• Smart Structures and Systems
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• 제21권6호
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• pp.777-791
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• 2018

This paper discusses the shape control of deformable mirrors for Adaptive Optics in the dynamic range. The phenomenon of control-structure interaction appears when the mirror becomes large, lowering the natural frequencies $f_i$, and the control bandwidth $f_c$ increases to improve the performance, so that the condition $f_c{\ll}f_i$ is no longer satisfied. In this case, the control system tends to amplify the response of the flexible modes and the system may become unstable. The main parameters controlling the phenomenon are the frequency ratio $f_c/f_i$ and the structural damping ${\zeta}$. Robustness tests are developed which allow to evaluate a lower bound of the stability margin. Various passive and active strategies for damping augmentation are proposed and tested in simulation.

• 한국광학회지
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• 제34권1호
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• pp.22-30
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• 2023

조각거울은 우주용 관측위성의 주반사경을 크게 제작하기 위한 방법 중 하나로서, 여러 개의 작은 거울들을 이어 하나의 큰 거울로 이용하는 방법이다. 여러 개의 거울들을 하나의 거울로 정렬하기 위해서는 인접한 거울들 간에 기울기 오차(tilt)와 광축방향 정렬오차(piston)가 없어야 한다. 기울기 오차와 광축방향 정렬오차를 해결해야 여러 개의 거울이 한 방향으로 빛을 모으고, 이를 통해 뚜렷한 이미지를 얻을 수 있기 때문에 조각거울의 정렬오차를 나노미터 수준으로 측정할 수 있는 파면 센서가 필요하다. 기울기 오차는 조각거울을 통해 얻은 이미지를 통해 어떤 거울의 기울기가 틀어졌는지 쉽게 확인할 수 있는 반면, 광축방향 정렬오차는 이미지의 질은 떨어뜨리지만 드러나는 뚜렷한 특징이 없기 때문에 같은 방법으로 감지하기 어려워 세밀한 측정이 매우 중요하다. 이를 위해 본 논문에서는 지상용 초기 정렬시 많은 이점을 갖는 광학계 평가용 간섭계 중 하나인 피조 간섭계를 이용한다. 피조 간섭계를 사용한 복수 조각거울의 광축방향 정렬오차 측정을 위한 기초 연구로서 단일 조각거울의 광축방향 변위 오차를 측정하고, 측정불확도를 계산해서 피조 간섭계의 광축방향 변위 오차 측정 한계를 규명한다. 또한 수식을 통해 조각거울 광축방향 변위 오차와 간섭계로 측정한 표면 초점오차(defocus)의 관계를 계산했고, 도출한 수식의 타당성을 실험으로 검증했다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2010년도 한국우주과학회보 제19권1호
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• pp.25.3-25.3
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• 2010

Our previous study used a bar-type reference mirror to measure the relative distance to the target surface. The target measurement accuracy was required to $1{\mu}m$ PV for aspheric optical surface up to 1m in diameter. Earlier system suffers from the reference surface deformation when the measuring part moves. In order to reduce the deformation, measuring part and the reference part separated from each order in the new design. This system utilizes a kinematic support assembly using invar flexure to minimize the reference surface deformation under gravity and vibration. The surface deformation requirement of reference mirror is defined as of $0.2{\mu}m$ under gravity and 40Hz vibration. The finite element results, shows reference mirror deformation of $0.164{\mu}m$. The first resonance mode was computed to analysis 46.05Hz for reference part and 43.44Hz for measuring part. Thesis satisfies the frequency requirement.

• 한국광학회지
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• 제28권6호
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• pp.304-313
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• 2017

대구경 거울과 이를 지지하는 flexure로 구성된 반사경 시스템의 최적화를 위하여 수행하는 유한요소 해석은 주어진 설계 조건을 만족하기 위하여 수많은 반복적인 계산과 실제 모델의 수정 작업이 필수적이다. 일반적으로 실제 모델의 수정은 node의 재설정과 새로이 구성된 각 부품의 경계면에서 node의 연속성을 맞추는 작업에 많은 시간이 소요되며 이는 유한요소 해석에 소요되는 시간 결정에 매우 중요한 요소가 된다. 모델링과 계산에 소요되는 시간을 절약하기 위하여 각 광학적 구성요소의 경계면에서 비공유 node 연결을 활용하는 새로운 광기계 해석을 제안하고자 한다. 새 모델링 기법에 의하여 계산된 광기계 해석과 경계면에서의 공유 node를 사용하는 기존의 광기계 해석을 비교하여, 계산에 의하여 얻어진 광기계적 성능은 거의 같았고, 주어진 조건에 도달하기 위한 계산 시간은 획기적으로 줄어드는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제31권5호
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• pp.231-231
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• 2020

• 한국광학회지
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• 제16권1호
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• pp.50-55
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• 2005

