• 제목/요약/키워드: Optical Aberrations

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홀로그래픽 HMD 소자의 수차 및 시야각 향상에 관한 연구 (A study on aberration and FOV improvement of a holographic HMD element)

  • 김희동;정만호
    • 한국광학회지
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    • 제12권5호
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    • pp.418-424
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    • 2001
  • 수차가 적고 넓은 시야각에 걸쳐 높은 회절효율을 보이는 홀로그래픽 HMD 소자를 설계, 제작하였다. 적은 수차를 갖는 홀로그래픽 광학소자를 설계하기 위하여 recursive 설계 방법이 사용되었다. 적은 수차뿐만 아니라 넓은 FOV에 걸쳐 높은 회절효율을 갖도록 하기 위해 매개 홀로그램을 사용하였으며, 이를 이용해 수차가 보정된 홀로그램의 격자 함수를 최종적인 홀로그램에 전송하였다. 제작된 최종의 HMD용 홀로그래픽 광학소자의 수차는 보정 전보다 10배 가량 향상되었으며 FOV는 $\pm$$10^{\circ}$를 나타내었다.

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자이델 수차를 이용한 모형안의 광학적 성능 비교 (Comparison of the Optical properties of Schematic Eyes by using the Seidel aberrations)

  • 김봉환;임현선;지택상
    • 한국안광학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.269-280
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    • 2004
  • 본 논문에서는 몇 개의 근축(paraxial) 모형안들과 정밀(finite) 모형안들을 선택하여 모형안의 자이델 수차를 이용하여 안구에 대한 광학적 특성을 살펴보았다. 즉, 구경조리개인 홍채를 수정체의 전면에 고정시킨 후 자이델 계수를 통하여 각 면의 수차 분포와 비구면도가 모형안 성능에 어떤 영향을 주는가를 조사하였다. 또한 조절 휴지 상태와 조절 상태로 구분하여 분석함으로서 조절 시 변화되는 광학적 특성도 함께 조사하였다.

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Surface Error Generation of Freeform Mirror Based on Zernike Polynomial for Optical Performance Prediction

  • Lee, Sunwoo;Park, Woojin;Han, Jimin;Ahn, Hojae;Kim, Yunjong;Lee, Dae-Hee;Kim, Geon Hee;Pak, Soojong
    • 천문학회보
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    • 제45권1호
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    • pp.67.2-67.2
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    • 2020
  • Not only the magnitude of the mirror surface error, the pattern matters as it produces certain aberrations. In particular, the surface error of the freeform mirrors, which are optimized to eliminate specific aberrations, might show much higher sensitivity in optical performance. Therefore, we analyze the mirror surface error with Zernike polynomials with the goal of generating a realistic error surface. We investigate the surface error of the freeform mirror fabricated by diamond turning machine to analyze the realistic tendency of the error. The surface error with 0.22 ㎛ root-mean-square value is fitted to the Zernike terms using the incremental fitting method, which increases the number of the fitting coefficients through steps. Furthermore, optical performance via surface error pattern based on Zernike terms is studied to see the influences of each term. With this study, realistic error surface generation may allow higher accuracy not only for the feasibility test but also for all tests and predictions using optical simulations.

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잔류수차가 있는 유한 가우스 동의 회절진폭 분포 (Diffraction Amplitude Distribution of Finite Gaussian Pupil with Residual Aberrations)

  • 송영란;이민희;이상수
    • 한국광학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.142-145
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    • 1998
  • 가우스 함수로 진폭변조한 우인한 가우스 동에 작은 Seidel 제 1차 수차가 있을때의 회절진폭 분포를 해석적으로 구하였다. 즉, 무수차 가우스 동의 회절진폭 분포와 수차에 의한 회절효과의 함으로 구하였다. 각 수차의 표현은 파면수차함수의 환산좌표를 공간각주파구로 대치하여, 수차에 의한 회절상을 되풀이 공식(recurrence formula)으로 구하였다.

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Polymer의 복굴절 과 비대칭 수차에 대한 광학적 평가 (Optical testing of birefringence and asymmetric aberrations for polymer materials)

  • 유장훈;이현호;주홍렬;박승한
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2002년도 하계학술발표회
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    • pp.214-215
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    • 2002
  • 최근 들어 polymer는 여러 분야에 응용되고 있으며 광학적 시스템에도 널리 사용되고 있다. 주로 사용되는 polymer에는 PMMA(Poly methyl methacrylate), PC(Polycarbonate), PS(polystyrene)[1] 등이 있다. Optical Polymer는 제작이 용이하고 크기에 제한을 받지 않아 그 수요가 크게 확대되고 있다. 광학적인 시스템에 사용되기 위해서는 높은 순도가 요구되면서 또한 재질의 균일성이 확보되어야 한다. 본 연구에서는 간섭계를 구성하여 복굴절을 측정하고 이러한 복굴절에 기인하는 비대칭 수차의 평가를 통하여 광학적인 시스템에 미치는 영향을 분석하였다. (중략)

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서브미크론 리소그라피를 이한 4 반사광학계의 설계 (Four-mirror optical system for UV submicron lithography)

  • 박성찬
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 1991년도 제6회 파동 및 레이저 학술발표회 Prodeedings of 6th Conference on Waves and Lasers
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    • pp.81-87
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    • 1991
  • A design of a four-mirror optical system for submicron lithography using KrF excimer laser beam(λ=248nm) is presented. By using the third order aberration theory, analytic solutions for a telecentric, flat-field, and anastigmatic four-spherical-mirror system (reduction magnification 5$\times$) are found. Aspherization is carried out to the spherical mirror surfaces in order to reduce the residual higher order aberrations and vignetting effect. Finally we obtain a reflection system useful in submicron lithographic application.

