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문제 정의
- 본 연구진은 최근 할로우 코어 포토닉밴드갭 광섬유를 이용한 프로브타입의 새로운 광섬유 가스센서를 구현하였다. 포토닉밴드갭 광섬유는 특정 파장대역에서만 빛전송이 가능하지만, 빛이 진행하는 코어에 삽입된 가스에 직접 영향을 받으므로 고감도의 가스감지가 가능한 장점이 있다.
- 본 원고에서는 광섬유 격자를 이용하여 회전체 날개의 스트레인을 실시간으로 계측할 수 있는 방법, 그리고 새롭게 개발된 다중코어 광섬유와 이를 이용한 장,단주기 광섬유 격자 제작 기술, 편광유지 포토닉크리스탈 광섬유를 이용한 센서 기술, 그리고 분포형 브릴루앙 산란형광섬유 센서에 관하여 살펴보고 본 연구실의 센서관련 연구내용을 소개하고자 한다.
- 본 원고에서는 광섬유 격자와 공간 광결합기를 이용하여 회전중인 회전체의 스트레인을 실시간으로 계측할 수 있는 시스템을 소개하였으며, 앞으로 많은 응용이 기대되는 다중코어 광섬유를 이용한 장, 단주기 광섬유 격자 기술을 소개 하였다. 그리고 새롭게 개발된 다중코어 광섬유와 이를 이용한 장,단주기 광섬유 격자 제작 기술, 편광유지 포토닉크리스탈 광섬유를 이용한 온도 변화에 무관한 곡률/구부림 센서 기술, 포토닉밴드갭 광섬유를 이용한 가스 센서 기술, 그리고 분포형으로써 브릴 루앙 산란형 광섬유 센서시스템에 대한 연구 결과를 소개하였다.
- 또한 온도, 곡률, 변위, 비틀림, 압력, 굴절률, 진동 등의 물리량을 측정하거나 케미컬이나 바이오 샘플의 특성을 측정할 수 있다. 아래에서는 본연구팀이 수행한 PCF를 이용한 곡률/구부림 센서와 가스센서에의 응용을 기술하고자 한다.
- 반면 BOCDA 방식은 공간분해능은 좋지만 특정범위가 제한되는 단점이 있다. 최근 본 연구진은 BOCDA에서 공간분해능을 유지하면서 측정범위를 확장 시키는 다양한 연구 결과를 발표하였으며, 최근 발표한 위상변조기를 이용한 락인 검출 방식을 적용하여 공간 분해능을 향상 시킬 수 있는 방법을 소개하고자 한다. 일반적인 브릴루앙 상관영역 측정법에서의 로렌치안 형태의 브릴루앙 이득 스펙트럼은 펌프신호와 프로브 신호의 로컬 비트 스펙트럼과 컨볼루션되어 시험 광섬유 전구간에 대한 신호들의 합으로 출력된다.
제안 방법
- 1.5µm 대역의 광대역 광원과 적외선 카메라를 이용하여 테이퍼링 길이에 따라 가운데 코어의 광원이 외각으로 어떻게 유도되는지 실시간으로 조사하였다.
- XYZ 작업대에 설치된 각도 조절 작업대를 조절하여 빔커플러의 두 광축이 일치하도록 정렬한 후, 블레이드를 회전시키면서 블레이드의 FBG 센서로부터 되돌아오는 신호를 관찰하였다. 그림 7은 블레이드를 100 rpm으로 회전시키면서 1 kHz의 샘플링 속도(sampling rate)로 FBG 센서 신호를 측정한 결과이며, 시간에 따른 전압변화를 보여준다.
- 각 광섬유 코어가 0.3% GeO2가 첨가되어 있으므로 광민감성을 증가시키기 위해 100기압, 120°C 수소 분위기에서 48시간 처리하여 1062nm 주기의 위상 마스크, 244nm 주파수 배가된 아르곤 레이저(frequencydoubled Ar laser)를 사용하여 광섬유 격자를 제작하였다.
