• 제목/요약/키워드: Statistical optics

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편심측정 결과가 반영된 몬테카를로 시뮬레이션을 이용한 적외선 광학계 조립정렬 공차 할당 기법 (Tolerance Allocation Method for IR Optics Fabrication Using Monte-Carlo Simulation Based on Measured Reflective Eccentricity)

  • 유재은
    • 한국광학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.161-169
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    • 2011
  • 본 논문에서는 광학 민감도가 큰 IR 광학계의 조립정렬과정에서 목표 성능을 만족시키기 위한 조립정렬 허용범위를 설정하는 방법을 제시하였다. 조립정렬 과정에서 편심측정기를 이용하여 각각의 광학소자에 대한 반사 편심량을 측정할 수 있다. 측정된 값을 이용하여 몬테카를로 시뮬레이션을 수행하였고 이를 이용하여 조립 정렬 이후의 광학계의 성능을 예측하였다. 시뮬레이션 결과와 실제 제작된 광학계의 광학 성능을 비교하여 본 논문에서 제시한 공차 할당 기법의 타당성을 확인하였다.

A Dynamic Accuracy Estimation for GPU-based Monte Carlo Simulation in Tissue Optics

  • Cai, Fuhong;Lu, Wen
    • Current Optics and Photonics
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    • 제1권5호
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    • pp.551-555
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    • 2017
  • Tissue optics is a well-established and extensively studied area. In the last decades, Monte Carlo simulation (MCS) has been one of the standard tools for simulation of light propagation in turbid media. The utilization of parallel processing exhibits dramatic increase in the speed of MCS's of photon migration. Some calculations based on MCS can be completed within a few seconds. Since the MCS's have the potential to become a real time calculation method, a dynamic accuracy estimation, which is also known as history by history statistical estimators, is required in the simulation code to automatically terminate the MCS as the results' accuracy achieves a high enough level. In this work, spatial and time-domain GPU-based MCS, adopting the dynamic accuracy estimation, are performed to calculate the light dose/reflectance in homogeneous and heterogeneous tissue media. This dynamic accuracy estimation can effectively derive the statistical error of optical dose/reflectance during the parallel Monte Carlo process.

An Iterative Algorithm to Estimate LIDAR Ratio for Thin Cirrus Cloud over Aerosol Layer

  • Wang, Zhenzhu;Liu, Dong;Xie, Chenbo;Zhou, Jun
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제15권3호
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    • pp.209-215
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    • 2011
  • A new iterative algorithm is developed to estimate LIDAR ratio for a thin cirrus cloud over an aerosol layer. First, the thin cirrus cloud is screened out and replaced by a modeled LIDAR signal and the extinction coefficients of the aerosol layer are derived using the Fernald backward method. These aerosol coefficients are referred as the "actual values". Second, the original LIDAR signal which includes the thin cirrus cloud is also inverted by the Fernald backward method down to the aerosol layer but using different LIDAR ratio for the thin cirrus cloud. Depending on the different assumptions about the LIDAR ratio of the thin cirrus cloud, different sets of aerosol extinction can be derived. The "actual values" which are found in the first step can be used to constrain this iterative progress and the correct LIDAR ratio of the thin cirrus cloud can be found. The detailed description of this method and retrieval examples are given in the paper. The cases compared with other methods are presented and the statistical result is also shown and agrees well with other studies.

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

  • 한석기;주지용;이준호;박상영;김영수;정용석;정도환;허준;이기훈
    • 한국광학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.167-176
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    • 2022
  • 적응 광학(adaptive optics, AO)은 대기 외란을 실시간으로 보정하는 기술을 말하고, 이러한 적응광학의 효율적 개발을 위하여, 다양한 성능 예측 기법을 도입하여 적응광학이 적용된 시스템 성능 예측을 실시한다. 적응광학의 성능 예측 기법으로 자주 사용되는 기법으로는 통계분석, 전산모사 및 광학 벤치 테스트가 있다. 통계분석에서는 적응광학 시스템을 통계 분석 모델로 가정하여 오차값(분산)의 제곱을 전부 합쳐 스트렐비를 간단하게 추정한다. 다만, 하위 변수 간의 상관 관계는 무시되어 이에 따른 추정의 오류는 존재한다. 다음으로, 전산모사는 대기 난류, 파면센서, 변형거울, 폐쇄 루프 등 모든 구성요소를 가능한 한 실제와 가깝게 모델링하고, 시간 흐름에 따른 적응광학 시스템의 변화를 모두 구현하여 성능 예측을 수행한다. 다만, 전산모사 모델과 현실 사이에는 여전히 일부 차이가 있어, 광학 벤치 테스트를 통하여 시스템 성능을 확인한다. 최근 국내에서 개발된 변형 거울을 적용한 1.6 m 지상 망원경용 적응광학 시스템을 개발 중에 있어, 이에 적용 가능한 적응광학 시스템을 통하여 성능 예측 기법이 요구되며 동시에 성능 예측 기법의 비교를 진행하고자 한다. 앞서 언급된 통계분석 및 전산모사를 이용하여 시스템 성능 예측을 수행하였으며, 성능 예측의 분석을 위해 각각의 성능 예측 기법의 망원경 및 적응광학 시스템 모델링 과정 및 결과를 제시하였다. 이때 성능 예측을 위한 대기 조건으로는 보현산 관측 중앙값(median)을 적용하였다. 그 결과 통계 분석 방법의 경우 평균 스트렐 비가 0.31이 도출됨을 확인하였고, 전산모사 방법의 경우 평균 스트렐 비가 0.32를 가짐을 확인함으로써 두 방법에 의한 예측이 거의 유사함을 확인할 수 있었다. 추가적으로, 전산모사의 경우 해석 결과의 신뢰성을 확보하기 위하여, 모사 시간이 대기 임계 시간 상수의 약 240배인 0.9초 이상 수행되어야 함을 알 수 있었다.

