• 제목/요약/키워드: Wavefront Reconstruction

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High-order Reduced Radial Zernike Polynomials for Modal Reconstruction of Wavefront Aberrations in Radial Shearing Interferometers

  • Tien Dung Vu;Quang Huy Vu;Joohyung Lee
    • Current Optics and Photonics
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    • 제7권6호
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    • pp.692-700
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    • 2023
  • We present a method for improving the accuracy of the modal wavefront reconstruction in the radial shearing interferometers (RSIs). Our approach involves expanding the reduced radial terms of Zernike polynomials to high-order, which enables more precise reconstruction of the wavefront aberrations with high-spatial frequency. We expanded the reduced polynomials up to infinite order with symbolic variables of the radius, shearing amount, and transformation matrix elements. For the simulation of the modal wavefront reconstruction, we generated a target wavefront subsequently, magnified and measured wavefronts were generated. To validate the effectiveness of the high-order Zernike polynomials, we applied both low- and high-order polynomials to the wavefront reconstruction process. Consequently, the peak-to-valley (PV) and RMS errors notably decreased with values of 0.011λ and 0.001λ, respectively, as the order of the radial Zernike polynomial increased.

Wavefront 3D Reconstruction and Measurement for Natural 3D Display System

  • Matoba, Osamu;Nitta, Kouichi;Awatsuji, Yasuhiro
    • 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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    • 한국정보디스플레이학회 2008년도 International Meeting on Information Display
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    • pp.935-938
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    • 2008
  • Three-dimensional (3D) display systems based on wavefront reconstruction are presented. To obtain the wavefront of 3D objects, we present holographic recording using temporally or spatially phase-shifting interferometer. In the 3D display systems, phase-only reconstruction using a spatial light modulator and an approach to increase the reconstructed power are presented.

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Reconstruction of Wavefront Aberration of 100-TW Ti:sapphire Laser Pulse Using Phase Retrieval Method

  • Jeong, Tae-Moon;Kim, Chul-Min;Ko, Do-Kyeong;Lee, Jong-Min
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제12권3호
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    • pp.186-191
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    • 2008
  • A phase retrieval method using an error reduction algorithm is developed for reconstructing a wavefront aberration of an 100-TW Ti:sapphire laser pulse from the measurement of a focal spot. The phase retrieval method can successfully reconstruct a wavefront aberration of a 100-TW Ti:sapphire laser pulse, and the reconstructed wavefront aberration shows a good agreement with the wavefront aberration measured with a wavefront sensor. The effect of the dynamic range and the intensity noise on the reconstruction is also investigated in reconstructing a wavefront aberration of an 100-TW Ti:sapphire laser pulse.

Stripmap-mode SAR에서의 영상복원 알고리즘의 성능분석 (Performance Analysis of the reconstruction Algorithms in the Stripmap-mode SAR)

  • 박현복;김형주;최정희
    • 한국전자파학회:학술대회논문집
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    • 한국전자파학회 2000년도 종합학술발표회 논문집 Vol.10 No.1
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    • pp.29-33
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    • 2000
  • Stripmap SAR 시스템에서 레이더는 Slant range-domain에서 고정된 Strip상에 Data acquisition period 동안 계속해서 같은 Broadside 방사 패턴을 유지하며, Range domain에서 고정돈 Strip내의 지형의 지도를 제공하는 SAR 영상 시스템이다. Stripmap SAR를 위한 고전적인 영상 복원을 Synthetic aperture (slow-time) domain에서 Deramping 또는 Chirp deconvolution을 이용하는 Fresnel approximaptio에 의존하였다. 또 다른 Stripmap SAR 영상화의 접근방법으로 SAR wavefront reconstruction이론과 레이더 방사형태에 대한 spherical wave Fourier decomposition을 통하여 slow-time domain에서의 SAR 신호의 분석에 기본을 두고 있다. 본 논문에서는 컴퓨터 모의 실험을 통해 생성된 Stripmap SAR 데이터를 이용하여 Fresnel approximation 기법과 Wavefront Reconstruction 기법을 비교 분석한다.

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Spotlight-mode SAR(Synthetic Aperture Radar)에서의 Inversion 기법 성능 분석 (Performance Analysis of the Inversion Schemes in the Spotlight-mode SAR(Synthetic Aperture Radar))

  • 최정희
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제40권1호
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    • pp.130-138
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    • 2003
  • Stripmap-mode 합성개구레이더의 고전적인 영상 복원기술은 Range-Doppler 알고리즘이다. 하지만 고해상도 Spotlight-mode 합성개구레이더 시스템에서는 Range-Doppler 알고리즘을 적용했을 때 성능이 상당히 나빠지므로 Spotlight-mode에 맞는 별도의 Inversion 알고리즘이 연구되어왔다. 본 논문에서는 Spotlight-mode 합성개구레이더에서 Raw-data를 처리하기 위한 알고리즘 연구를 통해 기존의 평면파 근사 방법을 이용하고 있는 Polar format 알고리즘과 근사 방법을 사용하지 않는 Wavefront Reconstruction 기법에 대한 성능분석을 시도하였다. 이 때 Source 신호의 Carrier 주파수, 합성 개구면 Size, 그리고 표적물의 위치에 따라 두 Inversion기법의 결과 영상을 비교함으로써 Wavefront Reconstruction 기법의 우수성을 입증하였다. Spotlight-mode 합성 개구 레이더 시스템을 시뮬레이션하여 Raw-data를 생성시키고 각 알고리즘에 적용하여 역변환을 통해 영상화된 표적물의 형태로 성능을 비교 분석하였다.

