시력 진단장비로는 자각식 측정법인 시력표, 타각식 계측기로는 검영기와 자동굴절력측정기 등이 있으나 눈도 일반 광학계와 같이 공간적으로 불균일한 광학적 특성을 가지기 때문에 눈의 광학적 기능을 정확하게 진단하기 위해서는 광학수차의 공간 분포를 정밀하게 측정할 필요가 있다. 광학수차는 시력의 한계를 규정하고 안광학 기기의 설계에 있어서 중요한 요소이다. 눈의 광학수차를 측정하기 위한 파면분석기에는 공간분해굴절계, Tscherning 파면분석기, 광선추적파면분석기, 주사실틈굴절계, 그리고 Shack-Hartmann 파면분석기(SH 파면분석기) 등이 있으며, SH 파면분석기는 적응광학계에서도 유용하게 사용되고 있다. (중략)
1995년과 2000년 한국광학회지 수록 논문을 분석해 본 결과 새로운 세부분야가 많이 생기고 기존분야는 더욱 전문화$\cdot$구체회되며 실용성 있는 연구가 많아졌다. 국내에서 기술 수요가 크고 연구비 지원이 많이 이루어지는 광통신기술 분야 연구 논문이 가장 많이 발표되고 있으며 앞으로도 급격히 팽창할 것으로 전망된다. 광학계 설계는 꾸준히 연구가 이루어지고 있어 수요가 지속적으로 있음을 알 수 있다. 광학계 평가도 크게 증가되고
중적외선 파장대역에서 20:1의 줌비를 갖는 줌 광학계의 광학부품 제작 및 조립j조정을 위한 공차분석, 효율적인 광축정렬 로직 확립, 물체의 원$.$근에 따른 초점조절 방안 수립을 위한 민감도 분석을 수행하였다. 민감도 분석에서는 제르니케(Zemike) 폐수를 활용하는 방안을 제시하였으며 Code-V의 매크로 기능을 활용하여 모든 미소변위의 민감도 계수의 특성을 조사하는 방식을 도입하였다. 조사된 민감도 분석 결과를 바탕으로 줌 광학계의 광학부품 제작공차 및 조립공차를 도출하였으며 광축 정렬을 하기 위한 체계적인 정렬 로직을 수립하였다. 또한 광학계의 초점조절 방안 수립을 위한 시뮬레이션 과정에 민감도 분석 결과를 활용하였으며 분석 결과를 토대로 시스템을 단순하면서도 소형화시킬 수 있는 가장 효율적인 초점조절 방안을 수립하였다.
미국 Synopsys의 광학 설계 분석 소프트웨어의 국내 판매와 기술지원, 교육, 광학설계 컨설팅 서비스와 기하광학에서 파동광학까지 폭넓게 아우르는며, LightTools(조명), CODE V(렌즈), LucidShape(자동차 조명), RSoft(나노 사이즈 광학구조) 네 가지 분야 소프트웨어와 광학 설계 솔루션을 보유한 광학 전문기업 (주)싸이펨이 지난 1월 민제홍 대표이사가 새로 취임하며 변화를 꾀하고 있다.
이 연구는 우주물체에 대한 광학감시 및 추적을 수행하기 위한 선행연구로, 궤도전파 시뮬레이터를 개발하여 궤도상 위성의 광학관측가능성을 분석하고 광학관측 여부를 판단하는 것을 목표로 한다. 연구의 주 내용은 주어진 궤도정보를 바탕으로 하는 태양동기궤도(Sun-Synchronous Orbit; SSO) 위성, Dawn-dusk 위성, 저궤도(Low Earth Orbit; LEO) 위성, 정지궤도(Geostationary Orbit; GEO) 위성 등 궤도상 위성의 추정궤도 전파와 자국위성의 광학관측가능성 분석으로 구성된다. 각각의 궤도전파 정밀도 및 광학관측가능성 분석성능을 확인하기 위해 AGI(Analytical Graphics Incorporated)사의 STK(Satellite Tool Kit) 시뮬레이션 프로그램을 사용하여 개발된 궤도전파 시뮬레이터와 비교하였다. 시뮬레이션 과정에서 광학관측의 제한조건을, 지구반영(penumbra)과 태양직사광(direct sun)에서만 관측하며, 고도(elevation angle)의 최소값은 20도, 태양고도(Sun elevation angle)의 최대값은 -10도로 설정하였다. 광학관측이 이루어지는 가상의 관측소는 임의로 선정하였으며, 기본적인 관측시간은 1년으로 잡고, 계절의 변화에 따른 광학관측가능성 궤적의 변화를 보기위해 춘하추동에 대해서 각각 3일이내의 기간 동안 시뮬레이션을 수행하였다. 결과적으로, 우주물체 광학감시 및 추적을 수행하기 위한 광학관측가능성 분석성능은 궤도전파 시뮬레이터 및 초기궤도요소 정밀도, 좌표변환과정 오차 등의 영향을 받으며, 설정된 제한조건에 따라 광학관측 지속시간의 차이가 발생한다. 연구결과를 통해 궤도상 위성의 궤도를 추정하기 위한 위성의 궤도전파 시뮬레이터를 개발하고, 자국위성의 관측가능성 분석을 통해 광학감시 및 추적시스템의 운영이 원활히 이루어질 수 있도록 한다.
우주에서 작동이 검증되었고 영상 품질이 잘 알려진 기존 위성 전자광학 결상계들의 MTF 특성을 분석하여 위성 전자광학 결상계 설계에서 실제로 적용될 수 있는 최적화된 MTF 성능 지표를 구하는 방법을 제시하였다. KOMPSAT-1 EOC와 IKONOS에 대해 이론적 한계가 잘 알려진 MTF 성분들인 광학회절한계 MTF와 Spatial 및 Temporal Sampling MTF를 분석하여 실용적인 MTF 성능 지표를 구하였고, 이 지표를 이용하여 몇 가지 광학계의 최소 구경을 추정하여 지표의 실용성을 검토하였다. (중략)
광학계는 매우 다양한 용도로 사용되고 있기 때문에 유사한 구성의 광학계에서도 활용목적과 주어진 광학사양에 따라 다양한 설계가 존재한다. 하지만 광학수차는 광학계의 구조와 광학사양 모두에 영향을 받으므로 수차분석만으로는 광학설계의 고유한 특성을 파악하기 어렵다. 이 연구에서는 무차원의 설계변수를 사용하여 광학사양과 무관하게 광학설계의 수차특성을 파악하는 방법을 연구하고, 예시로서 서로 다른 용도와 사양을 가지는 4종의 triplet 설계를 분석하였다.
본 논문에서는 두 매의 BD-2 렌즈와 비구면 회절 광학을 포함하는 F/1.2, 시야각 $15.2^{\circ}$와 $8-14{\mu}m$의 원적외선 파장대역을 가지는 광학계를 설계하였다. 이 광학계는 uncooled camera에 사용될 수 있으며, 광학계의 분석은 BSP로 진행되었다. 회절광학은 주어진 두께를 가지는 물리적인 면으로 취급하였으며, 분석결과를 출사동공법과 같은 기존 방법들에 의한 것과 회절차수 합성법에 의한 것과 비교하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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