고출력 광섬유 레이저 기술의 현황 및 전망

권영철,박경윤,이동열,장한별,이승종,루이스 알론소 바즈게즈 주니가,이용수,김동환,김현태,정윤찬,Kwon, Youngchul,Park, Kyoungyoon,Lee, Dongyeul,Chang, Hanbyul,Lee, Seungjong,Vazquez-Zuniga, Luis Alonso,Lee, Yong Soo,Kim, Dong Hwan,Kim, Hyun Tae 한국광학회 2016 한국광학회지 Vol.27 No.1

최근 20 여년간의 괄목할만한 발전을 통해 단일 광섬유 레이저의 출력은 이미 kW 수준을 상회하고 있으며, 기존의 벌크 방식 레이저의 대체 기술로서 여전히 학계 및 산업계의 뜨거운 관심을 받고 있다. 본 논문은 이와 같은 광섬유 레이저의 괄목할만한 성장을 가능하게 한, 이터븀(Ytterbium) 혼입 이득 광섬유 사용 방식, 레이저 다이오드 펌프와 이중 클래딩 광섬유 구조를 통한 광학적 펌프 방식, 더 나아가서 양자결함을 최소화 하는 종렬 펌핑 방식 등 그 주요 요소 기술들을 개괄하고, 그 극한적 고출력화에 따른 발진 효율 및 특성 저하, 시스템 열화 및 불안정성 증대 등과 같은 고출력 광섬유 레이저 기술 자체가 직면하고 있는 다양한 기술적 문제점 및 그 완화 방안을 논의한다. 여기에서는 광섬유 레이저의 고출력화와 더불어 야기되는 다양한 형태의 광섬유내 비선형 현상, 광섬유 손상 및 모드 불안정 현상에 대한 논의를 포함한다. 이와 더불어, 전술한 다양한 출력 제한 현상을 극복함과 동시에 광섬유 레이저의 출력을 현격한 수준으로 더욱 증가시키기 위한 대체 방안으로 최근 주목을 많이 받고 있는 다중 빔 결합 기술에 대해 개괄적으로 논의한다. 특히, 분광형 다중 빔 결합 기술의 개념적 시스템 구성 요소 및 각 부문별 요구 기술에 대해 보다 심화된 논점을 둔다. 최종적으로 현 수준을 뛰어 넘는 광섬유 레이저의 출력 증대와 본 기술의 지속적 발전을 위한 앞으로의 발전 방향을 논의한다. Over the past two decades, fiber-based lasers have made remarkable progress, now having reached power levels exceeding kilowatts and drawing a huge amount of attention from academy and industry as a replacement technology for bulk lasers. In this paper we review the significant factors that have led to the progress of fiber lasers, such as gain-fiber regimes based on ytterbium-doped silica, optical pumping schemes through the combination of laser diodes and double-clad fiber geometries, and tandem schemes for minimizing quantum defects. Furthermore, we discuss various power-limitation issues that are expected to incur with respect to the ultimate power scaling of fiber lasers, such as efficiency degradation, thermal hazard, and system-instability growth in fiber lasers, and various relevant methods to alleviate the aforementioned issues. This discussion includes fiber nonlinear effects, fiber damage, and modal-instability issues, which become more significant as the power level is scaled up. In addition, we also review beam-combining techniques, which are currently receiving a lot of attention as an alternative solution to the power-scaling limitation of high-power fiber lasers. In particular, we focus more on the discussion of the schematics of a spectral beam-combining system and their individual requirements. Finally, we discuss prospects for the future development of fiber laser technologies, for them to leap forward from where they are now, and to continue to advance in terms of their power scalability.

