• 한국광학회지
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• 제29권3호
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• pp.110-118
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• 2018

항공용 전자 광학 타겟팅 시스템을 위한 중적외선 광학계를 설계하였다. 본 광학계는 이중 시야를 갖도록 설계되었으며, 빔 축소 전단 광학계, 줌 렌즈 그룹, 릴레이 렌즈 그룹, 콜드스탑 공액 광학계 및 냉각 적외선 검출기로 구성된다. 적외선 검출기는 단일 화소의 크기가 $15{\times}15{\mu}m$ 인 $1280{\times}1024$ 화소 배열을 가지며 잡음을 최소화하기 위하여, f/5.3의 냉각 콜드스탑이 적용된 제품으로 선정하였다. 이중 시야 ($1.50^{\circ}{\times}1.20^{\circ}$, $5.40^{\circ}{\times}4.23^{\circ}$)는 두 개의 렌즈를 삽입하는 방식으로 구현했으며, 줌 배율 변경 시 모든 시야에 걸쳐 f/5.3의 콜드스탑의 효율을 유지하도록 설계하였다. 열 효과가 이미지에 미치는 영향을 조사하기 위해 비열화 및 나르시서스 분석을 수행하였으며, 비열화 분석은 $-55{\sim}50^{\circ}C$의 작동 온도를 기준으로 초점 이동과 잔여 고차 파면 수차에 조사하였고 제르니케 다항식을 이용한 민감도 분석을 수행하여 최적의 보상자를 선정하였다. 선정된 보상자의 최적 이동을 고려한 MTF 해상력을 확인한 결과, 작동 온도 전 구간에 걸쳐 요구조건인 33 lp/mm에서 축상 10% 이상의 성능을 유지하는 것을 확인하였으며, 나르시서스 분석 결과, NITD (Narcissus Induced Temperature Difference) 값이 $1.5^{\circ}C$ 이하가 되도록 설계 된 것을 확인하였다.

• 한국안광학회지
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• 제15권4호
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• pp.329-337
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• 2010

목적: RGP 콘택트렌즈들의 성분과 표면을 일관된 방법으로 분석하여, RGP 렌즈 재료의 성분 설계에 기본 정보를 제시하고자 하였다. 방법: 렌즈 재료의 구조는 적외선분광(FTIR), 표면 조성은 X-선 광전자분광(XPS), 표면의 형상과 거칠기는 원자현미경(AFM), 습윤성은 접촉각으로 평가하였으며, 상호관계와 경향을 분석하였다. 결과: 산소투과성이 높은 RGP 렌즈들은 불소를 줄이고, 실리콘의 양을 증가시키는 경향을 나타냈다. RGP 렌즈들의 재료는 실리콘과 불소의 증가에 따라 일정한 비율로 탄소와 산소가 감소하였으며, 탄소의 감소가 산소보다 3배 크게 나타났다. 그리고 표면처리가 된 재료는 탄소와 산소가 조성 변화 추세선에서 떨어져 있었다. 실리콘이 증가하면 미세입자의 응집이, 불소의 양이 증가하면 깊은 홈이 나는 형태로 표면이 거칠어졌으며, 거칠기에 대한 영향은 실리콘이 더 컸다. 실리콘과 불소가 증가하면 습윤성이 감소했는데, 실리콘에 의한 영향이 2배 크게 나타났다. RGP 렌즈 재료는 표면이 거칠어지면 습윤성이 감소하는 소수성의 형태를 나타냈다. 결론: RGP 렌즈들의 성분과 표면을 동일한 방법으로 측정하고, 상호관계를 분석하였다. 따라서 이 연구는 RGP 렌즈 재료의 성분 설계에 대한 기초 자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국안광학회지
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• 제13권1호
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• pp.37-42
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• 2008

