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OCT 시스템의 SNR 향상을 위한 간섭계 개선에 관한 연구
양승국,박양하,장원석,오상기,Yang, Sung-Kuk,Park, Yang-Ha,Chang, Won-Suk,Oh, Sang-Ki 한국조명전기설비학회 2004 조명·전기설비학회논문지 Vol.18 No.5
본 논문은 인체에 무해하며 고분해능의 단층영상과 저가격 및 소형으로 제작이 가능하여 전세계적으로 많은 연구가 진행되고 있는 광영상 단층촬영기(Optical coherence tomography system : OCT)에 관한 것이다. 이러한 OCT시스템은 검출되는 신호가 매우 미약하여 신호처리 및 영상화에 많은 어려움을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 간섭계의 개선을 통해 신호대 잡음비(Signal to noise ration : SNR)가 향상되도록 하였다. OCT 시스템의 SNR 향상을 위하여 광원의 입력단에 광서큘레이터를 첨가하여 광원부에서 손실되는 단층영상신호를 검출할 수 있도록 간섭계를 개선하였다. SNR 특성평가로는 시뮬레이션을 통한 비교 분석과 기준 샘플의 측정값을 통해 확인하였다. 또한 측정된 데이터의 실시간 영상화를 위한 영상처리 프로그램을 구성하였다. 시뮬레이션 결과로는 개선된 마이켈슨 간섭계가 약 10[dB] 개선됨을 확인하였으며, 기준시편을 이용하여 측정한 결과로는 약 5[dB]가 개선됨을 확인하였다. 개선된 마이켈슨 간섭계를 이용한 OCT 시스템이 보다 높은 대비도로 인해 선명도가 뛰어난 단층을 영상을 얻을 수 있음을 확인 하였다. As a noninvasive imaging method, optical coherence tomography system has been extensively studied because it has some advantages such as imaging of high resolution, low cost, and compact size configuration. In order to improve the SNR of OCT system, two types of interferometers were configured and then, we compared simulation with measurement of reference sample. In the OCT system is configured with Michelson interferometer, the contrast of cross-sectional image is reduced with low SNR detection which is due to loss of feedback interference signal from light source part. Also, in order to image measured data with real time, image processing program is constructed. From results of simulation, it is confirmed that improved Michelson interferometer is improved about 10[dB] with a 50 : 50 fiber coupler. And from the measurement of reference sample, about 5[dB] is improved with a 50 : 50 fiber coupler. It is confirmed that the OCT system is configured with the improved Michelson interferometer which has a good distinctive cross-sectional image due to higher contrast.
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펨토초 레이저를 이용한 OCT 시스템의 분해능 향상에 관한 연구
양승국,박양하,장원석,오상기,김현덕,Yang, Sung-Kuk,Park, Yang-Ha,Chang, Won-Suk,Oh, Sang-Ki,Kim, Hyun-Duk 한국조명전기설비학회 2004 조명·전기설비학회논문지 Vol.18 No.6
본 논문에서는 인체에 무해하며 고분해능의 단층영상과 저가격 및 소형으로 제작이 가능하여 전세계적으로 많은 연구가 진행중인 광영상 단층촬영기(Optical coherence tomography system : OCT)의 분해능 향상에 관한 것이다. 고분해능 단층영상을 얻기 위하여 펨토초 레이저를 이용한 OCT 시스템을 구성하였다. 펨토초레이저의 펄스폭을 측정하기 위하여 자체상관법(Autocorrelator function)를 이용하여 펄스폭을 측정하였으며, 이론식과 기준시편을 이용한 측정으로 실제 분해능을 측정하였다. 또한 SLD(superluminescent diode) 광원과의 비교분석을 통해 분해능이 약 1.5배 향상됨을 확인하였으며 단층영상 비교의 경우 보다 선명한 단층영상을 얻을 수 있을 것이다. Optical coherence tomography system has been extensively studied because it has some advantages such as imaging of high resolution, low cost, and compact size configuration. In order to obtain high resolution of OCT system we configured OCT system using a femto-second laser. We measure the pulse width using autocorrelator function because a femto-second laser is ultra short pulse. And we measured the practical resolution using theoretical equation and the measurement of reference sample. It is confirmed that the proposed OCT system has 1.5 times higher resolution and un distinctive cross-sectional image than OCT system with SLD as a light source.