GPS를 이용한 서울-제천 지역의 대류층 천정 지연 평가

권영철,한욱,박필호,Kwon, Young-Cheol,Han, Uk,Park, Pil-Ho 한국지구과학회 2000 韓國地球科學會誌 Vol.21 No.4

이 연구는 GPS를 이용한 서울-제천지역에 대한 대류층 천정 지연 분석에 관한 것이다. 다양한 기상조건하에서 정확도를 보장하는 GPS 측위를 위하여 대류층 천정 지연과 GPS 정밀도와의 연관성을 분석하였다. Bernese 4.0소프트웨어로 산출한 대류층 천정 지연값의 증가시 GPS 측위 오차도 증가하였다. 대류층에 의한 오차는 평균 20 cm 였으며, 보정 모델 사용시 모두 5cm 범위내로 줄일 수 있었으며, 보정 모델 간에는 차이가 거의 없었다. GPS 측위오차와 대류층 천정 지연의 상관관계를 밝힘으로써 전선의 이동상황을 모니터링할 수 있으며 이는 GPS 기준망의 확장으로 가능할 것이다. The estimation of tropospheric zenith delay over the Seoul-Jecheon area using GPS is presented. Over the past ten years, the world-wide industrial nations have been intensively concerned over increasing GPS surveyings in the various fields of earth science. To preserve precise positioning under various weather conditions, relationships between tropospheric zenith delay and GPS accuracy are analyzed. GPS accuracies are compared with tropospheric zenith delay produced by Bernese 4.0 software. Errors of tropospheric delay are 20cm in mean and reduced up to 5cm when tropospheric correction models are used. Correlation between error of GPS and tropospheric zenith delay plays a positive role to monitor the migration of weather front in the established Korean GPS network.

고성능 진공단열재의 건축적인 적용에 관한 연구

권영철,김석,Kwon, Young Cheol,Kim, Suk 한국토지주택공사 토지주택연구원 2019 LHI journal of land, housing, and urban affairs Vol.10 No.3

현존하는 단열재 중 가장 열전도율이 낮은 진공단열재(VIP; Vacuum Insulation Panel)는 특수한 재질의 외피재(Envelope)와 외피재 내부의 심재(Core Material), 그리고 단열재 내부의 공기를 흡착하는 흡착제(Getter)로 구성되어 있고, 단열성능을 극대화하기 위해 내부를 진공처리한 제품이다. 진공단열재의 외피재는 알루미늄 박막 필름이 주로 사용되며, 진공단열재의 수명 및 신뢰성을 결정하는 중요한 소재이다. 본 연구를 통하여 불연성이 확보된 Fiber Glass 심재 진공단열재의 방화성능 및 단열성능 확인과 함께 건축적인 적용가능성을 검토하였으며 그 내용을 정리하면 다음과 같다. 1) 20mm 두께의 Fiber Glass 심재 진공단열재의 열전도율이 0.00177W/m·K로, 두께 20mm로 지역별, 부위별 강화된 단열기준을 모두 충족할 수 있음을 알 수 있었다. 2) 진공단열재에 대한 불연성능시험과 가스유해성시험 결과, 불연재료로 적합한 것으로 나타났다. 3) 불연 진공단열재의 장기내구성 시험결과, 25년이 지나더라도 스치로폼 및 유리섬유에 비해 10배 이상의 단열성능을 유지할 수 있음을 알 수 있었다. 4) 건물의 외벽 열관류율 0.12W/㎡K 이하를 만족하기 위해, 준불연성능이 확보된 단열재인 "가"등급의 비드법 보온판 2종 4호와 페놀폼을 사용한다면 각각 280mm, 170mm 이상을 써야하지만, 불연 진공단열재는 20mm 두께로 동일 단열기준을 만족할 수 있는 것으로 나타났다.5) 고성능 진공단열재는 열관류율 0.12W/㎡K 이하를 기준으로 가격경쟁력이 페놀폼 대비 약 1,500원/㎡ 뛰어난 것으로 나타났다. Vacuum Insulation Panel(VIP) has the lowest thermal conductivity among present insulations. It is composed of envelope, core material and getter. Aluminum film is usually used as the envelope of VIP, and it is important component to decide the useful life of VIP. In this research, the thermophysical properties of incombustible fiber glass core VIP were investigated with the possibility of its architectural applications. The results of this research can be summarized as follows: 1) The thermal conductivity of 20mm-thick fiber glass core VIP is resulted as 0.00177W/m·K, which means that 20mm-thick VIP can meet all the reinforced insulation guideline and it can be used in any envelope of any region in Korea. 2) As a result of the test of incombustion and gas toxicity, fiber glass core VIP was suitable for incombustible material. 3) As the test result for the long term thermal conductivity, fiber glass core VIP was found out that it would keep above 10 times insulating performance than polystyrene foam and glass fiber. 4) To meet the thermal transmittance of 0.12W/㎡K, limited-combustible insulation of expanded polystyrene foam and phenolic foam should be used respectively as thick as above 280mm and 170mm, incombustible VIP can meet the same insulation level with 20mm thickness. 5) The price competitiveness of incombustible VIP to meet the thermal transmittance of 0.12W/㎡·K was about 1,500won/㎡ higher than that of phenolic foam.