안경사 직무에 관한 작업수행의 중요도와 교육의 필요도 (The Importance of Work Capability and the Educational Needsfor Optometric Duty)

  • 이옥진;박상철;이승원;전영기;강성수;이원진
    • 한국안광학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.27-31
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    • 2009
  • 목적: 안경사직무에 관한 작업수행의 중요도와 교육의 필요도 분석을 실시하여 직무수행 능력을 갖춘 안경사를 양성하기 위한 기초자료를 얻고자 하였다. 방법: 2008년 7월에 전국 안경원의 안경사 813명과 대학의 전임교수 89명을 대상으로 설문조사를 실시하였다. 결과: 전체 작업요소에 관한 평균은 작업수행의 중요도가 3.53, 교육의 필요도가 3.46으로 높게 나타났다. 특히 작업수행의 중요도와 교육의 필요도는 '안경만들기'가 가장 높았고 '의료보건 법규 및 경영관리'가 가장 낮았다. 결론: 안경사와 교수 모두 안경사 직무에 관한 작업수행의 중요도와 교육의 필요성을 높게 인식하고 있었으며, 따라서 이를 안경사 양성교육에 반영해야 할 것이다.

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A Study on the Improvement of Visual Acuity and Refractive Power According to General Characteristics of Cataract Surgery Patients

  • Cho, Seon Ahr;Lee, Seong Jae
    • International Journal of Advanced Culture Technology
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    • 제6권4호
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    • pp.71-79
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    • 2018
  • For 299 patients who had undergone cataract surgeries we investigated the difference in visual acuity and refractive power before and after cataract surgery and the clinical change of the visual acuity and the refractive power according to age, gender, hospital visit time and specific medical history. We found the factors affecting preoperative and postoperative outcomes of the cataract patients in metropolitan hospitals by input, process, and outcome and analyzed medical characteristics and patient characteristics as the input variables. T-test and ANOVA have been performed for statistical analysis of functional status, and general status and the technical characteristic as the process variable and the outcome variable of diagnosis. Visual acuity improved significantly in patients who had undergone cataract surgery. However, the change in refractive power did not show a statistically significant difference but only a slight difference. The improvement of male patients was greater than that of female patients. The difference in age was more effective in patients under 50 years old and the effect of cataract surgery was relatively high in patients without the presence of specific medical history. Cataract surgery did not seem to help all of the patients, but it is more effective in improving visual acuity and refractive power. We conclude that simultaneous cataract surgery in both eyes is reasonable in order to have at least the better effect.

Raman Lidar for the Measurement of Temperature, Water Vapor, and Aerosol in Beijing in the Winter of 2014

  • Tan, Min;Shang, Zhen;Xie, Chenbo;Ma, Hui;Deng, Qian;Tian, Xiaomin;Zhuang, Peng;Zhang, Zhanye;Wang, Yingjian
    • Current Optics and Photonics
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    • 제2권1호
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    • pp.15-22
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    • 2018
  • To measure atmospheric temperature, water vapor, and aerosol simultaneously, an efficient multi-function Raman lidar using an ultraviolet-wavelength laser has been developed. A high-performance spectroscopic box that utilizes multicavity interference filters, mounted sequentially at small angles of incidence, is used to separate the lidar return signals at different wavelengths, and to extract the signals with high efficiency. The external experiments are carried out for simultaneous detection of atmospheric temperature, water vapor, and aerosol extinction coefficient in Beijing, under clear and hazy weather conditions. The vertical profiles of temperature, water vapor, and aerosol extinction coefficient are analyzed. The results show that for an integration time of 5 min and laser energy of 200 mJ, the mean deviation between measurements obtained by lidar and radiosonde is small, and the overall trend is similar. The statistical temperature error for nighttime is below 1 K up to a height of 6.2 km under clear weather conditions, and up to a height of 2.5 km under slightly hazy weather conditions, with 5 min of observation time. An effective range for simultaneous detection of temperature and water vapor of up to 10 km is achieved. The temperature-inversion layer is found in the low troposphere. Continuous observations verify the reliability of Raman lidar to achieve real-time measurement of atmospheric parameters in the troposphere.

