• 천문학회보
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• 제40권2호
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• pp.40.1-40.1
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• 2015

Off-axis reflective optical systems have attractive advantages relative to their on-axis or refractive counterparts, for example, zero chromatic aberration, no obstruction, and a wide field of view. For the efficient operation of off-axis reflective system, the surface accuracy of freeform mirrors should be higher than the order of wavelengths at which the reflective optical systems operate. Especially for applications in shorter wavelength regions, such as visible and ultraviolet, higher surface accuracy of freeform mirrors is required to minimize the light scattering. In this work, we propose the error compensation algorithm (ECA) for the correction of wavefront errors on freeform mirrors. The ECA converts a form error pattern into polynomial expression by fitting a least square method. The error pattern is measured by using an ultra-high accurate 3-D profilometer (UA3P, Panasonic Corp.). The measured data are fitted by two fitting models: Sag (Delta Z) data model and form (Z) data model. To evaluate fitting accuracy of these models, we compared the fitted error patterns with the measured error pattern.

• Current Optics and Photonics
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• 제6권5호
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• pp.479-488
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• 2022

To account for the internal thermal effects of solid-state lasers, a method using a back propagation (BP) neural network integrated with a particle swarm optimization (PSO) algorithm is developed, which is a new wavefront distortion correction technique. In particular, by using a slab laser model, a series of fiber pumped sources are employed to form a controlled array to pump the gain medium, allowing the internal temperature field of the gain medium to be designed by altering the power of each pump source. Furthermore, the BP artificial neural network is employed to construct a nonlinear mapping relationship between the power matrix of the pump array and the thermally induced wavefront aberration. Lastly, the suppression of thermally induced wavefront distortion can be achieved by changing the power matrix of the pump array and obtaining the optimal pump light intensity distribution combined using the PSO algorithm. The minimal beam quality β can be obtained by optimally distributing the pumping light. Compared with the method of designing uniform pumping light into the gain medium, the theoretically computed single pass beam quality β value is optimized from 5.34 to 1.28. In this numerical analysis, experiments are conducted to validate the relationship between the thermally generated wavefront and certain pumping light distributions.

• 한국안광학회지
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• 제8권1호
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• pp.35-39
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• 2003

본 연구는 안과 실명 질환의 가장 많은 부분을 차지하는 망막을 실시간으로 3차원 영상화하기 위한 장치의 광학설계에 관한 것이다. 3차원 망막 영상을 얻기 위해 광원으로 He-Ne 레이저를 사용하였으며, 이는 초점 조절을 위한 슬래지부, 안구의 망막을 스캔하는 2차원 평면 주사선을 위한 scan system부, 그리고 망막에서 반사되어 나오는 반사 선을 센서로 보내주기 위한 반사 광학계부로 구성되어 있다. 구성된 시스템들은 레이저빔의 입사각과, 망막으로부터 반사되는 레이저 반사 가상선의 출사각을 일정하게 유지하게 했으며, 또한 망막에서 레이저빔의 입사와 반사가상선의 출사가 수직 및 수평 방향으로 일치시키도록 하였다. 이렇게 구성되어진 각 부운을 광학설계 프로그램인 Code-V를 이용하여 설계하였고, 최적화하였다. 결론적으로 3차원 망막 영상을 얻기 위한 장치의 최적 시스템을 다시 구성 하기전, 해상력이 높은 망막의 영상을 얻을 수 있는 광학장치를 구성하기 위하여 광학설계 프로그램인 Code-V를 이용하여 초기설계를 하고 최적화를 하였다. 그 결과 광학 수차가 적고 높은 해상력을 갖는 광학 시스템을 구현할 수 있는 광학적 데이터를 얻을 수 있었다.

• 한국안광학회지
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• 제6권2호
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• pp.1-9
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• 2001

본 논문에서는 기존에 설계된 복사기 줌 렌즈계를 선택하여 광학적 성능을 계산하여 분석하여 보았다. 이 렌즈계는 유한 물점에 대한 zoom 렌즈계로서 우리가 일반적으로 사용하는 무한 물점에 대한 카메라 zoom 렌즈와는 달리, 고정된 물체와 상면사이에서 움직이기 때문에 제한된 이동영역을 갖게 된다. 대칭형과 비대칭형의 두 복사기 렌즈계의 광학적 성능을 비교 분석한 결과, 비대칭형이 비교적 안정된 수차량을 이루고 있고, 수차보정을 위하여 많은 노력이 있었음을 알 수 있었다. 이것으로 미루어 보아 대칭형은 고정 초점 렌즈계에서는 대칭형의 특성상 자동으로 개선되는 수차들로 인하여 그 역할을 충분히 감당하고 있지만, 줌 렌즈계로 사용 시에는 대칭형을 유지하면서 그 성능을 개선시키는 데에는 한계가 있다고 볼 수 있다.