선박오염방지에 관한 국내법률 제정안 제시

권영철,백철호,유영종,이찬재,Kwon, Young-Cheol,Baik, Cheol-Ho,Yoo, Young-Jong,Lee, Chan-Jae 선박안전기술공단 2010 선박안전 Vol.29 No.-

IMO에서는 MEPC58차, 59차 회기에서 선박평형수, 온실가스, 선박재활용 등 약 20종의 의제가 논의되었으며 이들 중에서 시급성을 요하는 NOx, SOx 강화기준, 유조선간 유류이송, IOPP증서 및 기름기록부의 양식변경 등에 관한 MARPOL 부속서6 및 1의 결의사항에 대하여 국내의 해양환경법에도 국제협약의 개정사항을 수용해야 한다. 또한, 정부에서는 현행의 해양 환경관리법에서 선박오염방지에 관한 법률을 분리제정하려는 동향이 있는 바 정부시책에 동참하는 선상에서 국제협약의 개정사항을 반영한 선박해양오염방지에 관한 법률 제정안을 선박검사 기관의 입장에서 제시한다.

배수삼축압축시험을 통한 SCP 시공과정 중 정지토압계수 평가

권영철(Kwon, Youngcheul) 한국지반환경공학회 2012 한국지반환경공학회논문집 Vol.13 No.11

모래다짐말뚝(SCP)는 연약지반 내에 다짐에 의해 형성된 모래말뚝을 조성하여 지반 개량효과를 극대화하는 공법이다. 점성토 지반에서는 압밀촉진 및 배수 효과, 느슨한 모래지반에서는 다짐 등을 통해 액상화 대책공법으로 주로 사용되고 있다. SCP의 설계에 있어 강성이 큰 SCP 본체 부분도 함께 고려하지 않으면 과도하게 안전을 고려한 설계가 되며 시공비용이 늘어나 경제적으로도 불리할 가능성이 매우 높다. SCP 타설에 의한 지반 내의 응력상태의 변화나 다짐 메커니즘에 대해서는 지금까지의 연구 결과에 의해 어느 정도 구명되었으나, SCP와 원지반을 복합지반으로 고려한 연구는 사례가 적어 충분히 설명될 만큼 연구 성과를 얻지 못하고 있다. 이에 본 연구에서는 SCP 개량지반을 SCP와 원지반으로 구성된 복합지반으로 취급하였으며, SCP 타설에 의한 응력상태나 밀도변화를 모사한 요소시험(CID test)을 수행하여 SCP 시공에 따른 원지반의 응력상태의 변화를 K0와 SCP 치환율의 관계를 통해 고찰하였다. 동시에 반복삼축압축 시험장치를 이용하여 SCP의 시공과정을 실내에서 재현할 수 있는지에 대해도 검토하였다. 시험결과 SCP 시공 초기 원지반의 응력상태의 변화가 가장 크게 발생하고 있으며, 특정 시점 이후에는 SCP 시공을 위한 진동이 지반의 응력특성 변화에 큰 영향을 미치지 못하고 있었다. 또한 SCP에 의한 원지반의 거동을 실내에서 재현하기 위해서는 케이싱 진동에 해당하는 반복재하를 실시하는 것이 반드시 필요하다고 판단된다. SCP is a construction method that maximizes the effects of ground improvement by creating sand piles, which are formed by the compaction within soft ground. SCP is mainly used for consolidation and drain effects in clayey soils, and as a liquefaction countermeasure through effects such as compaction in loose sandy soils. In the design of SCP, if the sand piles with high stiffness are not taken into account, it can become a design that overly considered safety, and increased construction costs are highly likely to cause economic disadvantages. The changes in stress conditions and compaction mechanisms in the subsurface have been identified to a certain extent by study findings to date. However, the studies that considered SCP and in-situ ground as composite ground are fairly limited, and therefore, those studies have not achieved enough results to fully explain the relevant topics. In this study, the ground improved by SCP was regarded as the composite ground that consists of SCP and in-situ ground. Moreover, employing a CID test, this study examined the changes in the stress conditions of in-situ ground according to the installation of SCP through the relations between K0 and SCP replacement ratio. At the same, whether the SCP installation procedure can be recreated in a laboratory was examined using a cyclic triaxial test. According to the test results, the changes in the stress conditions of the original ground occurred most largely in an initial stage of SCP installation, and after a certain time point, the vibration for SCP installation did not have a great influence on the changes in the stress conditions of the ground. Moreover, in order to recreate the behaviors of in-suit ground according to SCP in a laboratory, cyclic loading, which corresponds to casing vibration, was concluded to be essentially required.