- 그림 5에서와 같이 빔 결합기의 한 렌즈는 오른쪽 고정부에 설치하였으며, 왼쪽은 회전축의 중심에 설치하였다. 고정부쪽 렌즈는 XYZ 작업대에 설치된 각도 조절 작업대에 고정하여 렌즈의 위치와 각도의 조절이 가능하도록 하였다. 회전부의 렌즈는 회전시에도 움직이지 않고 축 중심에 위치하도록 회전축 중심에 고정하여 광축의 흔들림을 방지하였다.
- 광섬유 분포형 센서는 펄스 광원 또는 연속파(Continuous Wave; CW) 광원을 사용하여, 센싱광섬유 내부의 후방산란광의 특성을 분석하여 광섬유와 접착된 각 지점의 물리량을 측정한다. 따라서 장거리 센싱이 가능하며 광섬유가 포설된 전구간의 물리량 측정이 가능하다.
- 광섬유는 적층과 인출(stack & draw) 방식으로 제작되었으며, 광섬유 모재를 1차 인장 한 후 2차 인장을 하여, 적층된 튜브와 코어 막대 사이의 공기층을 제거하여 다중 코어 광섬유를 제작하였다.
- 본 원고에서는 광섬유 격자와 공간 광결합기를 이용하여 회전중인 회전체의 스트레인을 실시간으로 계측할 수 있는 시스템을 소개하였으며, 앞으로 많은 응용이 기대되는 다중코어 광섬유를 이용한 장, 단주기 광섬유 격자 기술을 소개 하였다. 그리고 새롭게 개발된 다중코어 광섬유와 이를 이용한 장,단주기 광섬유 격자 제작 기술, 편광유지 포토닉크리스탈 광섬유를 이용한 온도 변화에 무관한 곡률/구부림 센서 기술, 포토닉밴드갭 광섬유를 이용한 가스 센서 기술, 그리고 분포형으로써 브릴 루앙 산란형 광섬유 센서시스템에 대한 연구 결과를 소개하였다.
- 그림 4와 같은 장치에서 빛이 빔 결합기를 통과할 때는 필연적으로 손실이 발생하는데, 사용될 렌즈의 정렬에 따른 전달 특성을 알아보기 위하여 한쪽 렌즈를 이동시켜며 광축의 오프셋(offset)에 따른 전달 특성을 측정하였다. 그 결과는 빔 커플러에 사용된 광학 렌즈의 자유 공간에서의 전달된 광량은 두 렌즈가 약 ± 25 μm 어긋난 상태에서도 거의 일정하게 나타났으며, 어긋남이 커짐에 따라 통과하는 광량이 줄어드는 것을 확인하였다.
- 다중코어 광섬유의 광 민감성을 증가시키기 위해 100기압, 120°C 수소 분위기에서 48시간 처리하여 344µm 주기의 진폭 마스크, 248nm 엑시머 레이저를 사용하여 장주기 광섬유 격자를 제작하였다.
- 이러한 주기적인 변화는 회전 각도에 따른 빔 커플러에서 전달되는 광량의 변화 문제는 사용되는 렌즈의 특성이 완벽하지가 않으며 기계적으로 정렬을 잡는 것에도 물리적인 한계가 있으므로 크기의 문제일 뿐 항상 존재하게 된다. 따라서 본 논문에서는 블레이드의 응력에 의한 변형률이 없는 부위인 회전축 중심에 빔 커플러의 광량 변화 성분만을 감지하는 별도의 FBG 센서(기준 센서)를 설치하고, 이 기준 센서에서 측정된 신호로 다른 센서 신호를 보정하여 회전 중인 블레이드의 변형률을 측정하는 방법을 사용하였다.
