CHOSUN

광섬유 간섭계를 이용한 센서 및 광결맞음 단층영상기에 관한 연구

Metadata Downloads
Author(s)
이승석
Issued Date
2018
Keyword
광섬유, 간섭계, 센서, 광결맞음 단층영상기,위상이동, fiber, interferometer, sensor, oct, phase shift
Abstract
ABSTRACT


A Study on Sensor and Optical Coherence Tomography System Using Fiber Optic Interferometer



Seung Seok Lee
Advisor : Prof. Eun Seo Choi, Ph.D.
Department of Physics
Graduate School of Chosun University



In this paper, we studied a sensor system based on fiber optic interferometry and Optical Coherence Tomography system that can measure non-destructive tomographic images using an optical fiber optic interferometer. We have developed a phase shifting interferometer that can adjust the phase of the interferometer and could improve the performance of the tomographic imaging system.
The vibration, the temperature, and the number of cells were measured by using a fiber optic interferometer-based sensor system. Using a fiber-optic probe in the form of a coil, the external oscillation frequency could be measured with high accuracy at the error less than 1%. Based on the fiber optic interferometer, cell counts were performed and 524 beads per second could be counted, which confirmed the capability of cell counts performed in flow cytometry. Using the interferometer, the temperature change by the external heat source could be measured in real time by the non–contact method. It was possible to measure the temperature on a silicon wafer at a temperature resolution of 11 K. By adding an scanner to high speed interferometer, the temperature distribution on the surface could be mapped in real time.
The optical coherence tomography (OCT) system was developed by using a fiber based interferometer and the pattern fabricated by direct imaging method using ultraviolet light showed the depth variation in the tomographic image according to the exposure power. It is expected to be useful in inspecting patterns in real time. Using a common path interferometer that does not use a partial reflector, it was possible to perform measurement of width and depth of the processed pattern with a high accuracy. The average error rate of 10% was achieved by using proposed method compared with an electron scanning microscope.
A fiber-based phase shifting interferometer has been developed using a Doppler effect via external vibration or all optical method using an optical fiber doped with ytterbium. By controlling the applied current or the pump current of PZT, precise control of phase shift was done properly. The complex conjugate signal and the DC signal generated in the Fourier transform of the interference signal in OCT can be effectively removed by using this characteristic
Alternative Title
A Study on Sensor and Optical Coherence Tomography System Using Fiber Optic Interferometer
Alternative Author(s)
Lee, Seung Seok
Affiliation
조선대학교 일반대학원
Department
일반대학원 물리학과
Advisor
최은서
Awarded Date
2019-02
Table Of Contents
목 차

ABSTRACT

제 1 장 서론 1
제 1 절 연구 동기 1
제 2 절 연구 범위 4

제 2 장 연구 배경 이론 7
제 1 절 광섬유 간섭계 7
1. 간섭계의 종류 7
2. 광섬유 간섭계를 위한 광섬유 소자 9
3. 광섬유 간섭계의 구성 13
제 2 절 광섬유 간섭계 센서 15
1. 광섬유 패브리-페로 간섭계 센서 15
2. 광섬유 마하젠더 및 마이켈슨 간섭계 센서 16
3. 광섬유 샤냑 간섭계 센서 20
제 3 절 광결맞음 단층영상기 21
1. 광결맞음 단층영상기의 기본 원리 21
2. 시간영역 광결맞음 단층영상기 24
3. 푸리에영역 광결맞음 단층영상기 25

제 3 장 광섬유 간섭계 기반의 센서 시스템 29
제 1 절 광섬유 코일을 이용한 진동 센서 29
1. 광섬유 코일을 이용한 진동 센서의 측정 원리 29
2. 광섬유 코일을 이용한 진동 주파수 측정 실험 32
3. 광섬유 센서 기반 진동 측정 결과 및 분석 34
제 2 절 광섬유 간섭계 기반의 세포수 측정 37
1. 세포수 측정을 위한 유세포 분석기 37
2. 광경로차 변화를 이용한 세포수 계측 원리 39
3. 광섬유 간섭계를 이용한 비드 계측 실험 40
4. 비드 계측 실험 결과 및 분석 44
제 3 절 광섬유 간섭계를 이용한 온도 센서 48
1. 간섭계 기반의 굴절률 변화 측정 48
2. 온도 변화에 따른 굴절률 변화 측정 실험 51
3. 실시간 온도 측정 결과 및 분석 55

제 4 장 광섬유 간섭계 기반의 광결맞음 단층영상기 59
제 1 절 자외선 직접 묘화 노광 샘플 검사 59
1. 자외선 직접 묘화 노광 59
2. 직접 묘화 노광 샘플 가공 및 노광된 패턴 측정 실험 61
3. 비파괴적으로 측정된 노광 패턴 및 결과 분석 64
제 2 절 공통경로 간섭계 기반의 광결맞음 단층영상기 69
1. 부분 반사체 없는 공통경로 간섭계의 원리 69
2. 공통경로 간섭계를 이용한 가공 단차 측정 실험 72
3. 공통 경로 간섭계 기반 단차 측정 결과 및 분석 73

제 5 장 광섬유 간섭계 기반의 위상 이동 시스템 77
제 1 절 도플러 효과를 이용한 위상 이동 시스템 77
1. 외부 진동에 의한 위상 이동 원리 77
2. 진동 조건 제어에 따른 위상 이동 측정 실험 78
3. 진동 주파수에 따른 위상 이동 측정 결과 및 분석 80

제 2 절 희토류 광섬유를 이용한 위상 이동 간섭계 85
1. 펌프광에 의한 희토류 도핑된 광섬유 굴절률의 변화 85
2. 희토류 광섬유 위상 이동 간섭계의 위상 이동 실험 86
3. 희토류 광섬유 위상 이동 측정 결과 및 분석 88

제 6 장 결론 97
참고문헌 101
Degree
Doctor
Publisher
조선대학교 대학원
Citation
이승석. (2018). 광섬유 간섭계를 이용한 센서 및 광결맞음 단층영상기에 관한 연구.
Type
Dissertation
URI
https://oak.chosun.ac.kr/handle/2020.oak/13745
http://chosun.dcollection.net/common/orgView/200000267116
Appears in Collections:
General Graduate School > 4. Theses(Ph.D)
Authorize & License
  • AuthorizeOpen
  • Embargo2019-02-08
Files in This Item:

Items in Repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.