회절격자의 형상에 따라서 측정광과 기준광의 효율이 달라져서 간섭무늬의 가시도가 달라진다. 본 논문에서는 두 가지 위상편이 회절격자 간섭계에서 측정광과 기준광의 상대적인 효율을 격자에서 일어나는 회절현상의 전자기학적인 수치모사를 통해 산출해내어 각 간섭계에 최적인 회절격자의 형상을 선정한다.

• 한국광학회지
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• 제14권4호
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• pp.392-398
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• 2003

구면 거울을 정밀하고 정확하게 측정할 수 있는 위상천이 회절격자 간섭계를 제시한다. 간섭계는 하나의 회절격자를 이용하여 간섭계의 기준광과 측정광을 분할하고, 다시 결합시켜 간섭무늬를 생성시키고 위상천이 시키는 간단한 구조로 설계되었다. 광원으로부터의 광을 큰 수치구경인 고정도의 집속렌즈의 초점에 위치한 회절격자 위에 집속하여 반사회절된 파면을 기준파면과 측정파면으로 사용한다 부가적인 기준면이 없이 회절격자 위의 매우 작은 영역이 기준면을 대신하므로 시스템 오차가 작다. 광섬유 형태의 공초점현미경 구조를 광원과 집속렌즈 사이에 설치하여 집속렌즈와 회절격자사이의 정렬오차를 최소화 하였다. 회절격자를 광축에 수직한 방향으로 이송함으로써 기준파면과 측정파면사이에 상대적인 위상천이를 일으켜서 일련의 위상천이된 간섭무늬를 쉽게 획득할 수 있다. 간섭계를 제작하고, 결상렌즈와 CCD를 이용해서 얻은 위상천이된 대상구면 거울의 간섭무늬들을 해석하여 전체적인 간섭계 시스템의 성능을 평가해 보았다.

• 비파괴검사학회지
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• 제32권2호
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• pp.177-184
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• 2012

ESPI는 비접촉 비파괴 방식으로 측정 대상체의 진동이나 변형에 따른 3차원 형상 정보의 취득에 효과적으로 사용되어 왔다. 측정 대상체와 계측 환경에 따라 면내, 면외, 전단간섭 등으로 구분할 수 있으며, 간섭계를 구성하는 광소자의 형태에 따라 벌크형과 광섬유형으로 나뉜다. 광섬유형 시스템은 크기가 작고 휴대하기 편하여 시스템 구성 및 정렬이 매우 용이하다. 본 논문에서는 광섬유 면외 ESPI를 이용한 광학계를 구성하였고, PZT를 이용하여 위상 변조를 ${\pi}/2$만큼 주기적으로 가하여 CCD 카메라에서 이미지를 획득하였다. 획득한 스페클 패턴 이미지는 후처리 과정을 통해 측정 대상체의 3차원 위상 정보를 얻게 된다. 내부 결함이 존재하는 압력용기에 질소 가스를 주입하여 변화되는 phase map을 관찰하였고, 또한 phase map의 후처리를 통하여 압력에 따른 대상체의 변화를 3차원으로 확인하였다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제10권2호
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• pp.86-94
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• 2009

This paper deals with the creation of a new, low-cost point/position tracking system that can measure deformations in engineering structures with simple commercially widespread cameras. Though point tracking systems do exist today, such as Stereo Pattern Recognition (SPR) and Projection Moir$\acute{e}$ Interferometry (PMI) systems, they are far too costly to use to analyze small, simple structures because complex optical components such as large flashes, high-resolution cameras and data acquisition systems with several computers are required. We developed a point tracking system using commercial cameras. This system used IR LEDs and commercial IR CCD cameras to minimize the interference posed by other extraneous light sources. The main algorithm used for this system is an optical point tracking algorithm, which is composed of the point extraction algorithm and the point matching algorithm for 3-D motion estimation. a series of verification tests were performed. Then, the developed point tracking system was applied to measure deformations of an acrylic plate under a mechanical load. The measured deformations of the acrylic plate matched well with the numerical analysis results. The results indicate that the developed point tracking system is reliable enough to measure continuous deformed shapes of various engineering structures.