- 시험용 광섬유는 그림 23과 같이 50 m의 SMF (Single Mode Fiber)를 사용하였으며, 이 안에 각각 길이가 다른 8개의 DSF (Dispersion Shifted Fiber)로 융착 접속을 시켰다. 또한 락인 검출을 위하여 펌프 신호 경로의 위상 변조기는 5 MHz의 캐리어 주파수로 AM (Amplitude modulation)변조를 시켰다. 실험 결과 SMF와 DSF의 브릴루앙 주파수는 각각 10.
- 또한 공기구멍의 크기가 상대적으로 크기 때문에 가스를 삽입하여 측정하는 시간도 매우 단축된다. 반사형으로 할로우 코어 포토닉밴드갭 광섬유의 코어에 효율적으로 가스를 삽입할 수 있도록 구조적인 설계를 하였으며, 반사율을 높이기 위해 포토닉밴드갭 광섬유에 금을 코팅하여 사용하였다. 아세틸렌가스가 채워진 할로우 코어 포토닉밴드갭 광섬유의 끝단면에서 반사되어 광경로를 두 번 통과한 광신호를 측정하여 가스 흡수 신호를 검출하였다.
- 본 실험에서는 FBG 센서를 회전하는 블레이드에 설치하고 빛의 공간이동 특성을 이용한 빔 커플링 장치를 고안하여, 외부에서 회전하는 블레이드에 부착된 FBG 센서에 빛을 넣어주고, 센서로부터 반사된 빛을 되돌려 받아 블레이드에 가해진 응력에 대한 변형률을 실시간으로 측정할 수 있는 새로운 방법을 제시하였다. 실제 적용 시 발생하는 광축 정렬 문제로 나타나는 회전에 의한 광량의 변화를 보상하기 위하여 회전축의 중심에 설치하는 기준 센서를 이용한 보상방안을 제시하였고 회전중인 블레이드 상의 변형률을 정확히 측정할 수 있음을 실험으로 입증하였다.
- 본 실험에서는 그림 2와 같이 회전체의 동적 특성을 측정하기 위해 광필터를 복조기로 사용하는 동적 FBG 센서시스템을 제작 사용하였으며, 분해능을 높이기 위해서 광필터를 두 개 직렬 연결하여 사용하기도 하였고, 동시에 10채널의 신호를 측정할 수 있도록 시스템을 구성 하였다. FBG의 파장변화는 복조기로 쓰이는 광필터를 거치면서 파장변화에 비례하는 광량 변화로 바뀌며 포토다이오드를 거쳐서 전기신호로 변환된다.
- 아세틸렌가스가 채워진 할로우 코어 포토닉밴드갭 광섬유의 끝단면에서 반사되어 광경로를 두 번 통과한 광신호를 측정하여 가스 흡수 신호를 검출하였다. 본 실험에서는 센서로써 활용 가치를 높이기 위해 빠른 응답 속도를 가질 수 있도록 진공 펌프를 연결하여 1분 이내로 검출 가능한 센서를 구현하였다(그림 18).
- 본 실험에서는 회전체 모니터링 방법으로써 모형 헬리콥터의 블레이드에 FBG 센서를 설치하고 회전중인 블레이드에 발생하는 변형률을 측정하였다.
- 최근에 한 가닥의 광섬유에 다수의 코어를 가지고 있어, 독립된 다수의 신호를 보낼 수 있는 다중코어광섬유의 제작 및 이를 통신과 센서 분야에서 활용하려는 연구가 활발하다. 본 연구진은 7-코어 광섬유를 제작하였으며, 이를 활용하여 단주기 격자, 장주기 격자, 그리고 테이퍼링(tapering)에 관한 연구를 진행하고 있다.
- 블레이드는 무선조종 모형 헬리콥터의 목재 블레이드로서 길이는 550mm 이고, 바람을 받는 방향으로 4°기울어지도록 설치하여 정상적인 대기상태에서 모형 헬리콥터가 공중에 정지하고 있는 상황을 재현하였다.
