• Title/Summary/Keyword: 적외선 광학계

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기획특집(2) 적외선 광학계 산업 동향 - 적외선 열화상 카메라 응용분야

  • Kim, Jeong-Ho
    • The Optical Journal
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    • s.141
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    • pp.21-23
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    • 2012
  • 신종플루의 전 세계적 유행과 함께 적외선 광학계는 일반인에게 익숙한 기술이 되었다. 스웨덴에서 최초로 개발된 적외선 카메라는 현재 군수용뿐만 아니라 보안, 의료, 차량, 재난구조 등 다양한 분야에 적용되고 있다. 이런 민간분야 시장 성장에는 핵심부품인 적외선 렌즈와 IR Detecter의 가격 인하가 가장 큰 역할을 하고 있다. 특히 차량용 적외선 카메라의 채용은 관련시장을 폭발적으로 성장시킬 가능성을 인정받고 있으며 이런 흐름은 다시 관련 분야의 가격 인하요인으로 강력히 작용하고 있다. 아래표의 적외선 광학계의 수요 산업군 메가 트렌드(<적외선 수요 산업군> 표)는 자동차, 플랜트, 보안, 소방방재, 방위산업 등 다양한 분야의 적외선 광학관련 수요를 포함하고 있어 향후 주요 산업군으로 부각될 것으로 예상된다. 특히 저가양산이 가능해 다양하게 주목받고 있는 성형방식 적외선 광학렌즈 관련 주요 해외 선진업체의 기술수준은 적외선 원천소재를 제외하고는 국내에도 이미 세계수준의 기술을 보유하고 있으며, IR Detector 관련 기술 역시 냉각식 및 비냉각식 분야에서 세계최고 수준의 원천기술을 보유 중이어서 국내 업체의 양산화 기술이 완성되면 관련 세계 시장 선점이 가능하며 향후 5년이 이를 결정짓는 중요한 시점이 될 것이다.

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Design of Variable F-number and Triple Magnification Infrared Optical System (가변 F/수 삼중 배율 적외선 광학계 설계 연구)

  • Jeong, Yumee
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.32 no.4
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    • pp.153-162
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    • 2021
  • In this article, the design of a variable F-number and triple magnification infrared optical system is described. That is a two-in-one optical system that combines an infrared search and track (IRST) system and an electro-optical tracking system (EOTS), where an afocal optical system is added to the IRST optical system designed already. The performance target is determined by analyzing system performance, and then the specification in the optical system design is calculated. This optical system contains a warm stop making it possible that one optics has two different F/# by cutting the size of aperture, and that is designed to suit this optics. The system satisfies the requirement such as a modulation transfer function (MTF). For operational assessment, the movement of the focusing lens group is analyzed over the change of temperature and target distance. By using this optical system, it is possible to develop equipment having two functions, infrared searching and electro-optical tracking.

CIBER 2의 반사경 마운트와 광학계 구조물의 초기설계

  • Park, Gwi-Jong;Mun, Bong-Gon;Lee, Dae-Hui;Nam, Uk-Won
    • 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.

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기획특집(1) 적외선 광학계 산업 동향 - 칼코게나이드 유리성형렌즈 적외선 광학계

  • Kim, Jeong-Ho
    • The Optical Journal
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    • s.141
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    • pp.18-20
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    • 2012
  • "내일 지구가 멸망하더라도 나는 오늘 한 그루의 사과나무를 심겠다" 17세기 네델란드 태생의 철학자인 바뤼흐 스피노자가 이렇게 말했다고 한다. 그는 유럽의 대표적인 합리주의 철학자로 인정받으며 '에티카'를 통해 서양철학계에 커다란 화두를 던지기도 했다. 하지만 스피노자의 직업은 잘 알려져 있지 않았다. 그의 직업은 좀 색다르다. 그는 당시로는 파격적인 사상을 지닌 덕에 유대사회에서 추방됐고 카톨릭은 그의 모든 서적을 금서로 지정했다. 결국 스피노자는 렌즈를 가공하는 일로 생계를 유지하게 된다. 현대적 관점에서 보면 직가공에 의한 구면렌즈 가공이 이미 17세기 이전에 일반화된 것이다. 현대의 광학계 가공은 스피노자의 시대와는 비교할 수 없을 만큼의 다양한 기술적 발전에 힘입어 고정밀화, 비구면화, 양산화의 방향으로 진행되고 있다. 특히 성형 방식에 의한 비구면 렌즈 제조는 관련 분야의 핵심 기술이 되고 있으며 최근에는 적외선 렌즈에도 적용되고 있다.