해외직접투자의 결정요인과 내부화 수준 : 수출지향적 대 시장지향적 투자 비교

권영철(Yung Chul Kwon) 한국국제경영학회 1999 國際經營硏究 Vol.9 No.2

그동안 해외직접투자의 결정요인에 관한 수많은 연구들이 수행되어져 왔다. 그러나 연구결과가 일관성을 띠지 못한 것으로 나타났다. 물론 이러한 상이한 연구결과는 투자기업의 국적에 따라 달라 질 수도 있지만, 투자 형태의 상이성에서 비롯된다 할 수 있다. 본 연구에서는 국내기업의 해외직접투자를 투자 목적에 따라 현지시장지향형과 수출지향형으로 구분하고, 이들 양 형태간에 주요 결정요인의 상이성을 분석하였다. 분석결과, 시장관련 입지우위, 생산관련 입지우위, 정치적 위험에 있어 이들 두 투자 형태간에 유의적인 상이성이 있는 것으로 나타났다. 또한 내부화 수준도 이들 두 형태간에 상이성을 보였다. 이러한 연구결과는 앞으로 해외직접투자이론의 정립이나 해외직접투자 성과 또는 해외직접투자가 본국이나 현지국에 미치는 영향과 관련한 연구에 있어서도 해외직접투자 프로젝트 형태별로 구분해서 수행되어져야 함을 시사하는 것이다.

PCR을 이용한 축산물 가공식품 내 소고기 성분 검출법 개발

권영철 ( Young Chul Kwon ),하도윤 ( Do-yun Hah ),허윤위 ( Yunwi Heo ),김태규 ( Tae-kyu Kim ),최유정 ( Yoo-jeong Choi ),조대훈 ( Dae-hoon Jo ),남상윤 ( Sang-yun Nam ),손병국 ( Byeong-guk Son ),황보원 ( Bo-won Hwang ),양병선 ( Byoun 대한임상검사과학회 2017 대한임상검사과학회지(KJCLS) Vol.49 No.2