- 새로운 구조의 편광유지 PCF 15 cm 를 사용하여 그림 14처럼 사냑루프형의 간섭계를 구성하여 곡률 및 구부림 센서를 구현하였다. 이때 곡률 C는 아래 수식으로 근사할 수 있다.
- 이 두 신호들은 락인 앰프로 인가되고 신호처리를 거쳐 그림 20 (다) 와 같이 순수한 브릴루앙 이득 스펙트럼과 비슷한 대역폭을 얻을 수 있다. 실험은 그림 21과 같이 위상 변조기를 사용한 브릴루앙 상관영역 측정법을 사용하였으며, 측정 범위와 공간 분해능은 50 m와 10 cm로 설정을 하였다. 시험용 광섬유는 그림 23과 같이 50 m의 SMF (Single Mode Fiber)를 사용하였으며, 이 안에 각각 길이가 다른 8개의 DSF (Dispersion Shifted Fiber)로 융착 접속을 시켰다.
- 반사형으로 할로우 코어 포토닉밴드갭 광섬유의 코어에 효율적으로 가스를 삽입할 수 있도록 구조적인 설계를 하였으며, 반사율을 높이기 위해 포토닉밴드갭 광섬유에 금을 코팅하여 사용하였다. 아세틸렌가스가 채워진 할로우 코어 포토닉밴드갭 광섬유의 끝단면에서 반사되어 광경로를 두 번 통과한 광신호를 측정하여 가스 흡수 신호를 검출하였다. 본 실험에서는 센서로써 활용 가치를 높이기 위해 빠른 응답 속도를 가질 수 있도록 진공 펌프를 연결하여 1분 이내로 검출 가능한 센서를 구현하였다(그림 18).
- 그림에서 빔 커플러는 두 개의 광학 렌즈를 포함하는 자유공간이다. 이 빔 커플러는 고정부의 센서시스템으로부터 나온 광대역의 빛을 광학 렌즈를 통해 회전축에 부착된 광학렌즈로 전달하여 FBG 센서로 보내며, 각각의 FBG 센서로부터 반사된 특정 파장의 빛을 다시 광학 렌즈들을 통해 고정부의 센서시스템으로 보내어 광섬유가 없이도 자유공간을 통하여 광신호를 주고받을 수 있도록 설계되었다.
- FBG의 파장변화는 복조기로 쓰이는 광필터를 거치면서 파장변화에 비례하는 광량 변화로 바뀌며 포토다이오드를 거쳐서 전기신호로 변환된다. 이 전기신호로부터 FBG 센서가 부착된 지점의 변형률을 계산하였다.
- 제안된 회전체 변형률 측정 장치로 회전하는 블레이드의 스트레인을 측정하기 위하여 그림 5와 같이 시스템을 구성하였다. 테이블 위에 서보모터를 장착하고 구동축과 부하축을 분리하여 V 벨트로 동력을 전달하도록 하였으며, 부하축의 한 끝에는 FBG 센서를 부착한 블레이드를 설치하였고 다른 한끝에는 축의 가운데로 광섬유 센서를 유도 하여 빔 커플러에 연결하였다.
- 할로우 코어 포토닉밴드갭 광섬유의 한쪽 끝에 커넥터가 들어갈 수 있는 셀을 제작하여 진공 펌프를 연결하였고 펌프의 압력을 조절하여 0.7 bar, 0.4 bar의 압력이 되도록 가스셀에 10% 아세틸렌가스를 채우고 실험하였다. 측정은 1m의 할로우 코어 광 밴드갭 광섬유를 사용했고 1520nm R9의 흡수점을 측정했다.
- 첫 번째 그래프가 기준 센서의 신호이며, 두 번째 그래프가 블래이드 FBG로부터 수신된 신호이며, 세번째 그래프는 기준 센서에 의해 보정된 FBG 센서 신호이다. 회전하는 블레이드에 충격을 가하여 진동을 발생시켜 진동 신호를 측정 하였다.
대상 데이터
- 광섬유의 직경은 125μm 이고, 각 코어의 직경은 9μm, 그리고 코어사이의 간격은 32μm로 설계 및 제작되었다.
