• 제목/요약/키워드: 광학적 오차

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이동 최소제곱 근사법을 이용한 파면오차 계산 알고리즘 (Wave-Front Error Reconstruction Algorithm Using Moving Least-Squares Approximation)

  • 연정흠;강금실;윤형식
    • 한국광학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.359-365
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    • 2006
  • 광학계의 파면오차는 광학계의 성능을 나타내는 주요 지표이며, 광학면의 변형에 의해 발생한다. 광기계의 개발에 있어서 주요 하중조건에서 발생하는 파면오차 양은 중요 규격으로 설정되고 관리되어 진다. 광학면의 변형은 유한요소해석 등의 발달과 더불어 정확한 수준까지 계산할 수 있게 되었다. 유한요소해석 결과로부터 파면오차를 계산하기 위해서는 광학면에서의 변형량을 근사하고 분석해야 한다. 이를 위해 추가적인 격자나 요소망으로 결과를 변화하여 근사하는 방법이 사용되고 있으나, 격자 구성의 번거로움과 변환으로 인한 오차 발생 소지를 가지고 있다. 본 연구에서는 추가적인 격자의 구성없이 절점 정보만으로 효과적인 근사를 할 수 있는 이동 최소제곱 근사법을 사용하여 변형량을 근사하고 파면오차를 계산하는 방법을 제안하였다. 제안된 방법의 효용성을 보이기 위하여 해양탑재체 스캔 미러의 자중에 의한 파면오차를 계산하였고, 기존의 방법과 비교 분석하였다.

과학위성 1호 원자외선 분광기 광학부의 TOLERANCE 분석 (TOLERANCE ANALYSIS OF FIMS OPTICAL SYSTEM)

  • 유광선;선광일;육인수;선종호;남욱원;이대희;민경욱;한원용
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제17권1호
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    • pp.67-76
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    • 2000
  • 2002년에 발사 예정인 과학 위성 1호의 주 탑재체로 원자외선 분광기가 실릴 예정이다. 원자외선 분광기는 영상과 함께 분광의 기능을 함께 수행을 하게 되는데, 이를 위해 광학적인 요소로서 포물 원통 반사경, 슬릿, 타원형 회절 반사경, 그리고 MCP가 사용된다. 천문학적 관측 목표의 달성을 위한 각 광학 요소의 생산 오차와 위치 오차의 허용 한계를 구하였으며, 이 과정에서 도식적 단순화를 통해 민감도표를 해석하여 각 광학 요소의 조작 범위와 정밀도 등을 구하였다. 선형 오차의 경우 $15{\mu}m$, 각 오차의 경우 2' 이내의 정밀도로 광학적 요구 조건을 만족할 수 있을 것이다.

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광위상 3차원 형상 측정법에서의 오차보정 (Error compensation in the optical 3D phase measuring profilometry)

  • 황용선;강영준;백성훈;박승규;임창환
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2003년도 하계학술발표회
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    • pp.154-155
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    • 2003
  • PMP(Phase Measuring Profilometry)측정법은 투영계와 기록계의 기하학적 구성과 광학계의 정렬적인 문제에 의해서 기본적으로 오차를 가지고 측정된다. 일반적으로 PMP 형상 측정에서 측정면과 광학계의 높이가 피 측정면에 비해서 상당히 큰 경우, CCD 카메라에서 높이 방향으로 측정영역이 작아지게됨으로써 측정위상이 기준면에서의 위치와 높이 방향에 따라서 다르게 나타나고 프로젝터가 측정면에 투영되는 간섭무의의 피치가 다르게 적용된다. (중략)

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월면 디지털 영상 분석을 이용한 대기 광학두께 산출 (Retrieval of Atmospheric Optical Thickness from Digital Images of the Moon)

