• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제15권2호
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• pp.359-371
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• 1998

본 연구에서는 원자외선 영역($900~1750AA$)에서 오로라, 주/DIRKS 대기 광 관측 및 천문학적 관측을 동시에 수행하기 위한 FUVS(Far Ultraviolet Spectrograph)를 설계하고, 그 성능을 평가하였다. FUVS의 설계는 에돌이발(grating)의 광학적 특성과 비구면 광학을 충분히 고려하여 이루어졌으며, 분해능 계산을 위해 ray-trace 방법과 파면수차 계산에 의한 방법을 사용하여 설계의 검증을 시도하였다. 두 가지 방법에 의한 결과가 오차범위 안에서 일치하여 분석 방법에 큰 문제점이 없다는 것을 간접적으로 확인할 수 있었고, 전 영역에 걸쳐 대략 $2~5AA$의 분해능을 얻었다. 또한, FUVS의 수행 임무 중 가장 검출이 힘들 것으로 생각되는 고온의 성간 플라즈마에서 방출되는 선 방출의 검출 가능성을 타진하기 위하여 FUVS의 최소 검출가능 플럭스(MDF)를 계산하였다. 이 계산을 위하여 지금까지 알려진 반사물질, MCP 등의 특성을 충분히 고려하였으며, 선의 세기에 따라 하루에서 일주일에 걸친 관측을 통해 고온의 성간 플라즈마에서 방출되는 선 방출을 검출할 수 있다는 결론을 얻었다.

• 광학세계
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• 통권143호
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• pp.30-45
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• 2013

미국 QED Technologies(이하 QED)가 세계 최초로 상용화한 자기유동유체연마장치(이하 MRF$^{(R)}$-Magnetorheological (Fluid) Finishing)는 역시 QED가 개발한 간섭계 응용장비인 SSI$^{(R)}$(Subaperture stitching interferometer)와 같이 운용하면 1um 이하의 나노광학산업에서 ${\lambda}/10$ 또는 ${\lambda}/100$ 이상 더 정밀한 영역을 손 쉽게 제조할 수 있는 획기적인 공정을 가능하게 한다. 이러한 능력 때문에 미국, 유럽 및 일본 등의 첨단광학회사들은 96년 상업화된 이후 MRF$^{(R)}$와 SSI$^{(R)}$ 공정을 앞다투어 도입하며 기존공정이 지니고 있던 많은 한계들을 극복했다. 우리나라의 MRF와 SSI의 도입은 선진국에 비해 10년 이상 늦어진 2008년에 이르러서야 최초의 장비가 도입되었으며 이후 꾸준히 그 응용분야가 확장되어 가고 있다. 2012년에는 한국천문연구원과 그린광학에 SSI의 최신장비인 ASI(Aspheric Stitching Interferometer)와 MRF가 각각 도입됐다. 이를 계기로 해서 한국사무소에서 제안을 하여 QED사의 총괄대표이사인 Dr. Andrew Kulawiec, 응용기술부장인 Paul Dumas, QED 한국사무소의 오한석 박사와 신지식 박사가 그간의 기술동향을 발표하는 기술강연회가 지난 2012년 10월 23일 개최되었다. 한국천문연구원, 그린광학과 한국광학기기산업협회의 후원으로 한국천문연구원 은하수홀에서 개최된 이번 강연회에서는 다음과 같은 세가지 주제를 다루었다. 1. MRF의 원리 및 응용분야의 현황과 장비개발 현황 2. SSI의 원리 및 응용분야의 현황과 장비개발 현황 3. 광학설계와 가공실현성에 도움이 되는 비구면을 표현하는 새로운 식 Q-Polynominal 이번 강연회는 특히 QED의 공정 및 장비개발자들이 직접 참가한 기술강연회로 지난 2004년 및 2008년에 열린 기술강연회와 차별화되며, 25개 업체 약 50여 명이 참석하여 성황리에 마무리되었다. 향후 국내의 사용자 그룹에 대한 세미나를 정기적으로 개최해 QED의 첨단광학기술에 대한 정보교환의 장을 확대할 예정이며, 기술강연회도 가능한 한 정기화할 예정이다. 이번 강연회의 주제 중 우선 MRF와 SSI에 대한 논의를 광학세계 1월호에 소개하고자 한다.