목적: 플라스틱 렌즈에 착색이 가능한 하드코팅을 실시하고, 이 코팅의 분광 및 표면 특성을 평가하는데 있다. 방법: 코팅은 TEOS, MTMS과 GPTS를 이용한 졸-겔법으로 실시하였다. 코팅의 광학적 그리고 구조적 특성을 주사 전자현미경, 라만분광, 적외선분광 및 자외선/가시광선분광으로 조사하였다. 결과: 이 코팅의 착색성은 일반적인 하드코팅에 비해 2배 높았다. 착색 가능한 하드코팅이 적용된 렌즈의 부착성, 내마모성, 내온수성 및 내약품성은 우수하였다. 연필 경도는 5H였으며, 코팅의 표면은 매끄럽고 균일하였다. 결론: 플라스틱 렌즈에 이 코팅 시스템의 적용으로 착색이 가능한 단단하고 안정된 표면을 부여할 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제15권5호
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• pp.423-428
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• 2004

320${\times}$240 배열의 중적외선 대역(3.7 $\mu\textrm{m}$∼4.8 $\mu\textrm{m}$) MCT(HgCdTe) 검출기를 이용하여 분해능과 신뢰도가 대폭 향상된 소형$.$고성능의 적외선 열상센서를 설계, 제작하였다. 개발된 열상센서는 1∼20배의 고배율 줌 광학계로 설계하고 미세주사 기법을 적용하여 640${\times}$480의 화소를 재현하여 항공기의 항법 보조로부터 표적획득에 이르기까지 다양한 활용이 가능하다. 적용된 적외선 줌 광학계는 릴레이 형태의 재결상계로 설계되었으며 미세주사 장치의 개발로 7.6 cycles/mrad 까지 분해가 가능하며 최저배율에서 40$^{\circ}$${\times}$30$^{\circ}$의 초광각(super wide field of view)의 시계를 갖는다. 또한 불균일 보정기법과 히스토그램 가변방식의 결합을 통한 첨단 열 영상처리 기법을 제안하여 열상센서에 적용함으로써 고성능의 실시간 디지털 영상처리를 가능케 하였다. 본 신호처리기의 개발을 통해 획득된 열영상의 최소분해가능 온도차는 고배율에서 0.05K(＠1cycles/mrad) 이하의 우수한 결과를 보였다.

• 한국광학회지
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• 제28권5호
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• pp.241-249
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• 2017

본 논문에서는 $7.7{\mu}m$에서 $12.8{\mu}m$ 파장 대역에 적용 가능한 비냉각 열상장비 광학계를 설계 및 분석 하였다. 최적화 과정을 통하여 설계된 원적외선 광학계의 유효초점거리는 5.44 mm를 가지며, 4면의 비구면과 2면의 회절면을 포함하였다. 광학계의 F/수는 F/1.2로 설정하였고, 시야각은 $90^{\circ}{\times}67.5^{\circ}$가 되도록 하였다. 회절면이 적용된 hybrid 렌즈를 이용하여 보다 효율적으로 고차 수차가 보정되도록 하였고, 이때 발생되는 회절 특성은 scalar 회절 효율을 이용하여 평가하였다. 또한 hybrid 렌즈에서 발생되는 회절 현상에 의한 통합 회절효율을 예측하고 배경잡음에 의한 MTF 저하를 고려하였다. 원적외선 광학계의 온도 변화에 따른 보상은 광학식 비열화를 이용하여 광학계의 MTF 성능이 초점 심도 내에서 유지되도록 하였다. 결론적으로 비냉각 열상장비에 효율적으로 적용 가능한 광학설계 결과를 얻었다.

• 한국광학회지
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• 제19권4호
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• pp.287-293
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• 2008

망원경의 조립 및 평가를 위해서는 평행광선을 만들어주는 시준장치가 반드시 필요하다. 최근에 고해상도 카메라의 초점거리가 길어짐에 따라 상대적으로 적은 부피를 차지하는 Cassegrain 형태의 시준장치가 많이 사용되고 있다. 하지만 이러한 형태는 적외선 광학계를 평가할 때 부경이 가지는 온도로 인하여 불필요한 열복사선을 방출하여 적외선 광학계의 평가 정밀도를 떨어뜨리게 된다. 본 논문에서는 직경이 800 mm이고 초점거리가 2 m인 적외선 광학계를 평가하기 위하여 초점거리는 6m이고 물리적인 직경 1 m, 유효 직경이 930 mm인 비축포물면을 Zerodur를 이용하여 가공하고 측정한 과정을 설명한다. 약 4개월간의 작업 끝에 면의 최종 파면수차는 30.4 nm rms($\lambda$/138, ${\lambda}=4.2\;{\mu}m$)를 얻어서 적외선 광학계뿐만 아니라 가시광 영역 광학계도 측정 가능한 성능을 보유하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.97-106
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• 2015