  • 정명재
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.555-568
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    • 2013
  • 이 연구에서는 상용 디지털 카메라를 이용하여 야간에 촬영된 월면 영상을 분석하여 야간의 대기 광학두께와 에어로솔 광학두께를 추정하였다. 기본적으로 랑리회귀법을 이용하였으며 구름이 없고 대기의 광학적 특성이 비교적 안정한 날에 관측을 수행하였다. 카메라의 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 채널의 파장별 반응함수를 이용하여 월광관측에 대한 유효 중심파장 및 레일리 광학두께를 추정하였으며, 랑리 회귀법에서 유도된 대기광학두께로부터 레일리 광학두께를 제하여 에어로솔 광학 두께를 산출하였다. 야간에는 독립적인 방법으로 산출된 검증자료나 다른 에어로솔 광학두께 자료가 거의 없으므로 월면 관측이 이루어지기 수 시간 전의 주간에 정밀한 태양분광광도계로 측정된 에어로솔 광학두께 자료와 MODIS 위성센서 관측으로부터 산출된 에어로솔 광학두께 자료를 본 연구에서 월면 관측을 통해 산출된 자료와 비교하였다. 비교 결과 R, G, B 채널에서 대략 0.1정도의 오차 범위에서 월면 영상분석을 통해 에어로솔 광학두께의 추정이 가능함을 알 수 있었다. 단, 대기 중의 에어로솔 입자들의 크기를 나타내는 모수인 앙스트롬지수(${\AA}$ngstr$\ddot{o}$m Exponent)는 파장별 광학두께의 작은 오차에도 큰 오차를 가질 수 있기 때문에 에어로솔 광학두께의 오차에 비해 비교적 큰 오차를 보일 수 있음이 나타났다. 그럼에도 불구하고, 야간의 에어로솔 광학두께 자료가 많지 않은 현실에서 저비용으로 월면 관측을 통하여 에어로솔 광학두께를 산출할 수 있는 가능성을 찾았다는 점에서 본 연구의 의의가 있으며 앞으로 보다 많은 관측과 분석을 통해 보다 향상된 야간 에어로솔 광학두께 추정이 가능할 것으로 보인다.

최적화 기법을 이용한 두 개의 회전하는 사분파장판으로 구성된 타원편광분석기에서의 체계적인 오차 보정 (Systematic Error Correction in Dual-Rotating Quarter-Wave Plate Ellipsometry using Overestimated Optimization Method)

  • 김덕현;정해두;김봉진
    • 한국광학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.29-37
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    • 2014
  • 두 개의 회전하는 사분파장판으로 구성된 타원편광분석기의 체계적인 오차를 보정하는 방법을 연구하고 이를 실증하였다. 두개의 사분파장판으로 구성된 타원편광분석기의 5가지 오차(두 개의 회전 사분파장판들의 회전 시작 각도 오차 및 상 지연 값의 오차, 그리고 편광 분석기의 정렬 각도 오차)를 근사 과정 없이 계산하기 위하여 시료가 없이 타원편광신호를 얻고 이로부터 25개의 퓨리에 성분을 추출하였다. 25개의 퓨리에 계수에서 관련된 11개의 성분만 이용하여 상호 비선형적으로 얽혀 있는 5개의 값을 비선형 최적화 방법으로 구할 수 있었다. 오차 보정 결과 회전광소자들의 정렬 각도 오차(${\epsilon}_3$, ${\epsilon}_4$, ${\epsilon}_5$)가 위상지연 오차(${\epsilon}_1$, ${\epsilon}_2$)보다 더 중요하며, 모든 오차에서 0.05 rad 이하의 정밀도를 지니면 충분히 그 오차를 보정할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다. 최종적으로는 이렇게 구한 광학계의 초기 정렬 오차 값을 미지의 광학 부품에 적용하여 미지의 광학부품의 위상 지연의 양과 빠른 축을 알 수 있었다. 오차 보정 검증을 위하여 미지의 샘플로 반파장판을 이용하였으며, 반파장판의 위상 지연 양과 빠른 축을 찾을 수 있었다.

LED 2차 광학 시스템의 설계법 개발 (The Developement of Secondary Optics Design Method for LED)

  • 정승균;조덕수;김훈
    • 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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    • 한국조명전기설비학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.142-147
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    • 2006
  • 소자가 발광하는 형태를 가지며 매우 작은 크기의 광원인 LED는 특유의 형태 때문에 자체의 발광특성을 점광원으로 가정하여 부가적인 광학제품들이 설계되어 왔다. 하지만, 실제적인 설계에서는 이러한 점광원으로의 가정에서 오차를 불러일으킬 수 있으며, 세밀한 제어를 요구하는 조명시스템의 제어에서는 작은 오차라 해도 큰 에러를 발생시킬 수 있다. 따라서 본 논문에서는 점광원이 아닌 실제적인 부피를 지니는 광원으로서의 LED를 분석하여 그에 대한 2차적인 광학 시스템의 설계법을 제시하고자한다.

