본문 바로가기
HOME> 논문 > 논문 검색상세

논문 상세정보

한국광학회지 = Korean journal of optics and photonics v.8 no.4, 1997년, pp.333 - 339   피인용횟수: 1

Mach-Zehnder 간섭계를 이용한 광섬유 격자쌍 스트레인 센서의 신호처리 방법
Novel dual-grating strain sensor signal processing technique using an unbalanced Mach-Zehnder interferometer

송민호    (서울대학교 전기공학부   ); 이병호    (서울대학교 전기공학부   ); 이상배    (한국과학기술연구원 광기술연구센터   ); 최상삼    (한국과학기술연구원 광기술연구센터  );
  • 초록

    클래딩 지름이 다른 광섬유 브래그 격자를 용융 접착하여 스트레인과 온도를 분리하여 측정할 수 있는 센서를 구성하였다. 굵기차에 의해서 스트레인에 대한 각 브래그 파장 변화량은 서로 다르며, 동일한 모재(perform)에서 생산된 광섬유를 사용하였으므로 온도에 대한 파장 변화량은 같았다. 두 브래그 파장의 변화량을 측정하고 잘 정의된 행렬함수에 대입하여, 가해진 스트레인과 온도의 양을 분리하여, 계산할 수 있었다. 0-1500 .mu.strain, 20-100.deg. C 범위의 스트레인과 온도 변화를 가하면서 제작된 센서의 특성을 관측하였고, 브래그 파장 변화를 측정하여 계산한 결과, 온도계와 마이크로미터 값에 비하여 10% 이내의 측정오차를 얻을 수 있었다. 스트레인의 측정 정일도를 높이기 위해서 일정한 광경로차를 갖는 마하젠더 간섭계를 이용하여 두 격자의 상대 파장변화를 간섭 신호의 크기변화로 변환하는 새로운 방법을 제안하였으며, 시스템을 구축하여 실험한 결과로 온도에 무관하게 분광분석기에 비항 80배 이상 향상된 스트레인 측정 정밀도를 얻을 수 있었다.


    We fabricated a sensor head which consists of spliced different-diameter fiber gratings for discrimination between strain and temperature. Because the fibers were drawn from the same preform, their temperature characteristics were the same but not for strain sensitivities which are inversely proportional to fibers cross-sectional areas. In measurement range of 0-1500 $\mu$ strain and 20-10 $0^{\circ}C$ , we could obtain, by using the matrix calculation, the unknown physical quantities within 10% of calculation error compared with the micrometer and thermocouple values. To improve the strain measurement accuracy, we suggest a new, novel method which deploys an unbalanced fiber Mach-Zehnder interferometer. This new signal processing technique converts the strain information to interference signal amplitude variation, temperature-independently. we obtained measurement accuracy nearly 80 times better than that obtainable with the conventional optical spectrum analyzer usage.


  • 참고문헌 (22)

    1. G. Meltz;W. W. Morey;W. H. Glenn , Opt. Lett. / v.14,pp.823,
    2. H. J. Patrick;G. M. Williams;A. D. Kersey;J. R. Pedrazzani;A. M. Vengsarkar , IEEE Photon. Tech. Lett. / v.8,pp.1223,
    3. K. O. Hill;B. Malo;F. Bilodeau;D. C. Johnson;J. Albert , Appl. Phys. Lett. / v.62,pp.1035,
    4. M. G. Xu;J.-L. Archambault;L. Reekie;J. P. Dakin , Electron. Lett. / v.30,pp.1085,
    5. K. O. Hill;Y. Fujii;D. C. Johnson;B. S. Kawasaki , Appl. Phys. Lett. / v.32,pp.647,
    6. D. Z. Anderson;V. Mizrahi;T. Erdogan;A. E. White , Elecron. Lett. / v.29,pp.566,
    7. M. G. Xu;L. Dong;L. Reekie;J. A. Tucknott;J. L. Cruz , Electron. Lett. / v.31,pp.823,
    8. M. Song;B. Lee;S. B. Lee;S. S. Choi , Opt. Lett. / v.22,pp.790,
    9. E. Udd , Fiber Optic Smart Structures / v.,pp.187,
    10. A. D. Kersey;T. A. Berkoff;W. W. Morey , Electron. Lett. / v.28,pp.236,
    11. S. M. Melle;K. Liu;R. M. Measures , IEEE Photon. Tech. Lett. / v.4,pp.516,
    12. S. E. Kanellopoulos;V. A. Handerek;A. J. Rogers , Electron. Lett. / v.30,pp.1085,
    13. M. Song;S. B. Lee;S. S. Choi;B. Lee , Optical Fiber Technology / v.3,pp.160,
    14. S. W. James;M. L. Dockney;R. P. Tatam , Electron. Lett. / v.32,pp.1133,
    15. A. D. Kersey;T. A. Berkoff;W. W. Morey , Opt. Lett. / v.18,pp.1370,
    16. T. A. Berkoff;A. D. Kersey , IEEE Photon. Technol. Lett. / v.8,pp.1522,
    17. R. S. Weis;A. D. Kersey;T. A. Berkoff , IEEE Photon. Technol. Lett. / v.6,pp.1469,
    18. M. Song;B. Lee;S. B. Lee;S. S. Choi , CLEO'97, Baltimore, CThQ3 / v.,pp.,
    19. M. Song;S. B. Lee;S. S. Choi;B. Lee , CLEO'97, Baltimore, CThQ3 / v.,pp.,
    20. G. W. Yoffe;P. A. Krug;F. Ouellette;D. A. Thorncraft , Appl. Opt. / v.34,pp.6859,
    21. M. G. Xu;H. Geiger;J. L. Archambault;L. Reekie;J. P. Dakin , Electron. Lett. / v.29,pp.1510,
    22. 송민호;이상배;최상삼;이병호 , 전자공학회 논문지 / v.34-D,pp.105,
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. 2001. "Fiber Bragg grating sensor using a Mach-Zehnder interferometer and EDFA for EDFA for simultaneous measurement of strain and temperature." 한국광학회지 = Korean journal of optics and photonics, 12(5): 371~375     