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Optical system performance depending on the input wavefront distortion (입력 광파면 왜곡에 따른 광학계 성능)

  • 김연수;김현숙;김병윤;이윤우;송재봉
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • 2001.02a
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    • pp.84-85
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    • 2001
  • 광학장비의 결상성능은 회절변조전달 성능(diffraction MTF) 이나 Strehl ratio 로 표시할 수 있다. 광학 렌즈 또는 거울의 표면 형상오차 등에 기인한 광학성능 저하는 이론적으로 잘 알려져 있으며, 입사동에서의 위상변조를 통하여 초분해능 광학계를 개발할려는 연구도 활발히 진행되고 있다. 헬기에 장착되어 야간 표적 획득 시스템으로 사용되고 있는 전방관측 적외선 열상장치는 볼 내부에 장착되며, 적외선 통과창으로서 이용되는 Ge 윈도우를 통하여 외부 영상을 획득한다. (중략)

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Design and Fabrication of Low Cost Infrared Optical System Using Precision Glass Molding Lens Made by Chalcogenide Glass (칼코게나이드 유리 소재의 PGM 가공 렌즈를 사용한 저가의 적외선 광학계 설계와 제작)

  • Oh, Seung Eun;Lee, Sun Kyu;Choi, Joong Kyu;Song, Kook Hyun;Baek, Jong Sik
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.23 no.4
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    • pp.154-158
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    • 2012
  • In this paper, for low cost infrared optical equipment, we design and fabricate an infrared optical system for an uncooled detector using PGM(Precision Glass Molding) lenses. The designed infrared optical system has a good athermalization, and the material of all of its lenses is a chalcogenide glass suitable for the PGM method. In addition, we also fabricate the same infrared optical system using SPDT(Single Point Diamond Turning) lenses in order to measure the optical performance of PGM lenses. We measure the MTF(Modulation Transfer Function) of the two infrared optical systems which use the PGM lenses and the SPDT lenses. And then we compare and analyze the images of them both. As a result, we find that they have only a very small difference in optical performance. If the use of PGM lenses increases, we expect to reduce the cost of infrared optical equipment.

Analysis of Laser-beam Thermal Effects In an Infrared Camera and Laser Common-path Optical System (적외선 카메라-레이저 공통광학계의 레이저빔 열 영향성 분석)

  • Kim, Sung-Jae
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.28 no.4
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    • pp.153-157
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    • 2017
  • An infrared camera and laser common-path optical system is applied to DIRCM (directional infrared countermeasures), to increase boresighting accuracy and decrease weight. Thermal effects of a laser beam in a common-path optical system are analyzed and evaluated, to predict any degradation in image quality. A laser beam with high energy density is absorbed by and heats the optical components, and then the surface temperature of the optical components increases. The heated optical components of the common-path optical system decrease system transmittance, which can degrade image quality. For analysis, the assumed simulation condition is that the laser is incident for 10 seconds on the mirror (aluminum, silica glass, silicon) and lens (sapphire, zinc selenide, silicon, germanium) materials, and the surface temperature distribution of each material is calculated. The wavelength of the laser beam is $4{\mu}m$ and its output power is 3 W. According to the results of the calculations, the surface temperature of silica glass for the mirror material and sapphire for the lens material is higher than for other materials; the main reason for the temperature increase is the absorption coefficient and thermal conductivity of the material. Consequently, materials for the optical components with high thermal conductivity and low absorption coefficient can reduce the image-quality degradation due to laser-beam thermal effects in an infrared camera and laser common-path optical system.

Optimization of F/l.0 Optical System with Aspheric Diffractive Surface in Long Wavelength Infrared (장파장 적외선 영역에서 비구회절면을 사용한 F/l.0 광학계의 최적설계)

  • 김현수;이동한;김현규
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • 2003.02a
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    • pp.272-273
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    • 2003
  • 제조기술이 발전함에 따라 비구면을 사용한 광학계 설계에 대한 많은 연구가 보고 되고 있다. 본 연구에서는 단일렌즈에서 다양한 렌즈면 조합 중에서 성능이 가장 우수하게 나타난 비구회절면(비구면과 회절면을 동시에 적용)을 사용하여 이군렌즈에 대해 F/l.0인 대구경 광학계를 설계하였다. 사용된 검출기 사양은 픽셀 크기 45um, 픽셀 수 320$\times$240 이며, fill factor 는 무시하였다. 광학계의 유효초점거리는 171.73mm 이며, 사용한 프로그램은 ORA 사의 Code V 이다. (중략)

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