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장거리 레이저 거리측정기 및 레이저 표적지시기 성능 평가를 위한 모사기 구현
이영주(Young-Ju Lee),김용평(Yong-Pyung Kim) 대한전기학회 2015 전기학회논문지 Vol.64 No.7
In this paper, we propose a signal processing board of an optical delay simulator for evaluating a long-range laser range finder and a laser target designator . We improved the accuracy by applying the clock multiplication and the correction of error gradient. To evaluate the performance of the proposed method, we implemented a prototype board and performed experiments. As a result, we implemented the optical delay simulator with resolution less than 0.7m in measuring distance 60km and a standard deviation of 0.041m . The PRF code detection logic and generation logic have a stability less than 0.03% and 0.08% compared to the NATO standard, respectively.
펄스 반복 주파수 코드에 동기된 출력 가변형 레이저 다이오드 드라이버 구현
이영주(Young-Ju Lee),김용평(Yong-Pyung Kim) 대한전기학회 2015 전기학회논문지 Vol.64 No.5
In this paper, we propose a simulator to evaluate the performance of the semi-active laser guidance or the quadrant photodetector and to simulate the laser power reflected from a target. The laser pulse repetition frequency was generated and synchronized with the laser pulse repetition(PRF) code. To evaluate the performances of the proposed methods, we implemented a prototype system and performed experiments. As a result, the generated high voltage was variable in the range of DC 3V to 340V and has the rate of change of 2000 V/s. PRF code can be generated within 50ms ∼ 100ms and the error is implemented within 0.3ns. The laser output is synchronized with the PRF code and has a dynamic range of 23.6dB.
정현파로 구동되는 PZT 광경로 지연기를 이용한 광 간섭 단층촬영시스템
김영관,김용평,Kim, Young-Kwan,Kim, Yong-Pyung 한국광학회 2007 한국광학회지 Vol.18 No.4
We fabricated and characterized an optical delay line for optical coherence tomography (OCT). The delay line was composed of a cylindrical piezoelectric transduce (PZT) and a single mode optical fiber. The OCT system used a duplex scanning optical delay line which was symmetrically driven in the reference and sample arms. We showed that the sinusoidal-wave was superior to a triangular-wave for driving the optical delay line for scanning depth and repeatability. 광간섭 단층촬영(OCT)용으로 원통형 압전소자(PZT)와 단일모드 광섬유를 이용한 광경로 지연기를 제작하여 정현파로 구동하고 특성을 분석하였다. 제작한 OCT 시스템은 검침단과 기준단을 대칭 구동하는 이중 광경로 지연방식을 사용하였다. 정현파 구동을 통한 PZT 광경로 지연 방식은 삼각파 구동과 비교하여 입력파형의 첨두 부분에서의 비선형현상을 제거하여 높은 반복성을 나타냄을 보였고, 삼각파 구동으로는 불가능했던 부분을 영상화 할 수 있었다.
반능동형 레이저 유도 추적에 적합한 레이저 펄스 반복 주파수 검출을 위한 디지털 신호처리 보드 구현 및 표적 좌표 최적화
이영주(Young-Ju Lee),김용평(Yong-Pyung Kim) 대한전기학회 2015 전기학회논문지 Vol.64 No.4
In this paper, we propose a signal processing board suitable for a semi-active laser tracking to detect an optical signal generated from the laser target designator by applying an analog trigger signal, the quadrant photodetector and a high speed ADC(analog-digital converter) sampling technique. We improved the stability by applying the averaging method to minimize the measurement error of a gaussian pulse. To evaluate the performances of the proposed methods, we implemented a prototype board and performed experiments. As a result, we implemented a frequency counter with an error 14.9ns in 50ms. PRF error code has a stability of less than 1.5% compared to the NATO standard. Applying the three point averaging method to ADC sampling, the stability of 28% in X-axis and 22% in Y-axis than one point sampling was improved.
실린더형 압전소자 광지연선을 이용한 광 간섭형 단층촬영(OCT) 시스템 제작
박성진,김영관,김용평,Park, Sung-Jin,Kim, Young-Kwan,Kim, Yong-Pyung 한국광학회 2006 한국광학회지 Vol.17 No.2
원통형의 압접소자를 이용한 광지연선을 사용하여 광 간섭형 단층촬영 시스템을 제작하였다. 광지연선은 18 m 길이의 단일 모드 광섬유를 압전소자의 둘레에 134회 감아 구성하였으며 0.78 mm의 광경로 길이변화를 얻었다. 제작한 광 간섭형 단층촬영 시스템은 신호 대 잡음비 96.9 dB, 종방향 분해능 $18.6{\pm}0.5\;{\mu}m$, 횡방향 분해능 $5\;{\mu}m$의 특성을 보였다. We demonstrate a compact optical coherence tomography(OCT) system based on the optical fiber delay line controlled by a cylindrical piezo-electric transducer(PZT). An 18-m length of single mode fiber is wrapped under constant tension around a PZT. Approximately 134 windings are used. Wraps of the long length of fiber allow the small expansion of the PZT to be magnified to an optical path length delay of 0.78 m. The OCT system shows characteristics for 2-dimensional imaging, exhibiting 96.9dB of signal-to-noise ratio(SNR), $18.6{\pm}0.5\;{\mu}m$ of axial resolution, and $5\;{\mu}m$ of lateral resolution with samples.