본 논문에서는 DIRCM의 개발단계에서 수행하는 기만 성능검증을 위한 시뮬레이터인 위협체모사기 구축에 관한 내용에 대해 기술한다. 기존의 PC기반의 성능분석 시뮬레이터와 달리 본 연구에서 개발된 위협체모사기는 DIRCM의 레이저를 실제 운용하는 거리에서 직접 조사하는 방식으로 실제 환경에서 기만효과를 정확히 분석 할 수 있다. 또한, 실험실에서 시준기를 통해 레이저를 조사하는 방식의 기만효과 시험도 가능하도록 개발하여 기만코드 개발에 필요한 시간과 비용을 절약할 수 있도록 하였다. 본 연구에서 개발한 위협체모사기는 실제 1,2세대 탐색기와 같은 F넘버와 같은 구조의 반사광학계로 개발하였다. 그리고 코드재밍 기법에 대한 성능분석 기능과 4세대 이상의 탐색기에 적용되는 면형검출기의 포화기만 분석도 가능한 구조로 개발하였다. 실험결과, 1,2세대 모의위협체는 정확한 추적성능과 기만효과를 나타내었다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제21권4호
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• pp.467-480
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• 2004

KAONICS(KAO Near Infrared Camera System)와 같은 적외선 카메라는 열잡음제거가 매우 중요하다. 입사창을 통해 들어오는 외부의 열복사 이외에도 카메라의 외벽을 통해 유입되는 열복사가 배경복사로서 검출기에 입사하여 시스템의 성능을 저하 시키며 그 양은 무시할 수 없다. 따라서 배경복사와 검출기 자체의 열잡음을 줄이기 위해서 카메라 내부의 광학계 전체와 검출기를 냉각해야만 한다. 이에 본 연구에서는 J, H, Ks, L 파장 대를 관측하기 위한 내부 냉각온도를 정량적으로 결정하였으며 카메라 외부에서 유입되는 복사량을 추산하고 냉각에 필요한 냉각 열용량을 추정하여 냉각기를 선택하였다. 선택된 냉각기를 이용하여 냉각할 때 Cold-Box가 목표온도에 도달하는 시간과 최종 냉각 온도를 계산하여 시스템 제작에 반영하였다.

• 천문학논총
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• 제22권4호
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• pp.201-209
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• 2007

We have preliminarily designed two infrared optical systems of the multi-purpose infrared camera system (MIRIS) which is the main payload of STSAT-3. Each optical system consists of a Cassegrain telescope, a field lens and a 1:1 re-imaging lens system that is essential for providing a cold stop. The Cassegrain telescope is identical for both of two infrared cameras, but the field correction lens and re-imaging lens system are different from each other because of different bands of wavelength. The effective aperture size is 100mm in diameter and the focal ratio is f/5. The total length of the optical system is 300mm and the position of the cold stop is 25mm from the detector focal plane. The RMS spot size is smaller than $40{\mu}m$ over the whole detector plane.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.21-28
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• 2016

In this paper, we propose a fast small target detection method using multiple filters, and describe system implementation using IPP libraries. To detect small targets in Infra-Red images, it is mandatory that you should apply a filter to eliminate a background and identify the target information. Moreover, by using a suitable algorithm for the environments and characteristics of the target, the filter must remove the background information while maintaining the target information as possible. For this reason, in the proposed method we have detected small targets by applying multi area(spatial) filters in a low luminous environment. In order to apply the multi spatial filters, the computation time can be increased exponentially in case of the sequential operation. To build this algorithm in real-time systems, we have applied IPP library to secure a software optimization and reduce the computation time. As a result of applying real environments, we have confirmed a detection rate more than 90%, also the computation time of the proposed algorithm have been improved about 90% than a typical sequential computation time.