Performance Evaluation of MTF Peak Detection Methods by a Statistical Analysis for Phone Camera Modules

  • Kwon, Jong-Hoon;Rhee, Hyug-Gyo;Ghim, Young-Sik;Lee, Yun-Woo
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제20권1호
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    • pp.150-155
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    • 2016
  • To evaluate the autofocusing performance of recent mobile phone cameras, it is necessary to determine the peak position of the center field MTF (Modulation Transfer Function), -known as the through focus MTF- of the module. However, the MTF peak position found by conventional methods deviates from the ideal position due to the focus scanning resolution of mobile phone cameras. This inaccurate peak position results in false judgements of the optical performance, leading to yield losses or customer complaints. An increase in the focus scanning resolution can address this problem, but the manufacturing UPH (Unit per Hour) level will also unfortunately increase as well, resulting in a loss of manufacturing capabilities. In this paper, several fitting models are studied to find an accurate MTF peak position within a short period of time. With an analysis of a large amount of manufacturing data, it is demonstrated that the fitting methods can reduce false judgements and simultaneously increase the capabilities of the manufacturing system.

Fabrication of Phase Plate to Simulate Turbulence Effects on an Optical Imaging System in Strong Atmospheric Conditions

  • Han-Gyol Oh;Pilseong Kang;Jaehyun Lee;Hyug-Gyo Rhee;Young-Sik Ghim;Jun Ho Lee
    • Current Optics and Photonics
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    • 제8권3호
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    • pp.259-269
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    • 2024
  • Optical imaging systems that operate through atmospheric pathways often suffer from image degradation, mainly caused by the distortion of light waves due to turbulence in the atmosphere. Adaptive optics technology can be used to correct the image distortion caused by atmospheric disturbances. However, there are challenges in conducting experiments with strong atmospheric conditions. An optical phase plate (OPP) is a device that can simulate real atmospheric conditions in a lab setting. We suggest a novel two-step process to fabricate an OPP capable of simulating the effects of atmospheric turbulence. The proposed fabrication method simplifies the process by eliminating additional activities such as phase-screen design and phase simulation. This enables an efficient and economical fabrication of the OPP. We conducted our analysis using the statistical fluctuations of the refractive index and applied modal expansion using Kolmogorov's theory. The experiment aims to fabricate an OPP with parameters D/r0 ≈ 30 and r0 ≈ 5 cm. The objective is defined with the strong atmospheric conditions. Finally, we have fabricated an OPP that satisfied the desired objectives. The OPP closely simulate turbulence to real atmospheric conditions.

임상실습에 대한 안경광학과 학생들과 실습업체의 만족도에 관한 연구 (A Study on the Clinical Practice Satisfaction of Ophthalmic Optics Students and Optical Shop Owners)

  • 이옥진;정세훈;신진아
    • 한국안광학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.363-373
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    • 2011
  • 목적: 안경광학과 실습생(학생)과 안경원의 임상실습 만족도를 파악하고 안경원의 임상실습 실태를 조사함으로써 임상실습의 효율적 운영과 질적 개선을 위한 기초 자료를 얻고자 하였다. 방법: 안경광학과 학생 중 임상실습의 경험이 있는 281명의 실습생과 안경원 원장 105명을 대상으로 임상실습에 관한 만족도 설문조사를 실시하고 통계 분석을 하였다. 결과: 안경원의 92.4%(97곳)가 임상실습이 필요하다고 하였으며 원장의 성별에 따라 통계적으로 유의한 차이를 보여주었고(p=0.004) 임상실습 기간으로는 '4주'를 선호하였으며(53.3%) 안경원의 규모에 따라 유의한 차이를 보여주었다(p=0.000). 실습생의 임상실습 만족도는 평균 3.50${\pm}$0.68로 나타났으며 '임상실습의 내용에 관한 만족도', '임상실습 시간 및 실습업체에 대한 만족도(평균 3.74${\pm}$0.80)'가 가장 높았고 실습생의 연령에 따라 통계적유의성을 보여주었다(p<0.05). 안경원의 임상실습 만족도는 평균 4.08${\pm}$0.64로 학생들의 만족도보다 높게 나타났으며 '임상실습의 내용에 관한 만족도(평균 4.17${\pm}$0.54)'가 가장 높았다. 결론: 임상실습의 효과를 극대화하기 위해 실습생과 안경원의 만족도가 반영된 임상실습 프로그램이 요구되며 이에 따른 폭 넓은 연구와 관심이 요구된다.