광학계의 파면수차 재구성에 대한 연구 (The Study of Wavefront Aberration Reconstruction for Optical System)

  • 박성중;주석희;김성균
    • 한국안광학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.357-364
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    • 2005
  • 본 연구에서는 안광학계의 성능평가 장비 개발을 위한 눈과 같은 광학계의 파면수차를 구현하는 프로그램을 개발하였다. 광학계의 파면수차를 재구성하기 위한 프로그램은 matlab을 사용하였으며, 파면수차 합수는 modal 방법에 의한 저니케 다항식을 사용하였다. 본 연구에서 개발된 파면수차 재구성 프로그램을 검증하기 위해 cooke triplet 광학계의 저니케 계수(n=7)를 code V를 사용하여 계산하였으며, 이 결과를 본 연구에서 개발된 프로그램에 의해 계산된 결과와 비교하였다. 이 때 사용한 저니케 계수는 n=2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 그리고 10인 경우이며, sub-aperture 수는 1,253개이다. 개발된 프로그램의 검증결과 n=4 이상인 경우에는 본래의 파면수차와 거의 일치하였으며, n=7인 경우의 저니케 계수는 code V에서 계산된 저니케 계수와 동일함을 알 수 있었다. 이러한 연구 결과는 적응광학을 사용한 안광학계의 성능평가 장비 개발을 위한 핵심 기술로 사용될 것이다.

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A New Shack-Hartmann Type Wavefront Sensor Using Liquid Crystal Panels

  • Xiaoxi, Chen;Xu, Liu
    • 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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    • 한국정보디스플레이학회 2005년도 International Meeting on Information Displayvol.I
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    • pp.528-530
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    • 2005
  • In this paper, we present a new and practical method for achieving real-time wavefront measurement, dramatically increasing the resolution, dynamic range of Shack-Hartmann wavefront sensor and improving the wavefront reconstruction quality. In proposal method, a liquid crystal display panel (LCD) for the generation of an array of Fresnel microlenses is use instead of the static microlens array of the conventional Shack-Hartmann type sensor. An off-axis holographic microlens array is designed instead of the normal microlens array to increase the effective array and then the dynamic range. The focus properties of the off-axis lens are studied.

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SAR Imaging에서 Physical Array와 합성 Array 신호의 Subspace 비교를 통한 Wavefront Inversion 기법 입증 (Verification of Wavefront Inversion Scheme via Signal Subspace Comparison Between Physical and Synthesized Array Data in SAT Imaging)

  • 최정희
    • 전자공학회논문지D
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    • 제36D권4호
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    • pp.34-41
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    • 1999
  • Synthetic Aperture Radar 시스템은 레이더 또는 목적물을 일정거리 또는 시간 간격동안 움직여가면서 반사되는 신호를 측정하여 동시에 처리해 줌으로써 안테나 크기를 크게 하는 효과를 가지게 되므로 목적물의 형체를 파악하는 Imaging 시스템의 일종이다. Imaging의 성패는 어떤 Modeling 과 Inversion 과정을 거치느냐에 달려 있는데 본 논문에서는 가장 Approximation이 적은 Wavefront reconstruction 기법을 적용하여 SAR 모델에서 획득한 데이터와 같은 크기의 실제 안테나가 있다고 가정하였을 때의 데이터와 이론적이고 실험적인 Signal Subspace 비교를 수행하였다. 이 연구를 통해 새로운 기법인 Wavefront reconstruction 알고리즘을 충분히 뒷받침해 줄 수 있는 결과를 얻을 수 있다.

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3 차원 결맞음 결상을 위한 파면 접힘 간섭계 (Wavefront Folding Interferometer for 3-dimensional Coherence Imaging)

  • 오세백;홍영주;곽윤근;김수현
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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    • pp.755-759
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    • 2004
  • The van Cittert-Zernike theorem has been used in radio astronomy. Recently, the van Cittert-Zernike theorem has been tried to 3D source reconstruction. A couple of interferometer has been used in 3D coherence imaging like Michelson Stellar Interferometer and Rotational Shearing Interferometer. We propose a new type of interferometer, which is a wavefront folding interferometer with a corner cube. By characteristics of the corner cube, it is capable of measuring both mutual intensity and cross spectral density function, and it is very easy to align and robust to disturbance. We simulate the feasibility of this interferometer setup by simulation of point source reconstruction.

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Improved Iterative Method for Wavefront Reconstruction from Derivatives in Grid Geometry

  • Nguyen, Vu-Hai-Linh;Rhee, Hyug-Gyo;Ghim, Young-Sik
    • Current Optics and Photonics
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    • 제6권1호
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    • pp.1-9
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    • 2022
  • This paper proposes a robust, simple zonal wavefront-estimation method in a grid sampling model. More slopes are added to the integral equation of the algorithm to improve the accuracy and convergence rate of this approach, especially for higher-order optical aberrations. The Taylor theorem is applied to clarify the mathematical description of the remaining error in the proposed method. Several numerical simulations are conducted to ensure the performance and improvement in comparison to the Southwell and previous algorithm. An experiment is also conducted according to deflectometry output and the results are verified using a reference measured with a stylus system.