기준광과 탐사광의 경로길이가 매우 크게 차이가 나는 경로길이 불일치 간섭계(unequal path interferometer)를 이용한 직경 300mm 카세그레인 형태의 인공위성 망원경과 같은 대구경 광학계의 변조전달함수(modulation transfer function : MTF)와 파면오차를 동시에 측정하는 방법을 제안하고 이를 실험적으로 확인하였다. 이러한 경로불일치 간섭계를 이용한 측정시스템에서 필요한 평행한 시준광을 만들기 위해서 쌍방향 층밀리기 간섭계를 사용하였으며, 파면오차를 측정하기 위해서 직경 400 mm인 비축 포물경을 사용하는 긴 광경로차의 대구경 피조우 간섭계를 사용하였다. 또한 회전하는 확산판을 이용하여 레이저 광을 부분가간섭광으로 바꿈으로써 피조우 간섭계의 파장으로부터 쉽게 MTF를 측정할 수 있었다.

• Current Optics and Photonics
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• 제7권4호
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• pp.435-442
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• 2023

These days, the size of a reflective telescope has been increasing for astronomical observation. An additional optical system usually assists a large ground telescope for image analysis or the compensation of air turbulence. To guide collimated light to the external optical system through a designated path, a coudé mirror is usually adopted. Including a collimator, a coudé mirror of a ground telescope is affected by gravity, depending on the telescope's pointing direction. The mirror surface is deformed by the weight of the mirror itself and its mount, which deteriorates the optical performance. In this research, we propose an optimization method for the coudé mirror assembly for a 1-m class ground telescope that minimizes the gravitational surface error (SFE). Here the mirror support positions and the sizes of the mount structure are optimized using finite element analysis and the response surface optimization method in both the horizontal and vertical directions, considering the telescope's altitude angle. Throughout the whole design process, the coefficients of the Zernike polynomials are calculated and their amplitude changes are monitored to determine the optimal design parameters. At the same time, the design budgets for the thermal SFE and the mass and size of the mount are reflected in the study.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제49권8호
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• pp.487-494
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• 2000

This paper describes the design, fabrication and experiments of surface-micromachined aluminum micromirror array with hidden pin-joints. Instead of the conventional elastic spring components as connection between mirror plate and supporting structure, we used pin-joint composed of pin and staples to support the mirror plate. The placement of pin-joint under the mirror plate makes large active surface area possible. These flexureless micromirrors are driven by electrostatic force. As the mirror plate has discrete deflection angles, the device can be ap;lied to adaptive optics and digitally-operating optical applications. Four-level metal structural layers and semi-cured photoresist sacrificial layers were used in the fabrication process and sacrificial layers were removed by oxygen plasma ashing. Static characteristics of fabricated samples were measured and compared with modeling results.

• 한국광학회지
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• 제29권4호
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• pp.166-172
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• 2018

본 논문에서는 우주의 진공환경에서 반사경 코팅이 흡수한 습기를 방출하면서 나타나는 경면 형상의 변화를 예측하기 위한 새로운 방법론을 제안한다. 직경 50 mm, 두께 1.03 mm의 원형 시편과 간섭계를 통해 진공환경에서 나타나는 시편 형상 변화량을 측정하고 제르니케 프린지 다항식(Zernike fringe polynomial) 곡률항으로 나타내었다. 그 결과 습기 방출에 따른 코팅 스트레스는 152.7 Mpa로 계산되었다. 계산된 스트레스는 1.25 mm 두께 시편의 수치모사 모델에 적용하여 변화된 형상의 곡률항을 측정결과의 표준편차 이내($78.9{\pm}5.9nm$)로 예측할 수 있음을 검증하였다. 이 방법론을 2019년에 발사 예정인 차세대중형위성의 직경 600 mm 쌍곡면경에 적용, 습기 방출에 의한 경면 형상 변화를 계산하여 반사경의 초점거리가 약 $2.005{\mu}m$ 만큼 ?아짐을 예측하였다. 초점거리 변화는 광학 탑재체의 MTF를 한계공간주파수(Nyquist frequency)에서 2.3% 가량 낮추지만, 요구 사양을 만족하여 우주에서도 문제없이 운용 가능함을 확인하였다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제5권3호
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• pp.70-75
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• 2001

Next Generation Space Telescope (NGST) is under design study for proposed launch around 2008. It will take over the task of Hubble Space Telescope (HST) and provide much more detailed information about celestial objects. Present large telescopes both in space and on the ground contain aspheric mirrors, called Ritchey-Chretien type. As the size of the telescope becomes larger and the optical quality is requested to be higher, reaching the diffraction limit, more accurate optical testing methods are required. However, there are few testing methods which can achieve the required accuracy for aspheric optics, and none of them has achieved it with certainty. The failure of producing the primary mirror of the Hubble Space Telescope to meet specification is a good example. Moreover, testing aspheric mirrors of large convex form adds the difficulty to extreme. In this paper, space telescopes and large ground-based telescopes are surveyed and testing methods for aspheric optics are reviewed. a method of testing aspheric convex mirrors is suggested.