몇 가지 주요 광섬유 센서 개발 현황
광섬유 팽이는 간섭형, 공진형, 브리연형으로 나뉘어 간섭형 광섬유 팽이는 1 세대로 기술적으로 성숙해 대량 생산과 상품화를 추진하는 단계에 있다. 공명형 광섬유 팽이는 2 세대로 실험실 연구가 실용화로 추진되는 발전 단계에 있다. 브리연형은 3 세대로 아직 이론 연구 단계에 있다. 광섬유 팽이 구조는 소형 분립 요소 시스템, 전체 광섬유 시스템, 통합 광학 요소 시스템의 세 가지 광학 구성 요소에 따라 구현됩니다. 현재 분립광학 요소 방안은 기본적으로 사라지고 있으며, 전체 광섬유 시스템은 개방 루프 정확도가 낮고 비용이 저렴한 광섬유 팽이에 사용되며, 통합 광학 팽이는 공예가 간단하고, 전반적인 반복성이 우수하며, 저렴한 비용이 국제 중 고정밀 광섬유 팽이의 주요 방안이 되고 있다. 광섬유 팽이는 주로 광원, 탐지기 등 유원장치와 광섬유 커플러, 위상 변조기 등 수동소자와 광섬유로 구성되어 있다. 외국은 1976 년부터 연구를 시작했고, 9 년대 중반까지 다양한 정밀도의 광섬유 팽이가 판매되어 항공 우주 및 군사 분야에서 먼저 응용되었으며, 현재 많은 제품이 민간 항공기와 자동차 공업에 사용되고 있다. 국내에서는 편광 광섬유, 커플러, 다기능 통합 광학 변조기 (Y 파도) 등의 분야에서 이미 큰 성과를 거두어 국제 선진 수준에 접근하거나 달성하였다. 광원 분야에서는 실험실 조건 하에서 초발사 레이저 다이오드가 요구 사항을 충족시킬 수 있고 엔지니어링 애플리케이션에는 신뢰성과 온도 특성 등의 문제가 있다는 점도 연구하고 있다. 반도체 기술로 제한돼 현재 국내 주요 연구는 13nm 밴드에 집중되고 있다. 국내와 외국의 격차는 주로 상품화에 있다. 기술이 미성숙하여 대규모 생산능력을 형성하지 못했다. 부품의 성능과 생산 능력을 높여야 한다. 시안펨토초 광전연구개발주관인 미뢰는 광섬유에 대해 "우리나라는 이미 천분의 1 정밀도의 광섬유 팽이를 양산했고, 현재는 미사일 등 중저 정밀도 분야에 주로 사용되며, 기계에 쓰이는 고정밀 광섬유 팽이가 개발되고 있다" 고 밝혔다. 우주시대그룹 광섬유 팽이의 연간 매출이 이미 2 억원을 넘었고, 전국 많은 기업들이 이 분야에서 발전하여 주로 중장정밀도 분야에 집중하고 있다. 현재 핵심 부품의 위상 변조기는 주로 베이징 세비통사에서 생산하고 있으며, 충칭 44 곳도 생산하고 있으며, 시안광기소도 연구 개발 중이다. 광섬유 고리는 일반적으로 각 업체의 자산이며, 우한 장영통회사는 광섬유 고리를 전문으로 한다. LED 광원은 주로 우한 광신, 선전 비강 등 제조사가 생산한다. " 광섬유 팽이는 중저정밀도와 중고정밀도 분야에서 전통적인 기계 팽이를 점차 대체할 것으로 예상되며, 미래에는 우주 군사 자동차 등 분야에서 큰 발전 잠재력을 가질 것으로 예상된다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언) 광섬유 수청기 광섬유 수청기는 광섬유, 광전자 기술을 기반으로 하는 수중 음향 신호 센서로, 고감도의 광섬유 간섭 감지를 통해 수중 음향 신호를 광신호로 변환하고 광섬유를 통해 신호 처리 시스템으로 전송하여 음향 신호 정보로 변환합니다. 전통적인 수중 청음기에 비해 감도가 높고, 응답 대역폭이 넓으며, 전자기 간섭을 받지 않는 등 군사 및 석유 탐사, 환경 검사 등에 광범위하게 사용되며, 발전 잠재력이 크다. 