- 본 연구에서는 그림 13과 같이 편광유지 PCF 구조를 제작하여 사용하였다. 즉 작은 공기구멍으로 이루어진 1차클래딩 바깥부분에 대칭으로 2개의 큰 공기구멍을 추가하면 광섬유 인출도중 코어와 1차클래딩 영역에 비대칭적인 압력이 가해져 코어가 타원형이 되면서 복굴절을 갖는 PCF를 만들 수 있다.
- 실험은 그림 21과 같이 위상 변조기를 사용한 브릴루앙 상관영역 측정법을 사용하였으며, 측정 범위와 공간 분해능은 50 m와 10 cm로 설정을 하였다. 시험용 광섬유는 그림 23과 같이 50 m의 SMF (Single Mode Fiber)를 사용하였으며, 이 안에 각각 길이가 다른 8개의 DSF (Dispersion Shifted Fiber)로 융착 접속을 시켰다. 또한 락인 검출을 위하여 펌프 신호 경로의 위상 변조기는 5 MHz의 캐리어 주파수로 AM (Amplitude modulation)변조를 시켰다.
- 4 bar의 압력이 되도록 가스셀에 10% 아세틸렌가스를 채우고 실험하였다. 측정은 1m의 할로우 코어 광 밴드갭 광섬유를 사용했고 1520nm R9의 흡수점을 측정했다. 측정 결과 기존의 자연 확산에 의한 흡수와 비교했을 때 약 20배의 빠른 응답속도를 얻을 수 있게 되었다.
성능/효과
- 그 결과는 빔 커플러에 사용된 광학 렌즈의 자유 공간에서의 전달된 광량은 두 렌즈가 약 ± 25 μm 어긋난 상태에서도 거의 일정하게 나타났으며, 어긋남이 커짐에 따라 통과하는 광량이 줄어드는 것을 확인하였다.
- 52 GHz로 측정되었다. 그림 22에서와 같이 브릴루앙 이득 주파수의 대역폭이 매우 좁게 출력된 것을 볼 수 있었으며, 그림 23에서는 거리 별 브릴루앙 주파수 이동 그래프에서 볼 수 있듯이 설정된 공간 분해능 10 cm 이었지만 실제 측정은 2 cm까지 측정된 것을 확인할 수 있었다. 이는 일반적인 브릴루앙 상관영역 측정법보다 5 배 좋은 공간 분해능을 얻을 수 있다는 것을 보여 주고 있다.
- 기존의 광학식 가스 검출 시스템의 단점을 보완한 저가격, 소형화가 가능한 전체 시스템이 광섬유로 이루어진 새로운 형태의 가스 검출 시스템을 구현하였고, 특히 프로브 타입으로 제작이 되었기 때문에 기존의 센서들이 닿기 힘든 좁은 틈이나 구멍에도 쉽게 닿을 수 있어 현장 적용형 센서로써의 활용 가치가 뛰어나다
- 이는 엑시머 레이저를 조사할 때 광섬유 코아의 위치를 정렬하거나 렌즈 시스템을 사용하여 고른 분포의 레이저 조사가 이루어지게 한다면 개선이 가능할 것으로 생각된다. 다중코어 단주기 광섬유 격자와 마찬가지로 7개의 코어를 갖는 다중 코어 장주기 광섬유 격자를 센서 헤드로 사용할 경우, 7가지의 각기 다른 변수를 측정 할 수 있으며, 또한, 수 개의 측정치가 있을 경우 각 코어에서의 격자 신호를 연동할 경우 더욱 높은 분해능을 갖는 센서의 구축이 가능할 것으로 사료된다. 장주기 광섬유 격자는 클래딩 모드와 코아 모드의 간섭에 의해 투과특성이 결정되므로 다중 코어들 사이의 간섭에 의한 신호 분석을 하면 재미있는 연구 결과들이 도출될 것으로 사료된다.