광간섭 단층촬영(OCT)용 PZT 광경로 지연기에서의 편광모드 분산 및 열요동 보상
김영관,박성진,김용평,Kim, Young-Kwan,Park, Sung-Jin,Kim, Yong-Pyung 한국광학회 2005 한국광학회지 Vol.16 No.6
광간섭 단층촬영(OCT)용으로 원통형 압전소자(PZT)와 단일모드 광섬유를 이용한 광경로 지연기를 제작하여 그 특성을 분석하였다. 광경로 지연기에서 발생하는 편광모드 분산은 편광조절기로 조절하였고, 열요동을 2중 광경로 지연기를 구성하여 최소화하였다. 이중 광경로 지연기는 단일 광경로 지연기에 비해 2배의 측정 깊이와 속도를 구현하여 $18.6\pm0.5{\mu}m$의 해상도. 측정 깊이 1.68 mm, 측정 녹도 360.4 mm/s를 각각 얻었다. We have fabricated and characterized optical delay lines for optical coherence tomography, which is composed of cylindrical PZT(piezoelectric transducer) and single mode optical fiber. The polarization mode dispersion from the optical delay lines was compensated by the polarization controllers. By applying the duplex optical delay line, we minimized the thermal drift due to optical delay lines and obtained the scan range of 2 times that of a single optical delay line. The OCT system showed resolution of $18.6\pm0.5{\mu}m$, scanning range of 1.68mm, and scanning speed of 360.4mm/s.
시간영역 광 간섭 단층촬영 시스템의 소형 엔도스코프 제작 및 영상구현
김영관,이성헌,김용평,Kim, Young-Kwan,Lee, Sung-Hun,Kim, Yong-Pyung 한국광학회 2010 한국광학회지 Vol.21 No.5
We fabricated and characterized a compact endoscopic catheter for optical coherence tomography. The optical delay line (ODL), composed of a cylindrical piezoelectric transducer (PZT) and an optical fiber, was operated with a 1 kHz sinusoidal driving wave in the time-domain. When the ODL was driven with a sinusoidal wave function, the axial scanning speed was 6 m/s and the axial acquisition rate was 2000 line/s at a depth of about 3 mm. Endoscopic OCT images of a human finger and earhole were successfully obtained with an image rate of ten frames per second. 광 간섭 단층촬영 시스템(OCT)을 위한 소형의 광섬유 도관형 주사장치인 엔도스코프(endoscope catheter)를 제작하였다. 깊이방향 주사장치인 원통형 압전소자(PZT)를 이용한 광경로 지연기는 정현파 1 kHz로 구동하여 시간영역에서 엔도스코프 OCT 영상을 구현하였다. 정현파로 구동한 광경로 지연기의 속도는 6 m/s 이고, 깊이방향 스캐닝의 데이터 획득은 3 mm 기준에서 초당 2000 라인이다. 제작한 엔도스코프로 사람의 손가락 및 귀에 대한 초당 10프레임의 OCT 영상을 성공적으로 획득하였다.
광전류 효과를 이용한 CO₂ 레이저 도플러 속도 측정기
최종운(Jong-Woon Choi),김용평(Young-Pyung Kim),김윤명(Youn-Myung Kim) 한국광학회 1997 한국광학회지 Vol.8 No.6
CO₂ 레이저의 광전류 효과를 이용한 간단한 구조의 레이저 도플러 속도계를 제작하였다. 단일파장의 레이저 광을 움직이는 물체에 조사하여 발생한 도플러 이동된 산란광의 일부를 CO₂ 레이저 공진기 속으로 되먹임시켜 레이저 고유주파수와 자체혼합 시켰다. 자체혼합에 의해서 도플러 주파수로 변조된 공진기 속의 광전류 변화를 측정하였다. 광전류의 변화 주파수는 최고 60 ㎑ 까지 발생하였고, 외부 산란물체의 속도벡터와 레이저 빔과 광축 사이의 코사인에 선형적으로 변화함을 확인하였다. A new laser Doppler velocimeter employing a CO₂ laser has been developed by using its optogalvanic effect. A change in the electric impedance of a discharge, induced by mixing of a returned wave with an originally existing wave inside the cavity, was employed to detect the Doppler frequency shift. A Doppler frequency shift as much as 60 K㎐ was detected, and also a good linear relationship between the velocity and the Doppler frequency shift was obtained.