• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.46 no.1
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• pp.58.3-58.3
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• 2021

극한환경에서 작동 가능한 고분해능, 고정밀 대형 광학계 관측 플랫폼 시제품 (Super Eye Bridge) 인 태양 망원경 개발을 위한 광학 및 광기계 설계를 수행하였다. 차폐가 없으며 고속 팁-틸트 기능을 부여하여 이미지를 보정하고, 태양열로 인한 열적 성능저하를 방지하는 가능을 구현할 수 있도록 광학설계를 진행하였다. 광기계 설계는 극한 환경에 적용이 가능한 반사경의 경량화 및 지지 구조의 최적화를 진행하였으며 제작성을 고려한 SiC 신소재를 사용하고, 정렬을 위한 부반사경 조절부를 채용하였다. 본 연구에서는 SEB 태양망원경의 광학 및 광기계 설계 결과를 발표할 것이다.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.43 no.1
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• pp.48.5-49
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• 2018

우주를 관측하기 위한 대부분의 천문학 미션을 위한 인공위성은 광학계를 가지는 망원경 구조물과 관측기기를 포함하고 있다. 망원경 구조물은 작은 렌즈 광학계에서 미터급의 대형 미러 광학계에 이르기까지 다양하며, 관측기기에 포함된 광학계는 그 용도에 따라서 다양한 형태를 보여준다. 이러한 광학계는 광기계 설계를 통한 광학계 지지구조물을 필수적으로 설계하며, 이 광기계 설계는 광학적 성능을 만족시키면서 광학계가 발사체의 진동, 충격 및 열진공의 우주환경을 모두 견뎌낼 수 있도록 설계해야만 한다. 이 발표에서는 최근 한국에서 수행한 천문우주 미션 경험을 바탕으로 실제 적용된 광학계 마운팅 기법을 사례별로 정리하고 그 연구결과를 소개하고자 한다.

• The Optical Journal
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• s.151
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• pp.33-45
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• 2014

대구경 비구면 거울은 대형 천체 망원경이나 고해상도 위성 카메라 등에 사용하는 핵심부품이다. 일반적인 디지털 카메라와 비교하면 매우 크므로 설계 및 제작이 같은 크기의 구면보다 훨씬 어렵다. 특히 경량화가 많이 될수록 중력이나 온도변화와 같은 외부의 힘에 의한 변형이 쉽게 발생하기 때문에 이러한 효과를 줄여주는 광기계 설계 및 해석이 더욱 중요해진다. 지상용과 우주용은 사용 환경에 차이가 있어서 설계 요구조건이 달라지고 이에 따라 지지구조물이나 반사경의 경량화 모양 등에 많은 차이가 있다. 본 논문에서는 대구경 비구면 광학기술가운데 가장 어려운 광기계 설계에 관하여 지상용과 우주용으로 나누어 자세히 설명하고자 한다.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2006.07a
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• pp.383-384
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• 2006

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.37 no.1
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• pp.68.1-68.1
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• 2012

CIBER 2(Cosmic Infrared Background ExpeRiment 2)는 CIBER1의 후속과제로 진행되는 사업으로써 적외선 기기를 NASA Sounding Rocket에 탑재하여 0.5-2.1${\mu}m$ 파장대의 적외선 우주배경복사를 관측하고 실험하는 과제이다. CIBER 2는 NASA에서 공식 승인되어 진행되고 있는 사업이며, 미국의 Caltech, 한국의 KASI, 일본의 ISAS/JAXA가 국제협력으로 진행하는 과제이다. 한국의 KASI는 반사경의 광학계 및 광기계부 개발, 전자부 개발에 참여하고 있다. CIBER 2의 광학계는 카세그레인 방식으로써 주경의 직경은 300mm이다. CIBER 2는 77K로 냉각되어 적외선우주배경복사를 관측하기 때문에 특히, 열수축에 의한 영향을 고려하여 설계, 제작, 조립이 되어야 한다. 또한, 광학계 구조물이 조립되는 로켓의 내경이 400mm이기 때문에 광학계 구조물의 직경에 제한이 따른다. 본 발표에서는 KASI가 주도적으로 개발 중인 반사경 마운트와 광학계 구조물의 초기설계와 광기계 해석결과들에 대해서 논한다.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.38 no.1
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• pp.71.2-71.2
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• 2013