• 한국광학회지
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• 제9권3호
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• pp.134-141
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• 1998

원적외선인 7.6$\mu$m 과정대역에서 회절한계 성는을 만족하는 무초점 줌 망원경 광학계응 설계하였다. 기계보정식 4군 줌 방식을 적용하여 줌 대물부 설계하였으며 접안부는 고정초점 렌즈를 구성하였다. 망원경의 줌 비(zoom ratio)는 4.05로 배율을 2.0배에서 8.1배까지 연속적으로 가변할수 있으며, 총 5개의 렌즈군에 9매의 렌즈로 구성하였다. 줌 대물부는 F/1.3의 텔리포트 형태로 설계하여 최고배율 초점거리에 비해 광학계의 길이가 작아 시스템 적용성이 우수하도록 하였으며, 초점조절 렌즈를 줌밍 렌즈군의 뒤에 놓아 물체까지의 거리에 따라 초점을 조절하도록 설계하였다. 광학계에 사용된 재질은 색수차 보정을 위하여 대물부의 렌즈 1매만 ZnSe를 적용하고 나머지 헨즈는 모두 Ge을 적용하여\ulcorner며, 총 18면의 곡률중 1면만 비구면을 적용하고 나머지 면은 모주 구면을 적용하였다. 설계된 망원경의 8.1배율에서의 시야는 $\pm$2.31$^{\circ}$,대물부 유효구경은 163mm이며, 모든 배율에서 회절한계 성능을 만족하는 것으로 평가하였다.

• 한국광학회지
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• 제19권2호
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• pp.108-115
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• 2008

구면 SELFOC 렌즈와 플라스틱 비구면 렌즈를 사용하여 mobile phone 광학계를 설계하였다. SELFOC 소재는 radial GRIN(gradient index) 분포를 가지며, 이것은 설계에 추가적인 자유도를 제공하므로, 비구면을 구면으로 대치할 수 있다. 두개의 플라스틱 비구면 렌즈로 구성된 통상적인 2P 광학계와 결상특성을 비교 하였다. 이 연구에서는 시판되고 있는 SELFOC 소재를 사용하여 1GRIN 1P 광학계를 설계하였다. 그러나 1GRIN 1P의 성능보다 통상적인 2P 광학계의 성능이 좋았다. 1GRIN 1P 설계에서 성능은 GRIN 소재의 굴절률 구배에 의지하므로 굴절률 구배가 클수록 좋은 성능을 보인다. 그러므로 큰 굴절률 구배를 갖는 가상의 GRIN 소재를 사용하여 광학계를 설계하였다. 현재 시판되는 SELFOC 소재보다 3배 정도 굴절률 구배가 큰 GRIN 소재가 개발된다면, 1GRIN 1P 광학계의 성능이 통상적인 2P 광학계의 성능과 유사하거나 더 좋아 질 것이다.

• 한국융합학회논문지
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• 제9권6호
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• pp.203-207
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• 2018

본 연구는 초점거리가 24mm 인, 대기투과 특성이 좋은 $3{\sim}5{\mu}m$ 파장대역의 적외선의 상을 결상할 수 있는 렌즈계의 설계 개발에 관한 것이다. 설계는 상용 설계 프로그램인 CodeV를 사용하였고, 색수차, 구면수차 및 왜곡 제거에 가중치를 가지는 최적화를 진행하였다. 설계되어진 렌즈계는 Si와 Ge로 구성된 2매의 렌즈로 이루어져 있는데, 각각의 렌즈는 한 면이 비구면으로 이루어져 있다. 그리고 이 광학계는 선폭 20lp/mm에서는 MTF값이 0.40, 선폭 29lp/mm에서는 MTF값이 0.25인 특성의 분해능을 갖게 되었다. 이 광학계는 $25{\mu}m$ pixel의 $206{\times}156$ 어레이 및 $17{\mu}m$ pixel의 $320{\times}240$ 어레이 적외선 검출소자를 사용하는 MWIR용 열화상 카메라에 적용할 수 있는 성능을 가진 것으로 판단된다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2007년도 하계학술발표회 논문집
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• pp.243-244
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• 2007

