• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2008년도 하계학술발표회 논문집
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• pp.133-134
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• 2008

• 천문학회보
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• 제46권1호
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• pp.38.1-38.1
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• 2021

본 발표에서는 Transformable Reflective Telescope(TRT kit)의 새로운 버전을 소개한다. TRT kit는 기본형인 뉴턴식 반사망원경에서 부경 교체를 통해 카세그레인식, 그레고리식으로 간단하게 변형 할 수 있는 광학 실험장치이다. 본 장치는 주로 망원경 교육이나 광학계 개발에 필요한 실험에 활용된다. 모듈화 설계를 통해서 여러 종류의 광학계를 쉽게 탈착하여 다양한 실험을 할 수 있다. 광기계부는 정밀하게 제작된 알루미늄 프로파일과 Isogrid구조를 채택하여 경량화 구조로 설계되었다. 이러한 경량부품들을 통해 이전 버전보다 50~70%의 중량 감소율을 달성하였다. 유한요소해석 결과 경량화된 뉴턴식 TRT kit는 이전 버전과 비교해서 자체 하중에 의한 최대 구조 변형이 0.11mm에서 0.023mm로 감소하였다. 부경 지지대 설계에는 자체 하중으로 인한 변형을 최소화하기 위해 트러스 (Truss) 구조가 도입되었다. 부경부의 자체 하중으로 인한 변형은 기존의 80㎛에서 21㎛로 감소하였다. 또한, 십자 레이저 정렬 장치가 추가되어 뉴턴식과 카세그레인식에서 공차 1.5' 이내로 광학계 정렬이 가능하다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제26권3호
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• pp.205-213
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• 2023

An optimal design of a simple beam-shaped flexure hinge mount supporting an optical mirror is presented. An optical mirror assembly is an opto-mechanically coupled system as the optical and mechanical behaviors interact. This side-supporting mount is flexible in the radial direction and rigid for the remaining degrees of freedom to support the mirror without transferring thermal load. Through thermo-elastic, optical and eigenvalue analysis, opto-mechanical performance was predicted to establish the objective functions for optimization. The key design parameters for this flexure are the thickness and length. To find the optimal values of design parameters, response surface analysis was performed using the design of experiment based on nested FCD. Optimal design candidates were derived from the response surface analysis, and the optimal design shape was confirmed through Opto-mechanical performance validation analysis.

• 한국광학회지
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• 제21권5호
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• pp.214-223
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• 2010

30 cm 급 항공용 반사 망원경계에서 외부 환경 및 내부 진동에 의해 발생하는 주 반사경의 광학적인 성능 저하를 최소화하기 위하여 주 반사경의 광기계 설계를 수행 하였다. 플렉셔를 포함한 주 반사경의 해석을 위한 경계조건으로는 광학면의 수직과 수평 방향의 중력에 의한 변형과 온도 변화 ${\pm}1^{\circ}C$에 의한 열 변형을 고려하였다. 반사경의 기계적인 변형은 NX 5 I-DEAS를 사용하여 해석 하였다. 최적화된 경량화 반사경과 플렉셔의 중력에 의한 광학면의 형상 변형은 RMS surface error 16 nm 이하로 초기 설계 목표값을 만족하였다. 온도 변화 ${\pm}1^{\circ}C$에 의한 광학면의 형상 변형과 assembly load에 의한 광학면의 형상 변형은 매우 작은 값으로 주 반사경의 변형에 영향을 주지 않음을 확인하였다.

• 한국광학회지
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• 제33권6호
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• pp.317-323
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• 2022

본 논문에서는 투명한 물질의 두께를 측정하기 위한 방법으로 기하 위상 렌즈 기반의 색공초점 센서를 개발하고, 성능 개선을 위한 보정 방법을 제시한다. 일반적인 색공초점 센서의 복잡한 설계로 인한 한계를 극복하기 위해, 기하 위상 렌즈를 이용하여 전체 시스템의 크기를 줄이고, 시스템 오차를 보상하기 위한 파장 첨두 위치 추출 방법과 계통 오차 제거 방법을 설명한다. 색공초점 센서를 이용하여 투명한 물질의 두께를 측정하기 위한 이론을 설명하고, 이를 사파이어 및 BK7 물질의 두께를 측정함으로써 실험적으로 검증한다. 색공초점 센서를 이용한 두께 측정 방법은 기존의 간섭계 및 공초점 센서의 방법들에 비해 측정 속도가 빠르고, 분산 등에 의한 두께 측정 영역 제한이 없기 때문에 많은 응용이 가능하다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2009년도 한국우주과학회보 제18권2호
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• pp.44.4-45
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• 2009

과학기술위성 3호의 주탑재체인 MIRIS (Multi-purpose InfraRed Imaging System) 적외선우주관측카메라의 인증모델이 조립을 마치고 현재 성능시험이 진행 중이다. MIRIS 적외선광학계는 구경 80mm의 광시야(f/2) 굴절식 망원경으로서, 총 5매의 렌즈로 구성되어 있다. 렌즈들은 S-FPL53, S-TIH6, Fused Silica 등의 재료를 사용해 가공되었으며, MIRIS 관측 파장대역($0.9\sim2.0{\mu}m$)에서 투과율이 극대화되도록 반사억제 코팅이 적용되었다. MIRIS 광학계 및 광기계부 설계에 있어서의 주요 고려사항은, 1) 상온에서 조립된 상태에서 발사 시 위성체가 받는 충격과 진동을 견뎌낼 것, 그리고 2) 발사 후 위성 궤도상에서의 복사냉각을 통해 180K로 열수축된 상태에서 최적의 광학성능을 발휘할 것 등이다. 이러한 설계 개념을 바탕으로 MIRIS 광학계를 제작하였으며, 조립된 인증모델은 진동시험 및 열진공시험을 통과하였다. 이 발표에서는 MIRIS 적외선우주관측카메라 광학계의 인증모델 제작 과정과 부품별 시험, 그리고 조립 후 상온 및 저온성능시험 결과에 대하여 논의 한다.