1 m 천체망원경에 대한 초기 광기계 구조해석이 진행되었다. 3개의 반사경으로 구성되는 광학계는 Richey-Cretien 방식으로써 두 개의 Nasmyth 초점을 제공하고, 초점비는 F/8이다. 결정된 반사경 마운트 방법에 의해 반사경면의 표면 RMS(Root Mean Square) 변형량은 모두 20 nm보다 작다. 전체 구조물에 대한 구조해석을 수행하기 위해 솔리드, 쉘, 빔 요소 등으로 구성된 정밀유한요소 모델이 NX 소프트웨어로 설계되었다. 전체 구조물은 첫 번째 고유모드는 68 Hz에서 병진모드가 발생했다. 중력에 대해서는 최대 응력이 18.2 MPa로써 미비하였고, 전체 최대 변위는 50.3 ${\mu}m$ 로써 계산되었다. 이 변위값은 광학설계 소프트웨어에 재입력되어 광학계의 성능이 재분석 될 것이다.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.37 no.2
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• pp.213.2-213.2
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• 2012

우주물체 전자광학 감시체계는 빠르게 이동하는 우주물체를 지구상에서 신속하고 정확하게 관측할 수 있는 장비이다. 이 체계의 주요 부분인 광학 망원경은 직경 0.5 m의 비구면 주 반사경과 직경이 0.2 m인 비구면 부 반사경 그리고 5매의 보정 렌즈로 구성된 카세그레인 타입의 망원경으로 2도의 광시야를 갖도록 상 분석 및 미광 분석을 통하여 광학적 성능을 최적화하였다. 망원경의 광기계 구조는 설치 환경요소 및 관측 환경 요인으로 인한 광학적 변형을 최소화하도록 설계하였다. 본 논문에서는 우주물체 전자광학 감시체계의 요구조건을 만족하는 광시야 망원경의 광학계 및 광기계 구조 설계를 논의하고자 한다.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.34 no.4
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• pp.157-169
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• 2023

Augmented reality (AR) using a head mounted display (HMD) is used in various fields such as military, medicine, manufacturing, gaming, and education. In this paper, we discuss the design and fabrication of the AR optical system, which is most essential for HMD. The AR optical system for HMD requires a wide transparent area in which the augmented image of the display and the real world can be viewed at the same time. To this end, an AR optical system was designed and manufactured by dividing it into three parts according to each characteristic. Also, the refractive index of the ultra-violet (UV) adhesive layer required to make the three optical systems into one complete AR optical system was considered from the design stage to minimize the optical path shift phenomenon when the input light source passes through the UV adhesive layer. In addition, when designing the AR optical system, two aspheric surfaces were used to compensate for off-axis aberration and to be suitable for mass production. Finally, for HMD mass production, an aspheric AR optical system with a thickness of 11 mm, a diagonal field of view of 40°, and a weight of 11.3 g was designed and manufactured.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.24 no.3
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• pp.111-119
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• 2013

A large aspheric mirror is a key component for large astronomical telescopes and high resolution satellite cameras. Since it is large and has an aspheric form, it is much more difficult to fabricate it compared to the similar size of spherical mirror. Especially, the opto-mechanical design and analysis is critical to reduce the deformation of mirror surface due to the external forces such as gravity or temperature change, as the mirror size is larger and lightweighting ratio is increased. The design requirements for the mirror are different depending on the particular ground and space applications because the environmental conditions are changed. In this paper, we explain the opto-mechanical design and analysis for ground and space applications that are among the most difficult to achieve among several technologies related to development of the large aspheric mirror.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.28 no.6
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• pp.304-313
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• 2017

The finite element analysis for optimizing a mirror system consisting of a large-diameter mirror and flexures requires numerous, repetitive calculations and corrections of the actual model to satisfy the given design conditions. In general, modification of this real model is conducted by reconfiguring nodes of the elements. The reconfiguration is very time-consuming work, to fix the continuity of each of the newly formed component nodes at the interfaces. But the process is a very important factor in determining the analysis time. To save time in modeling and actual computation, and to attain faster convergence, we present a new opto-mechanical analysis using non-shared node connections at each of the interfaces of the optical components. By comparing the results between the new element model and a conventional element model with shared node connections, we found that the opto-mechanical performance was almost the same, but the time to reach the given condition was drastically reduced.