- 즉 작은 공기구멍으로 이루어진 1차클래딩 바깥부분에 대칭으로 2개의 큰 공기구멍을 추가하면 광섬유 인출도중 코어와 1차클래딩 영역에 비대칭적인 압력이 가해져 코어가 타원형이 되면서 복굴절을 갖는 PCF를 만들 수 있다. 본 광섬유는 모두 실리카로 재작되므로 온도변화에 무관한 곡률/구부림 센서를 구현할 수 있었다.
- 본 실험에서는 FBG 센서를 회전하는 블레이드에 설치하고 빛의 공간이동 특성을 이용한 빔 커플링 장치를 고안하여, 외부에서 회전하는 블레이드에 부착된 FBG 센서에 빛을 넣어주고, 센서로부터 반사된 빛을 되돌려 받아 블레이드에 가해진 응력에 대한 변형률을 실시간으로 측정할 수 있는 새로운 방법을 제시하였다. 실제 적용 시 발생하는 광축 정렬 문제로 나타나는 회전에 의한 광량의 변화를 보상하기 위하여 회전축의 중심에 설치하는 기준 센서를 이용한 보상방안을 제시하였고 회전중인 블레이드 상의 변형률을 정확히 측정할 수 있음을 실험으로 입증하였다.
- 또한 락인 검출을 위하여 펌프 신호 경로의 위상 변조기는 5 MHz의 캐리어 주파수로 AM (Amplitude modulation)변조를 시켰다. 실험 결과 SMF와 DSF의 브릴루앙 주파수는 각각 10.87 GHz와 10.52 GHz로 측정되었다. 그림 22에서와 같이 브릴루앙 이득 주파수의 대역폭이 매우 좁게 출력된 것을 볼 수 있었으며, 그림 23에서는 거리 별 브릴루앙 주파수 이동 그래프에서 볼 수 있듯이 설정된 공간 분해능 10 cm 이었지만 실제 측정은 2 cm까지 측정된 것을 확인할 수 있었다.
- 측정은 1m의 할로우 코어 광 밴드갭 광섬유를 사용했고 1520nm R9의 흡수점을 측정했다. 측정 결과 기존의 자연 확산에 의한 흡수와 비교했을 때 약 20배의 빠른 응답속도를 얻을 수 있게 되었다. 그림 19에서와 같이 예상했던 대로 높은 압력을 인가했을 때 더 빠른 응답속도를 보였다.
- 테이퍼링 길이 30mm, 최소 직경이 20µm가 되도록 실험한 결과, 1500nm-1570nm 사이 파장에서 가운데 코어와 외각 코어들에서의 광세기 변화는 그림 12와 같이 나타났으며, 테이퍼링 조건에 따라 외각 코어들 사이에도 광 파워 교환이 있음을 확인하였다.
- 그림 7은 블레이드를 100 rpm으로 회전시키면서 1 kHz의 샘플링 속도(sampling rate)로 FBG 센서 신호를 측정한 결과이며, 시간에 따른 전압변화를 보여준다. 한 회전 당 한 번의 신호만 받을 수 있었던 이전의 연구 결과들과는 달리 5개 센서 신호를 동시에 각각 1 kHz의 샘플링 속도로 측정할 수 있었다.
후속연구
- 또한 중앙 코어와 외각코어들 사이의 광 파워 교환 현상을 이용하면 1×7 커플러, 빔 결합기 등의 소자를 개발할 수 있을 것이다.
- 이 방법은 그 동안 직접적인 측정이 매우 어려웠던 회전체와 회전체에 부착된 구조물의 응력 변화에 따른 변형률 측정에 새로운 돌파구를 열어주는 기술이 될 수 있으며, 향후 실시간 토크 측정이나 회전중인 팬의 실시간 작동 모드 분석 등 다양한 분야에 적용이 기대된다.