광섬유 수청기는 원리에 따라 간섭형, 강도형, 래스터형 등으로 나눌 수 있다. 간섭형 광섬유 수중 청음기의 핵심 기술은 점차 성숙되어 일부 분야에서 제품을 형성하고 있다. 광섬유 격자 수중 청음기는 현재 연구 핫스팟이다. 연구의 핵심 기술로는 광원, 광섬유, 프로브 기술, 편광 감쇄 기술, 위상 감쇄 기술, 신호 처리 기술, 멀티플렉싱 기술, 엔지니어링 기술 등이 있습니다. 광섬유 수중 청음기 연구는 197 년대 말 미 해군 실험실에서 시작되었고, 선진국들은 잇달아 대량의 인력과 물력을 투입하여 연구를 하여 많은 성과를 거두었다. 군사 응용에서는 잠수함 소음이 감소함에 따라 전기 음파 탐지기 탐지 감도가 한계에 가까워지면서 광섬유 수중 청음기가 매우 유용하게 사용될 것이다. 우리나라의 광섬유 수청기 연구도 이미 큰 진전을 이루었고, 일부 기술 지표에서 국제 수준에 도달했지만, 주로 이론과 실험 단계에 있으며, 실용화, 공학화 광섬유 수청기는 아직 보도되지 않았다. 광섬유 래스터 센서 광섬유 래스터 센서, 특히 광섬유 브래그 래스터 센서는 최근 몇 년간 국내외 센서 분야의 연구 핫스팟이다. 전통적인 광섬유 센서는 대부분 광강도 및 간섭형에 속하며, 광강도 센서는 광원 불안정, 광섬유 손실, 탐지기 노화 등의 문제가 있으며, 간섭형 센서는 두 개의 간섭광이 필요한 광도가 동일하기 때문에 고정 기준점 적용이 불편합니다. 광섬유 브래그 래스터 위주의 광섬유 래스터 센서 감지 신호는 파장 변조 및 재사용 능력이 강하여 이러한 기존 광섬유 센서의 문제를 방지합니다. 광섬유 래스터 센서는 건물 상태 감지, 충격 감지, 모양 제어 및 진동 댐핑 감지 등의 어플리케이션에 가장 이상적인 민감한 구성요소입니다. 광섬유 래스터 센서는 지구역학, 우주선, 선박 운항, 민간공학 구조, 전력공업, 의약, 화학감지에 광범위하게 응용된다. 광섬유 래스터 센서 연구 방향은 (1) 고감도, 고해상도, 변이와 온도 변화를 동시에 감지할 수 있는 센서 연구입니다. (2) 저비용, 소형화, 신뢰성 및 민감한 탐지 기술 시스템 연구 개발 (3) 패키징 기술, 온도 보상 기술, 센서 네트워크 기술을 포함한 실제 응용 연구. 현재 일부 유형의 광섬유 래스터 센서는 상업화되어 있지만 성능과 기능 면에서 향상되어야 합니다. 그러나 광섬유 래스터 감지 기술은 이미 성숙 단계에 접근했다고 할 수 있다. 우리나라는 광섬유 래스터 센서에 대한 연구가 비교적 늦었지만, 이미 비교적 큰 발전이 있었다. 실용적이고 저렴한 파장 조정 기술이 더욱 발전함에 따라, 광섬유 래스터 센서는 광범위한 발전 전망을 가질 것이다. 베이징 토푸광연의 심결 사장은 광섬유 래스터 센서가 주로 오일 탱크 온도 측정, 토공 측정 응력, 전력 설비 온도 측정 등에 적용돼 소기업 분리주의 상태에 있으며, 이공광과와 제품 교만광 등 회사가 비교적 크게 하고 있다고 밝혔다. 1 년간의 업계 경험 분석을 바탕으로 향후 3~5 년 동안 광섬유 래스터 센서 시장은 업종, 지역별 중소기업이 점유할 것으로 전망된다. 대형 통신장비 제조사들은 현재 주로 광전지의 광대역 시장에 관심이 있어 당분간 이 분야에 진입하는 것을 고려하지 않을 것이다. 