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양승국(Sung-Kuk Yang) 한국항해항만학회 2004 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.1 No.-
본 연구에서 고분해능 측정과 저가격화 및 소형으로 제작이 가능하여 전세계적으로 많은 연구가 진행중인 광섬유를 이용한 광영상단층촬영기를 연구하였다. 광영상단층촬영기의 기본원리로는 마이켈슨 간섭계를 이용한 것이다. 시스템의 구성으로는 광원은 분해능 및 측정범위를 고려하여 1,300nm 중심파장을 가지며 대역폭이 35nm인 상용제품의 SLD(Superluminersent diode)를 사용하였으며, 샘플내부의 영상을 검출하기 위한 간섭신호 검출방법은 기준거울이 선형적으로 이동하여 광경로를 일치하는 광지연선로를 구성하였다. 그리고 간섭계는 단일모드 광섬유를 이용하여 기본적인 마이켄슨 간섭계를 구성하였으며, 스캐너는 시준기를 이용하여 샘플에 대한 초점을 고정하도록 하였으며, 스텝모터를 이용하여 샘플에 대한 횡당방향으로 이동하여 샘플의 2차원 단층영상을 측정하도록 하였다. 수광부는 소신호인 간섭신호를 검출하기 위하여 감도가 뛰어나면 잡음득성이 우수한 800 ~ 1,700nm 측정범위의 광검출기를 사용하였다. 신호 처리부에서 간섭신호의 포락선 신호만을 검출하기 위하여 증폭 및 필터링 하여 A/D 변환을 거친 후 제작된 영상검출 프로그램을 이용하여 단층영상을 나타내도록 하였다. 측정결과 분해능은 약 30㎛로서 이론식과 일치함을 확인하였으며, 탁구공의 단층영상을 측정하였다. 기본적인 마이켈슨 간섭계를 이용한 OCT시스템은 되돌아오는 간섭광의 절반이 광원부로 향하여 간섭신호의 절반이 손실되므로 검출기에서 검출된 신호가 미약하여 단층영상의 대비도를 떨어뜨린다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 간섭계 구성의 개선이 필요하다. 또한 측정시간을 단축하기 위하여 광지연선로의 개선으로 통해 짧은 시간내 단층영상을 얻을 수 있도록 하여야 할 것이다. In this paper, we studied the OCT(Optical Coherence Tomography) system which it has been extensively studied because of having some advantages such as high resolution cross-sectional images. low cost, and small size configuration. A basic principle of OCT system is Michelson interferometer. The characteristics of light source determine the resolution and the transmission depth. As a results, the light source have a commercial SLD with a central wavelength of 1,285 nm and FWHM(Full Width at Half Maximum) of 35.3 nm. The optical delay line part is necessary to equal of the optical path length with scattered light or reflected light from sample. In order to equal the optical path length. the stage which is attached to reference mirror is moved linearly by step motor And the interferometer is configured with the Michelson interferometer using single mode fiber, the scanner can be focused of the sample by using the reference arm. Also, the 2-dimensional cross-sectional images were measured with scanning the transverse direction of the sample by using step motor. After detecting the internal signal of lateral direction at a point of sample, scanner is moved to obtain the cross-sectional image of 2-demensional by using step motor. Photodiode has been used which has high detection sensitivity, excellent noise characteristic, and dynamic range from 800 nm to 1,700 nm. It is detected mixed small signal between noise and interference signal with high frequency After filtering and amplifying this signal, only envelope curve of interference signal is detected. And then, cross-sectional image is shown through converting this signal into digitalized signal using A/D converter. The resolution of the OCT system is about 30㎛ which corresponds to the theoretical resolution. Also, the cross-sectional image of ping-pong ball is measured. The OCT system is configured with Michelson interferometer which has a low contrast because of reducing the power of feedback interference light. Such a problem is overcomed by using the improved inteferometer. Also, in order to obtain the cross-sectional image within a short time, it is necessary to reduce the measurement time for improving the optical delay line.
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Feedforward 선형화 방식을 위한 에러증폭기의 구현 및 성능평가에 관한 연구
전중성(Joong Sung Jeon),조희제(Hee Jea Cho),양승국(Sung Kuk Yang),이영섭(Young Sub Lee),김선근(Seon Keun Kim),김기문(Ki Moon Kim) 한국마린엔지니어링학회 2003 한국마린엔지니어링학회 학술대회 논문집 Vol.2003 No.-
In this paper, We tested and fabricated the correction amplifier for the 30 Watt linear power amplifier in frequency band 2.11 - 2.17 GHz. The correction Amplifier was comprised of subtractor, variable attenuator, variable phase shifter and power amplifier. This component was designed on the R04350 substrate and integrated the aluminum case with active biasing circuit. For suppression of spurious, the through capacitance was used. The characteristics of correction amplifier measured up to 45 dB gain, ±0.66 dB gain flatness and -15 dB input return loss. Results of application to the feed forward LP A, the correction amplifier improved with 27 dB cancel to the IMD.
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