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모든 3차 수차를 영으로 하고 Central Obscuration이 최소화된 극자외선 리소그라피용 5-반사광학계 (Five Mirror System with Minimal Central Obscuration and All Zero 3rd Order Aberrations Suitable for DUV Optical Lithography)

  • 이동희;이상수
    • 한국광학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.1-8
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    • 1994
  • 축소배율(M=+1/5)을 갖는 극자외선(deep dultra-violet)리소그라피용 5-반사광학계를 설계하였다. 우선 모든 3차 수치를 영으로 하는 수치적인 해를 반사경이 구면인 경우에 대해서 구하였다. 이렇게 하여 구한 3차원적인 분포를 하는 해의 영역에서 잔류수차량과 MTF에 큰 영향을 주는 central obscuration이 될 수 있는 한 적은 해들을 선택하여 마지막 두 반사경을 비구면화 하였다. 이 중 최종적인 해로서 선택한 것은 central obscuration이 약 25%이고 광원을 ArF 엑시머 레이저(파장 0.193 ${\mu}m$)로 하는 nearly inchorent illumination(${\sigma}$=1)인 경우 NA가 0.45이며 분해능이 50% MTF 기준치와 초점심도 0.8 ${\mu}m$에 대해 약 650 cycles/mm 정도인 성능을 갖는 시스템이 되었다.

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회절광학소자를 이용한 컴팩트 디지털 스틸 카메라용 광학계 설계 (Optical system design for compact digital still camera using diffractive optical elements)

  • 박성찬
    • 한국광학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.239-245
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    • 2000
  • 본 논문에서는 회절광학소자를 이용하여 컴팩트형 디지털 스틸 카메라용 광학계를 설계 및 평가하였다. 기존의 디지털 스틸 카메라용 광학계가 retrofocus 형태인 것에 비해 컴팩트한 광학계를 얻기 위해서 telephoto 형태로 구성하였다. 또한, 본 광학계를 회절광학소자와 굴절광학소자가 결합된 hybrid 플라스틱 렌즈 1매와 순수한 굴절광학소자 1매로 구성하여 무게, 부피등을 줄이고자 하였다. Gauss 괄호를 이용한 근축 광선추적을 통해 초기 설계치를 수치 해석적인 방법으로 구하였다. 제1면을 비구면화하고, 색수차를 보정하기 위해 제2면을 회절광학소자를 이용하여 설계된 광학계는 1/4" CCD, F/4에 대응되도록 최적화하였다. 최종적으로 설계된 광학계의 초점거리는 3.89mm, 전장(overall length)은 5.19mm로서 컴팩트하며, 현재의 디지털스틸 카메라용 광학계에서 요구하는 성능을 충분히 만족하며, 차세대 화상통신용 광학계에 응용될 수 있을것으로 기대된다.

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파면굴절력 교정을 위한 자유형상 누진가입도렌즈 개발 (Development of Free-form PALs for Correcting Wavefront Refraction)

  • 박상배;정미숙
    • 한국정밀공학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.50-59
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    • 2010
  • In this paper, two kind of free-form progressive addition lenses (PALs) were designed with Zernike polynomial surface and anatomically accurate finite presbyopic schematic eyes which have aspheric cornea, aspheric GRIN crystalline lens, aspheric retina, and Gaussian apodization factor. Geometrical and diffraction MTFs were used for the optimization process in sequence. 5th orders of Zernike polynomials were used for the evaluation of progression zones of the two examples. The target MTF was set as 0.22 at 100 lp/mm which satisfies the standard visual resolution. These examples were fabricated with a CNC diamond turning machine controlled by slow tool servo (STS). After polishing process, the wavefront aberrations were measured with a laser interferometer on the ten test points across the progression zones and then compared with three current commercially available PALs on the optical performance. Astigmatic aberrations of the examples are very lower than the three selected PALs and have more increased stabilized progressive intermediate zones and near zones. It is expected to give better clear and comfortable distance, intermediate and near visions than other conventional PALs and to improve the adaptability of presbyopic patients to PALs.

TILT CORRECTION FOR A WIDE-FIELD ON-AXIS TELESCOPE USING THE SYMMETRICITY OF OPTICAL ABERRATIONS

  • Lee, Chung-Uk;Kim, Yunjong;Kim, Seung-Lee;Lee, Dong-Joo;Cha, Sang-Mok;Lee, Yongseok;Kim, Dong-Jin
    • 천문학회지
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    • 제54권4호
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    • pp.113-119
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    • 2021
  • It is difficult for observers to conduct an optical alignment at an observatory without the assistance of an optical engineer if optomechanical parts are to be replaced at night. We present a practical tilt correction method to obtain the optimal optical alignment condition using the symmetricity of optical aberrations of a wide-field on-axis telescope at night. We conducted coarse tilt correction by visually examining the symmetry of two representative star shapes obtained at two guide chips facing each other, such as east-west or north-south pairs. After coarse correction, we observed four sets of small stamp images using four guide cameras located at each cardinal position by changing the focus positions in 10-㎛ increments and passing through the optimum focus position in the range of ±200 ㎛. The standard deviation of each image, as a function of the focus position, was fitted with a second-order polynomial function to derive the optimal focus position at each cardinal edge. We derived the tilt angles from the slopes converted by the distance and the focus position difference between two paired guide chip combinations such as east-west and north-south. We used this method to collimate the on-axis wide-field telescope KMTNet in Chile after replacing two old focus actuators. The total optical alignment time was less than 30 min. Our method is practical and straightforward for maintaining the optical performance of wide-field telescopes such as KMTNet.