• 한국광학회지
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• 제9권3호
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• pp.134-141
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• 1998

원적외선인 7.6$\mu$m 과정대역에서 회절한계 성는을 만족하는 무초점 줌 망원경 광학계응 설계하였다. 기계보정식 4군 줌 방식을 적용하여 줌 대물부 설계하였으며 접안부는 고정초점 렌즈를 구성하였다. 망원경의 줌 비(zoom ratio)는 4.05로 배율을 2.0배에서 8.1배까지 연속적으로 가변할수 있으며, 총 5개의 렌즈군에 9매의 렌즈로 구성하였다. 줌 대물부는 F/1.3의 텔리포트 형태로 설계하여 최고배율 초점거리에 비해 광학계의 길이가 작아 시스템 적용성이 우수하도록 하였으며, 초점조절 렌즈를 줌밍 렌즈군의 뒤에 놓아 물체까지의 거리에 따라 초점을 조절하도록 설계하였다. 광학계에 사용된 재질은 색수차 보정을 위하여 대물부의 렌즈 1매만 ZnSe를 적용하고 나머지 헨즈는 모두 Ge을 적용하여\ulcorner며, 총 18면의 곡률중 1면만 비구면을 적용하고 나머지 면은 모주 구면을 적용하였다. 설계된 망원경의 8.1배율에서의 시야는 $\pm$2.31$^{\circ}$,대물부 유효구경은 163mm이며, 모든 배율에서 회절한계 성능을 만족하는 것으로 평가하였다.

• 한국광학회지
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• 제8권2호
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• pp.81-87
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• 1997

본 논문은 4군구성의 비디오 카메라용 줌광학계에 대해 렌즈모듈의 개념을 이용하여 1차량 및 3차 수차를 고려한 최적의 초기설계와 이로부터 설계 줌광학계를 설계하는 방법을 제안하였다. 최적화 과정을 통해 각각의 렌즈모듈에 적절히 1차량과 3차 수차량을 설정함으로써 줌비 10배(f'=6.1693~58.4065)를 갖고, 최적설계에 필요한 구속조건을 만족시키는 초기설계 줌광학계를 얻었다. 적절히 선정된 각각의 렌즈군의 촛점거리가 렌즈모듈의 촛점거리와 같도록 scaling 한 후, 군사이의 공기간격을 조정하므로써 줌궤적을 일치시켰다. 이러한 과정을 통해 독립적으로 설계된 군들을 결합시켜 얻은 줌광학계는 렌즈모듈로 구성된 원래의 초기설계된 줌광학계와 동일한 1차특성을 갖는다. 결과적으로 잔여수차 보정을 통해 후군촛점조절방식을 이용하는 비디오 카메라 줌렌즈로서 유용한 줌광학계를 얻을 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제16권1호
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• pp.34-42
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• 2005

본 논문은 3군 구성의 줌 광학계에 대해 렌즈모듈의 개념을 이용하여 1차량 및 3차 수차를 고려한 최적의 초기설계와 이로부터 실제 줌 광학계를 설계하는 방법을 제안 하였다. 각각의 렌즈모듈에 적절히 1차량과 3차 수차량을 설정함으로써 줌비 2배(f = 4.3∼8.6 mm)를 갖고, 시스템에서 요구하는 구속조건을 만족시키는 초기설계 줌 광학계를 얻었다. 각 군의 역할에 따라 적절히 선정된 각각의 렌즈군의 초점거리 및 1차량이 렌즈모듈의 값과 같도록 독립적으로 설계한 후, 군사이의 공기간격을 조정하므로써 줌궤적을 일치시켰다. 이러한 과정을 통해 설계된 줌 광학계는 렌즈모듈로 구성된 원래의 초기 설계된 줌 광학계와 동일한 1차 특성을 갖는다. 결과적으로 잔여수차 보정을 통해 후군초점조절방식을 이용하는 컴팩트 디지털 카메라 및 모바일 폰용 줌 렌즈로서 유용한 줌 광학계를 얻을 수 있었다.

• 한국안광학회지
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• 제18권4호
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• pp.503-507
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• 2013

목적: 4매의 비구면 렌즈를 사용하여 optical distortion과 TV distortion을 감소시켜 주변부 상의 왜곡을 줄인 광각의 모바일 카메라를 설계하였다. 방법: 광학적 설계는 화각 $95^{\circ}$에서 ${\pm}1%$내의 optical distortion을 만족하도록 하였으며, 광학계 전체길이는 모바일 카메라의 두께를 고려하여 4.5 mm 이내로 하였다. 센서는 1/3.2"의 5M급 CCD를 사용하였으며 MTF는 140 lp/mm에서 20% 이상을 만족하도록 설계 조건을 설정하였다. 결과: 최적화 설계된 모바일 광각 카메라는 화각 $95^{\circ}$의 full field에서 optical distortion은 모든 field에서 ${\pm}1%$내의 결과를 보였으며 TV distortion도 0.46%로 주변부 상의 왜곡이 감소되었다. MTF 성능은 모든 field에서 20%이상으로 나타났다. 광선수차와 비점수차 모두 적은 양으로 안정된 성능을 보였다. 결론: 기존의 모바일 카메라의 화각보다 더 큰 화각을 갖는 광각의 모바일 카메라의 distortion을 광학적으로 개선하여 주변부의 상의 왜곡을 감소시켜 보다 쾌적한 넓은 시야를 얻을 수 있었으며 소프트웨어로 보정할 때 발생하는 단점을 보완할 수 있었다. 이는 안경과 접목되는 카메라의 연구에 활용될 수 있으리라 사료된다.