중합효소연쇄반응법을 이용한 축산물 가공식품 내에 존재하는 소고기 성분을 특이적으로 검출할 수 있는 방법을 개발하기 위하여 축산물 가공식품 78종류를 무작위로 선별하였다. 가공식품으로부터 추출한 genomic DNA를 이용하여 소의 미토콘드리아 16S rRNA 염기서열을 이용하여 strain-specific primer를 직접 제작하여 중합효소연쇄반응을 수행한 후, 증폭된 반응산물의 염기서열을 분석 하였다. 축산물 가공식품 내 소고기 성분 검출을 위한 중합효소연쇄반응 수행 결과, 소고기 성분이 함유되어 있는 17개의 축산물 가공식품이 정확히 증폭되었고, 증폭산물의 DNA 염기서열 분석 결과 소의 미토콘드리아 16S rRNA 서열과 95% 이상의 상동성을 보였다. 본 실험에서 제시된 방법으로 축산물 가공식품 내 소고기 성분검출을 적용하였을 시, 소고기 성분이 함유된 축산물 가공식품을 정확하게 감별할 수 있었으며, 나아가 식품 원재료의 허위기재 등에 의한 불량식품 유통 근절 및 종교적 이유로 인한 금기 식품감별 등과 같은 과학적 식품 감시에 기여할 수 있다고 사료된다. Polymerase chain reaction (PCR) was used to detect cattle material from processed meat products. Seventy-eight different commercial processed meat products were purchased from several big food marts. Among them, 17 products contained cattle material (10 samples contained only cattle, 5 samples mixed with cattle and porcine, 2 samples mixed with cattle, porcine and chicken). The genomic DNA was extracted directly from the processed meat products, and strain-specific primer targeting the 16S ribosomal RNA mitochondrial gene was used. All PCR products were cloned into the pGEM-T easy vector and sequenced. Consequently, the PCR products were amplified from 10 processed meat products, which contained only cattle material in our conditions. Furthermore, PCR reactions showed the same results at mixed samples. The DNA sequence obtained from pGEM-T easy/PCR products showed more than 95% identity with Bos taurus 16S rRNA gene using homology analysis. In conclusion, we suggest that the method using PCR, as performed in this study, could be useful in detecting cattle material in processed meat products. Moreover, our system could be applicable in inspection procedures to improve the verification of correct labeling for import and export processed meat products.

히트펌프 건조기용 PF 증발기의 능력과 제습량 실험 연구

권영철(Young Chul Kwon),김기영(Ki Young Kim),이석현(Seok Hyun Lee),권정태(Jeong Tae Kwon) 대한설비공학회 2013 설비공학 논문집 Vol.25 No.9

In the present study, the performances of a fin-tube evaporator and three PF evaporators for a heat pump dryer were experimentally investigated. Among the tested evaporators, the PF3 type evaporator showed the highest values of heat transfer capacity and dehumidification performance, while the fin-tube evaporator had the lowest values. PF3 showed better performance compared to PF1 and PF2, due to the large pin pitch, which leads to more draining for dehumidified water. Also, the 45° inclined PF evaporator presented better performance than that of the 90° inclined PF evaporator, owing to its easier draining characteristics. The effect of air velocity was revealed to be quite large. When the air velocity increased by 20%, the heat transfer capacity and dehumidification performance increased 43%/11%, 48%/13% and 54%/23% for PF1, PF2 and PF3, respectively.

한국의 계절별 계사의 부하 특성 연구

권영철(Kwon, Young-Cheol) 대한건축학회 2019 대한건축학회 학술발표대회 논문집 Vol.39 No.1

In South Korea, millions of poultry have died due to repeated heat waves every year. The purpose of this study is to analyze the characteristics of seasonal loads of chicken houses in Korea and to present an effective insulation and ventilation measures to minimize the damage of poultry due to summer heat wave and to save energy in chicken houses in winter. The heating and cooling loads of standard chicken house were calculated. As a result of the calculation of maximum heating load based on the minimum ventilation rate in winter, the outdoor air temperature requiring heating was 6~7℃ to keep the indoor air temperature of chicken houses as 24℃. The peak cooling load of chicken houses was mostly taken by the heat generated by chickens and the heat gain due to ventilation. The heat gain through building envelopes was as small as neglectable. Most of chicken houses is usually cooled by gigantic forced ventilation in summer in Korea. When the chicken houses are cooled by electric cooling machine such as cooler or air conditioner, it is more effective to keep minimum ventilation rate to reduce the maximum cooling load.

Learning Orientation, Dynamic Capabilities and Performance

권영철(Yung Chul Kwon) 한국경영학회 2008 한국경영학회 통합학술발표논문집 Vol.2008 No.8