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확장 트와이만-그린 간섭계를 이용한 직선 운동오차의 실시간 측정 (Real-time Measurement of Motion Errors Using Extended Twyman-Green Interferometry)

  • 배은덕;오정석;김승우
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2003년도 제14회 정기총회 및 03년 동계학술발표회
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    • pp.90-91
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    • 2003
  • 대부분의 가공기 혹은 측정기에 있어 이송테이블은 그 기능수행의 기본을 담당하고 있으며 이송테이블의 운동 정밀도와 고속화는 목표하는 정밀도와 생산성으로 직결된다. 종래에는 형상특성, 열변형 등의 계통 오차만을 오프라인(Off-line)으로 측정하고 소프트웨어적으로 보상하는 방법을 사용하였으나 초정밀 분야에서 요구되는 테이블의 운동정밀도는 기계적 강성한계를 넘는 정밀도이므로, 테이블 이송 시 발생하는 운동오차를 실시간으로 측정하고, 보상할 수 있는 온라인(On-line)개념의 능동형 보상이 필요하다. (중략)

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광학계 수차에 의한 백색광 간섭계의 측정 오차에 대한 연구 (Aberration effects on white light interferometry)

  • 박민철;김승우
    • 한국광학회지
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    • 제12권5호
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    • pp.362-370
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    • 2001
  • 간섭계의 수차는 물체광과 기준광이 서로 상쇄하는 것으로 알려져 있지만, 물체가 기울어진 경우 완벽한 상쇄가 이루어지지 않아 간섭무늬에 영향을 준다. 본 논문에서는 수치 해석을 통해 이 현상이 백색광 주사 간섭무늬의 두 정점 중, 위상 정점에 직접적인 영향을 주어 오차로 작용함을 보인다. 위상 정점은 가시도 정점에 비하여 높은 분해능과 외란에 대해 강인한 반면, 광학계의 수차에 의해 차수 계산의 부정확함이 유발되고, 측정 정밀도가 떨어지는 단점을 갖는다. 두 정점의 차이 값 계산을 실험한 결과, 위상 정점은 100nm 수준의 오차를 갖고, 특히 그 오차가 광학계의 정렬 오차에 기인함을 보인다.

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중공형 원통 프리즘 (Hollow tube Prism)

  • 공홍진;최진;박영호
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2003년도 하계학술발표회
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    • pp.124-125
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    • 2003
  • 레이저 광선이 발명이 된 이래로 레이저 빔을 360도 전 방향으로 발사시키는 광학적 장치의 필요성이 매우 컸으며, 이를 이용한 응용장치가 많이 있다. 그러나, 불행히도 이제까지 레이저 빔을 360도 전 방향으로 발사시키는 광학적인 단일 요소가 개발된 적이 없었다. 이 레이저 빔을 360도 전 방향으로 발사시키는 광학적 장치는 회전거울 혹은 회전 홀로그램을 이용한 것이 고작이었다. 하지만, 이러한 회전식장치는 장치의 복잡성, 회전 모터의 회전축의 오차 등 여러 가지 불편한 점이나, 유지보수의 어려움 등을 가지고 있었다. (중략)

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등록오차 분포특성을 이용한 고해상도 위성영상 간 정밀 등록 (Fine Registration between Very High Resolution Satellite Images Using Registration Noise Distribution)

  • 한유경
    • 한국측량학회지
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    • 제35권3호
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    • pp.125-132
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    • 2017
  • IKONOS, QuickBird, Kompsat-2 등 서로 다른 고해상도 광학 센서로 취득된 다중시기 영상은, 취득 당시의 센서 자세나 환경의 차이에 의해 영상 등록(image registration)을 수행한 이후에도 여전히 지역적인 지형 불일치가 존재한다. 등록오차(registration noise)라고도 불리는 이러한 지형 불일치는 고해상도 다중시기 영상을 이용하여 공간정보를 추출하는 다양한 활용분야의 정확도를 떨어뜨리는 방해 요인으로 작용한다. 반대로, 등록오차를 추출하여 이를 효과적으로 제거한다면 결과적으로는 다중시기 고해상도 영상을 이용하여 추출되는 공간정보의 정확도를 높일 수 있다. 이에 본 연구에서는 지배적인 등록오차는 주로 영상 내 객체의 경계를 따라서 존재한다는 가정 하에, 경계강도 영상을 이용하여 등록오차를 추출한다. 추출된 등록오차의 지역적 분포특성을 고려하여 고해상도 영상 간 지형 불일치를 최소화하는 정밀 등록 기법을 제안한다. 제안 기법을 평가하기 위해, 고해상도 다중시기 광학위성 영상을 이용하여 실험지역을 구성한다. 등록오차 기반의 정밀 등록 기법 적용 결과와 수동으로 수행한 등록 결과와의 정량적/정성적 비교평가를 통해 제안 기법의 우수성을 판단하고자 한다.