• Title/Summary/Keyword: 적응광학

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Adaptive Optics System (적응광학시스템)

  • 이준호
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • 2003.02a
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    • pp.194-196
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    • 2003
  • 적응광학은 넓은 의미로 실시간으로 빛을 제어하는 분야를 의미하며, 천문학 관련 분야에 제한하면 대기에 의해 왜곡된 빛의 파면을 실시간으로 보상시켜주는 기술을 의미한다. 적응광학은 대기과학, 광학분야, 광전자분야, 전기분야, 기계분야 등의 복합학문으로 1950년 Backcock에 의하여 제안된 후 1970~80년대 미소에 의해 고에너지레이저(HEL, High Enegry Laser)와 위성추적시스템의 구성요소로 개발되었다 1980년 일반에 공개되었다. (중략)

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A Study on a Fast and High Precision Measuring Algorithm of Wavefront Using the Shack-Hartman Sensor (하트만 센서를 이용한 정밀 고속 파면측정 알고리즘에 관한 연구)

  • 박승규;백성훈;서영석;김철중;박준식;나성웅
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • 2002.07a
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    • pp.28-29
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    • 2002
  • 하트만 센서를 이용한 파면 왜곡 측정에서 측정 정밀도와 측정 속도는 왜곡을 실시간으로 보정하고자 하는 적응광학 기술에서 중요한 요소이다. 파면왜곡을 측정하고 보정하는 실제 환경에서 적응광학장치는 전기적으로 안정된 시스템의 구성이 요구된다. 본 논문에서는 하트만 센서를 이용한 파면 측정과정에서 넓은 측정 범위를 가지면서도 고속 정밀한 파면 정보를 추출할 수 있는 알고리즘을 연구하였고 적응광학 부품들을 제어함에 있어 전기적으로 안정된 하드웨어 장치들을 구성하였다. (중략)

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Development of a Fast Control Device for an Adaptive Optics System (고속 보정을 위한 적응광학시스템의 제어장치 개발)

  • 박승규;백성훈;김민석;서영석;유병덕;김철중;나성웅
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • 2003.02a
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    • pp.106-107
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    • 2003
  • 본 연구에서는 고속 보정이 가능한 적응광학 시스템의 제어장치를 개발하였다. 개발된 장치는 윈도우즈 환경의 개인용 컴퓨터 상에서 구성하였으며, 원거리에서도 유선을 이용하여 안정적으로 제어하기 위하여 통신방식에 기초하여 제어알고리즘을 구성하였다. 개발된 적응광학 시스템의 전체 구성도는 그림 1과 같으며, 윈도우즈 환경의 개인용 컴퓨터와 변형거울, 기울기거울, 하트만 센서 및 간섭계로 구성되어있다. (중략)

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Performance Prediction for an Adaptive Optics System Using Two Analysis Methods: Statistical Analysis and Computational Simulation (통계분석 및 전산모사 기법을 이용한 적응광학 시스템 성능 예측)

  • Han, Seok Gi;Joo, Ji Yong;Lee, Jun Ho;Park, Sang Yeong;Kim, Young Soo;Jung, Yong Suk;Jung, Do Hwan;Huh, Joon;Lee, Kihun
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.33 no.4
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    • pp.167-176
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    • 2022
  • Adaptive optics (AO) systems compensate for atmospheric disturbance, especially phase distortion, by introducing counter-wavefront deformation calculated from real-time wavefront sensing or prediction. Because AO system implementations are time-consuming and costly, it is highly desirable to estimate the system's performance during the development of the AO system or its parts. Among several techniques, we mostly apply statistical analysis, computational simulation, and optical-bench tests. Statistical analysis estimates performance based on the sum of performance variances due to all design parameters, but ignores any correlation between them. Computational simulation models every part of an adaptive optics system, including atmospheric disturbance and a closed loop between wavefront sensor and deformable mirror, as close as possible to reality, but there are still some differences between simulation models and reality. The optical-bench test implements an almost identical AO system on an optical bench, to confirm the predictions of the previous methods. We are currently developing an AO system for a 1.6-m ground telescope using a deformable mirror that was recently developed in South Korea. This paper reports the results of the statistical analysis and computer simulation for the system's design and confirmation. For the analysis, we apply the Strehl ratio as the performance criterion, and the median seeing conditions at the Bohyun observatory in Korea. The statistical analysis predicts a Strehl ratio of 0.31. The simulation method similarly reports a slightly larger value of 0.32. During the study, the simulation method exhibits run-to-run variation due to the random nature of atmospheric disturbance, which converges when the simulation time is longer than 0.9 seconds, i.e., approximately 240 times the critical time constant of the applied atmospheric disturbance.