 저자의 다른 논문

  • Lee, Byoung-Ho (78)

    1. 1989 "새로운 형태의 BiCMOS 구동회로" 전자공학회논문지 = Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics 26 (2): 102~111    
    2. 1996 "유전체 경계면에 경사지게 입사하는 beam cone의 해석과 그 응용" 電子工學會論文誌. Jounnal of the Korea institute of telematics and electronics. A. A a33 (5): 142~148    
    3. 1996 "이종 구조에서 위치의 함수로 표시된 효과질량을 포함하는 Schrodinger 방정식을 위치에 무관한 효과질량을 포함하는 방정식으로 변환하는 방법 및 그 응용" 電子工學會論文誌. Jounnal of the Korea institute of telematics and electronics. A. A a33 (7): 223~229    
    4. 1996 "바이어스와 공액영상이 제거된 인코히어런트 삼각 홀로그래피에 대한 이론적 연구" 電子工學會論文誌. Jounnal of the Korea institute of telematics and electronics. A. A a33 (10): 144~151    
    5. 1996 "가시광 영역의 저간섭성 광원을 이용한 마이겔슨 간섭계" 電子工學會論文誌. Jounnal of the Korea institute of telematics and electronics. A. A a33 (10): 160~167    
    6. 1996 "Frustrated Total Internal Reflection 구조에서의 TM 편광된 광자의 터널링" 한국광학회지 = Korean journal of optics and photonics 7 (2): 112~119    
    7. 1997 "하나의 GRIN Rod Lens를 이용한 효율적 병렬 광연결" 電子工學會論文誌. Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics. D d34 (1): 49~54    
    8. 1997 "Wigner 함수 모델을 이용한 양자전송의 시뮬레이션" 電子工學會論文誌. Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics. D d34 (3): 93~104    
    9. 1997 "Mach-Zehnder 간섭계를 이용한 광섬유 브래그 격자 센서" 電子工學會論文誌. Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics. D d34 (3): 105~113    
    10. 1997 "LCD를 이용한 복소홀로그램의 실시간적 복원" 電子工學會論文誌. Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics. D d34 (4): 54~61    
  • 이상배 (35)

  • 최상삼 (34)

 활용도 분석

  • 상세보기

    amChart 영역
  • 원문보기

    amChart 영역

원문보기

무료다운로드
  • NDSL :
  • 한국광학회 : 저널
유료다운로드
  • 원문이 없습니다.

유료 다운로드의 경우 해당 사이트의 정책에 따라 신규 회원가입, 로그인, 유료 구매 등이 필요할 수 있습니다. 해당 사이트에서 발생하는 귀하의 모든 정보활동은 NDSL의 서비스 정책과 무관합니다.

원문복사신청을 하시면, 일부 해외 인쇄학술지의 경우 외국학술지지원센터(FRIC)에서
무료 원문복사 서비스를 제공합니다.

NDSL에서는 해당 원문을 복사서비스하고 있습니다. 위의 원문복사신청 또는 장바구니 담기를 통하여 원문복사서비스 이용이 가능합니다.

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠
이 논문과 함께 출판된 논문 + 더보기