광섬유 전류 센서 전력 산업의 급격한 발전으로 전력 전송 시스템의 용량이 증가하면서 운행 전압 등급이 높아지면서 강력한 전류 측정 문제에 직면해야 했다. 고전압, 고전류 및 고전력 전력 시스템에서 전자기 감지를 기반으로 하는 기존 전류 센서 (CT) 는 폭발로 인한 치명적인 사고라는 심각한 단점을 드러냅니다. 큰 고장 전류는 철심의 자기 포화를 일으킨다. 철심 * * * 진동 효과; 지연 효과 정확도가 높지 않습니다. 방해를 받기 쉽다. 부피가 크고, 무게가 크고, 가격이 비싸 차세대 디지털 전력망의 발전 요구를 충족시키기가 이미 어렵다. 광섬유 전류 센서는 이러한 문제를 해결하는 가장 좋은 방법이 되었다. 심사장은 광섬유 전류 센서가 광섬유 팽이의 기술방안, 군사기술 민간화의 예라고 생각하는데, 현재 기술방안은 아직 정형이 없어 모색-정형-재모색 단계에 있다. 우한 장영통 기술감독 왕홍해 박사는 광섬유 전류 센서 시장이 현재 국내에 3~4 개 업체가 소량 출하를 하고 있으며, 올해 국가전력망 입찰 상황은 약 1 개 정도라고 밝혔다. 상대적으로 사용량은 여전히 작다. 현재 실제 규모 사용을 방해하는 것은 안정성, 특히 온도 안정성이다. 미래 발전 추세 광섬유 통신의 급격한 발전은 신형 광학 장치와 재료의 출현을 이끌고 광섬유 감지 시스템 개발에 필요한 기초를 제공한다. 광섬유 감지 기술의 3 여 년 동안의 발전은 이미 장족의 발전을 이루었는데, 주로 실용화 단계에 들어섰다. 새로운 감지 원리가 끊임없이 나타난다. 그러나 발전 현황은 여전히 실제 수요를 만족시킬 수 없다. 아직 연구해야 할 과제가 많다. (1) 실용화 연구, 특히 가격 대비 성능; (2) 응용 연구; (3) 새로운 광섬유 센서 연구; (4) 신형 민감한 재료의 연구, 신형 전용 광전자 장치 연구. 따라서 광섬유 센서의 가능한 발전 추세는 (1) 기존 센서가 해결할 수 없는 문제를 광섬유 센서의 주요 연구 대상으로 삼는 것이다. (2) 통합 광섬유 센서; (3) 다기능 모든 섬유 제어 시스템; (4) 새로운 영역을 개척하다. 광섬유 센서의 가격에 대해 왕 박사는 광섬유 센서의 종류가 매우 다양하다고 밝혔다. 특히 광섬유 팽이와 광섬유 전류 변압기에 이르기까지 같은 등급의 기존 센서의 약 2~3 배에 달한다. 응용 프로그램의 장기적 안정성과 신뢰성이 부족하고, 가격이 높으며, 얻은 데이터에 대한 지능적인 처리가 부족한 것이 대규모 응용 프로그램을 방해하는 중요한 원인이다. 구체적으로 업종 응용 발전에 있어서 심사장은 광섬유 온라인 에 대해 감지 기술이 각 업종에 적용되고, 각 기업의 시장 진입 능력은 제한되어 있기 때문에 지금은 도처에 꽃이 피고, 전통 센서 업계는 성숙한 산업 체인과 이익 사슬을 가지고 있으며, 광섬유 감지 산업화는 장기적인 항전 준비를 해야 한다고 밝혔다. 광섬유 센서는 비싸고 규모와 관련이 있지만 광섬유 감지는 광통신 산업에 등을 대고 있어 장기적으로 비용 절감에 문제가 없다. 광섬유 감지의 엔지니어링 연구는 핫스팟이며, 기술 성숙도, 비용, 업계 수용 정도, 숨겨진 위험 여부 등은 모두 시간의 시험이 필요하다. 한 산업은 생명주기를 따라야 하고, 광섬유 감지는 아직 갈 길이 멀다.
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