• 한국광학회지
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• 제23권4호
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• pp.167-171
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• 2012

과학기술위성3호 부탑재체인 COMIS(Compact Imaging Spectrometer)는 무게 4.25 kg의 소형영상분광기로써 지표면 및 대기과학을 연구할 목적으로 개발되었다. COMIS는 지표면, 대기, 수면으로부터 반사되는 태양 에너지를 고도 700 km에서 가시광 및 근적외선 영역(0.4 ~1.05 ${\mu}m$)에서 해상도 27 m, 관측폭 28 km, 파장 분해능 2 ~ 15 nm를 갖도록 결상 광학계와 분광 광학계로 구성된다. 먼저 지상 $27m{\times}28km$의 해당되는 지표면에서 반사된 빛은 COMIS의 결상 광학계에 의하여 상면에 위치한 $11.8{\mu}m{\times}12.1mm$의 선형 슬릿으로 맺히고, 이후 약 1.1배의 배율을 갖는 분광 광학계의 상면에 $1.4mm{\times}13.3mm$의 크기를 갖는 분광 스펙트럼 영상으로 나타난다. 이 때 부분 반사 및 산란 등에 의한 신호대잡음비(SNR, signal to noise ratio) 저하를 방지하기 위하여 렌즈 및 거울 면에 무반사 및 고반사 코팅이 적용되었고, 내부에는 미광 차단 구조물 등이 설치되었다. 미광 차단 설계의 적정성을 확인하기 위하여 미광 모델 수립과 상용 프로그램을 이용한 미광 해석을 수행하였다. 해석 결과 미광의 세기는 정상 결상 대비 무시할 정도의 값($10^{-5}$)으로 영상에는 실질적인 영향이 없음을 확인하였다.

• 정보저장시스템학회:학술대회논문집
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• 정보저장시스템학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.4-11
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• 2005

In this paper, we propose novel optics design for media inside near-field recording (NFR) using hemispherical solid immersion lens (HMS). To obtain strong advantage of data protection and high data capacity simultaneously, HMS based near field optics using aplanatic position of super hemisphere is designed. In this design, to improve small optical tolerance of this aplanatic position, additional aspheric lens surface is added on top of the HMS and it is combined with zoom optics which composed of two single lenses having low numerical aperture (NA). Also, to compensate chromatic aberration which happens seriously in optics using blue laser diode, diffractive optical element is used. Using zoom optics, additional aspheric lens surface, and diffractive optical element together, wavefront aberration and chromatic aberration are effectively reduced in broad range of cover layer thickness and wavelength variation. In addition, In this paper, effect of gap induced aberration is investigated by analyzing different behavior of each TM and TE wave for designed media inside dual-layer NFR optics.

• 정보저장시스템학회논문집
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• 제2권1호
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• pp.13-20
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• 2006

In this paper, we propose novel optics design for media inside near-field recording(NFR) using hemispherical solid immersion lens(HMS). To obtain strong advantage of data protection and high data capacity simultaneously, HMS based near field optics using aplanatic position of super hemisphere is designed. In this design, to improve small optical tolerance of this aplanatic position, additional aspheric lens surface is added on top of the HMS and it is combined with zoom optics which composed of two single lenses having low numerical aperture(NA). Also, to compensate chromatic aberration which happens seriously in optics using blue laser diode, diffractive optical element is used. Using zoom optics, additional aspheric lens surface, and diffractive optical element together, wavefront aberration and chromatic aberration are effectively reduced in broad range of cover layer thickness and wavelength variation. In addition, in this paper, effect of gap induced aberration is investigated by analyzing different behavior of each TM and TE wave for designed media inside dual-layer NFR optics.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권9호
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• pp.1305-1310
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• 2010

복잡한 시스템 계의 설계정보를 효과적으로 추출하기 위해서 형상최적설계가 수행되는 경우, 일반적으로 유한요소해석 기법과 D-최적배열을 이용한 실험계획법이 연동된 반응표면모델을 구성하고 여기에 최적설계기법이 적용된다. 그러나, 설계변수에 형상공차와 같은 변동성이 존재하면 최적해의 강건성 확보를 위하여 설계변수의 형상공차를 확률론적인 변동성으로 고려한 추가적인 강건설계가 필요하다. 본 연구에서는 계산시간이 많이 소요되는 유한요소해석에 의한 강건설계문제에 설계변수의 표준정규분포를 고려한 반응표면모델을 구축하여 최적설계를 수행하므로서 손쉽게 강건최적값을 구하는 방법을 제안하였다. 승용차용 브레이크 디스크에 제안된 방법을 적용하여 열변형과 중량을 최소화하는 설계변수의 강건최적해를 구하고, 몬테카를로 시뮬레이션 추정결과와 비교하여 이의 적합성을 검증하였다.