- 그림 11에서와 같이 광섬유 중앙의 코어에서는 전형적인 장주기 광섬유 격자가 제작되었지만, 외각 코어에서는 엑시머 레이저 노출 조건에 따라 각기 다른 강도의 장주기 광섬유 격자가 제작 되었으며, 광섬유 격자가 세게 새겨진 외각코어의 맞은편 외각코어에서는 광섬유 격자의 세기가 약했다. 이는 엑시머 레이저를 조사할 때 광섬유 코아의 위치를 정렬하거나 렌즈 시스템을 사용하여 고른 분포의 레이저 조사가 이루어지게 한다면 개선이 가능할 것으로 생각된다. 다중코어 단주기 광섬유 격자와 마찬가지로 7개의 코어를 갖는 다중 코어 장주기 광섬유 격자를 센서 헤드로 사용할 경우, 7가지의 각기 다른 변수를 측정 할 수 있으며, 또한, 수 개의 측정치가 있을 경우 각 코어에서의 격자 신호를 연동할 경우 더욱 높은 분해능을 갖는 센서의 구축이 가능할 것으로 사료된다.
- 이와 같은 결과는 제안된 회전체 변형률 측정장치와 회전보상 방법이 잘 작동하고 있다. 이렇게 측정된 변형률은 피측정체 물질의 재료적 특성과 기하학적 치수를 알 수 있다면, 응력이나 변위로 변환할 수 있기에, 본 논문에서 제안된 방법은 실제로 여러 분야에서 사용될 수 있다.
- 테이퍼링 길이 30mm, 최소 직경이 20µm가 되도록 실험한 결과, 1500nm-1570nm 사이 파장에서 가운데 코어와 외각 코어들에서의 광세기 변화는 그림 12와 같이 나타났으며, 테이퍼링 조건에 따라 외각 코어들 사이에도 광 파워 교환이 있음을 확인하였다. 이렇게 테이퍼링한 소자를 이용하여 굴절률정합 오일 등 외부 환경 변화에 따른 코어들 간의 파워 교환을 측정하거나 외각 코어의 에바네슨트(evanescent)파를 이용함으로써 새로운 다중코어 광섬유 센서를 개발할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 중앙 코어와 외각코어들 사이의 광 파워 교환 현상을 이용하면 1×7 커플러, 빔 결합기 등의 소자를 개발할 수 있을 것이다.
- 또한 PCF는 코어에 Ge 등을 첨가하는 일반광섬유와는 달리, 기본적으로 코어와 클래드가 동일한 실리카로만 구성되기 때문에 그림 16에서와 같이 온도변화의 영향을 받지 않음을 볼 수 있다. 이상의 PCF 기반 곡률/구부림 센서는 온도변화에 따른 광학적 특성변화가 매우 작아, 온도변화가 심한 환경에서 매우 유용하게 활용될 수 있을 것이다.
- 다중코어 단주기 광섬유 격자와 마찬가지로 7개의 코어를 갖는 다중 코어 장주기 광섬유 격자를 센서 헤드로 사용할 경우, 7가지의 각기 다른 변수를 측정 할 수 있으며, 또한, 수 개의 측정치가 있을 경우 각 코어에서의 격자 신호를 연동할 경우 더욱 높은 분해능을 갖는 센서의 구축이 가능할 것으로 사료된다. 장주기 광섬유 격자는 클래딩 모드와 코아 모드의 간섭에 의해 투과특성이 결정되므로 다중 코어들 사이의 간섭에 의한 신호 분석을 하면 재미있는 연구 결과들이 도출될 것으로 사료된다.
- 향후 광섬유 센서의 발전 방향은 기존 광섬유 센서의 특성과 응용성 향상을 통해 실제 적용 사례가 많이 증가할 것으로 판단되며, 다른 한편에서는 새롭게 개발되고 있는 다양한 특수 광섬유를 이용하여 일반 광섬유센서로는 계측하기 힘든 분야에 적용하거나 센서감도를 향상시키는 방향으로 진행될 것으로 보인다.
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