Modal Control of Adaptive Optical System for Wavefront Correction (파면보정을 위한 적응광학계의 Modal 제어)

  • 서영석;백성훈;박승규;김철중;양준묵
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • 2002.07a
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    • pp.32-33
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    • 2002
  • 적응광학계(adaptive optics system ; AO)는 파면을 파면측정장치로 측정하고 제어용 컴퓨터를 사용하여 파면보정장치를 구동함으로써 파면의 왜곡 및 수차를 보정하는 장치로, 최근 천문학 및 의료분야에서 활용되고 있다. 적응광학계의 제어는 파면을 영역별로 나누어 제어하는 zonal 방법과 모드로부터 제어하는 modal 방법이 있다. 본 연구에서는 파면 측정 장치(wavefront sensor ; WFS)인 Shack-Hartmann sensor로 측정된 파면의 기울기 정보로부터 Zernike 다항식의 계수를 계산하여 수차의 정보를 구현하고, 왜곡된 파면을 실시간으로 보정하기 위하여 Zernike 계수로부터 위상을 재구성한 후 보정장치인 변형거울을 제어하는 방법으로 파면을 보정하였다. (중략)

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Closed-loop Control of Adaptive Optical System using Coupling Factor of Zonal and Modal Control (지역/모드제어에서의 커플링계수를 이용한 적응광학계의 폐회로 제어 알고리즘)

  • Seo, Yeong-Seok;Baek, Seong-Hun;Park, Seung-Gyu;Kim, Sam;Park, Jun-Sik;Kim, Cheol-Jung;Yang, Jun-Muk
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • 2003.02a
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    • pp.108-109
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    • 2003
  • 적응광학(Adaptive optics, AO)계에서 왜곡된 파면을 폐회로 보정하기 위해서는 파면측정 장치와 파면보정 장치인 변형거울의 상관관계를 찾고 보정신호를 제어해주는 알고리즘이 필요하다. 일반적으로 적응광학계를 제어하는 방법을 지역(Zonal)제어와 모드(Modal)제어로 나눌 수 있다. 지역제어는 파면을 영역별로 나누어 파면보정 장치의 각 구동소자 위치에 대응하는 신호를 발생하여 제어하는 방법이고, 모드제어는 파면의 정보를 Zernike 다항식과 같은 일정한 기저함수들의 선형 합으로 표현한 뒤 각 모드에 해당하는 제어신호를 발생하여 전체 파면을 제어하는 방법이다. (중략)

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Perform Analyses of the Deformable Mirror for Adaptive Optics (적응 광학계 변형 거울의 성능 해석)

  • 엄태경;이완술;이준호;윤성기
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • 2002.07a
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    • pp.30-31
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    • 2002
  • 하나의 구동기를 작동하여 거울을 변형시킬 때, 변형된 거울면의 형태를 영향 함수(influence function)라고 정의하며, 이러한 영향 함수를 이용하여 적응 광학계의 주요한 광학 요소인 변형 거울을 효과적으로 모형화하고 설계할 수 있다. 본 논문에서는 유한요소해석을 이용하여 계산된 변형 거울의 실제 영향 함수를 가우시안 함수(Gaussian function) 형태로 단순화하고, 추가로 구동기들 사이의 영향을 고려한 커플링 계수(coupling coefficient)를 도입하여, 주어진 구동기 배열에 대한 영향 함수를 결정하였다. (중략)

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