본 연구에서는 성형용 코어 가공에서 초경합금(WC, Co 0.5%)의 초정밀 가공특성을 파악하기 위하여 다이아몬드 휠의 메시, 주축 회전속도, 터빈 회전속도, 이송속도 및 연삭깊이에 따른 표면거칠기를 측정하여 최적연삭조건을 규명하였다. 규명된 최적연삭가공조건을 활용하여 페러렐 연삭법으로 초정밀 연삭가공을 수행하였다. 연삭가공은 초정밀가공기(ASP01, Nachi-Fujikoshi Co., Japan)를 사용하였다. 최종 정삭가공을 수행한 비구면 성형용 코어의 형상측정결과 형상정도(PV; ${\varphi}$ 3.0mm) 0.15${\mu}m$(비구면), 0.10${\mu}m$(평면)으로 3M급 이상의 고화질 카메라폰에 채용되고 있는 비구면 Glass렌즈 양산용 성형용 코어 규격에 만족한 결과로서 본 연구에 수행된 초정밀 가공조건 및 측정방법이 매우 유효함을 알 수 있었다. 형상정도(PV) 및 표면조도(Ra) 측정은 초정밀 자유곡면 측정기(UA3P, Panasonic Co., Japan)와 3차원 표면조도 측정기(NewView5000, Zygo Co., USA)를 각각 사용하였다. 초정밀 가공된 성형용 코어면에 이온증착법을 활용하여 DLC 코팅을 수행하였다. 코팅 전후의 성형용코어를 활용하여 Glass소재(K-BK7, Sumita Co., Japan)를 최적의 성형조건(성형온도, 압력, 냉각속도)으로 성형하였다. DLC 코팅과 성형은 DLC 코팅기(NC400, Nanotech Co., Japan)와 Glass렌즈 성형기(Nano Press-S, Sumitomo Co., Japan)을 각각 사용하였다. Fig. 1은 초정밀 연삭가공, DLC 코팅막 구조, 코팅된 성형용 코어, 그리고, 성형된 비구면Glass렌즈를 각각 나타낸다.

• 한국정밀공학회지
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• 제27권2호
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• pp.70-77
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• 2010

This study proposed an auto focusing method for a multi-focus image in assembling lens modules in digital camera phones. A camera module in a camera phone is composed of a lens barrel, an IR glass, a lens mount, a PCB board and aspheric lenses. Alignment among the components is one of the important factors in product quality. Auto-focus is essential to adjust image quality of an IR glass in a lens holder, but there are two focal points in the captured image due to thickness of IR glass. So, sharpness, probability and a scale factor are defined to find desired focus from a multi-focus image. The sharpness is defined as clarity of an image. Probability and a scale factors are calculated using pattern matching with a registered image. The presented algorithm was applied to a lens assembly machine which has 5 axes, two vacuum chucks and an inspection system. The desired focus can be determined on the local maximum of the sharpness, the probability and the scale factor in the experiment.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2006년도 하계학술발표회 논문집
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• pp.197-198
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• 2006

본 연구에서 개발하는 성형렌즈는 그림1과 같이 한쪽 면이 비구면인 평볼록 형상이다. Glass렌즈의 고온압축성형을 위해서는 초정밀 가공기술로 제작된 성형Mold가 필요하며, Mold재질에 따른 성형기술의 확립이 필수적이다. 또한, 성형Mold의 표면과 융착반응이 없는 Glass소재가 요구된다. 본 실험을 위한 성형Mold는 코발트(Co) 함량 0.5 %의 초경합금(WC; 일본, Everloy社, 002K)을 초정밀 연삭가공하여 제작하였다. Glass소재는 전이점(Transformation Point; Tg) $572\;^{\circ}C$,항복점(Yielding Point; At) $630\;^{\circ}C$의 열적 특성을 갖는 K-BK7(일본, Sumita社)을 사용하였으며, d선에서 굴절률 및 아베수는 각각 1.51633, 64.1이다. 비구면 Glass렌즈 성형은 GMP(Glass Molding Press; 일본, Sumitomo社, Nano Press-S)장비를 사용하여 성형온도 $625\;^{\circ}C$, 서냉온도 $550\;^{\circ}C$로 고정하고 성형압력를 200-800 N 범위에서 변화시켰다. 표 1에 성형변수로 사용한 서냉속도와 서냉전환온도 조건을 나타낸다. 표1과 같이 각 서냉조건별로5장의 렌즈를 성형 후 특성값이 평균치에 가까운 3장을 선별하여 그 특성을 비교하였다. 각 조건에 따른 성형렌즈의 형상정도(일본, Panasonic社, UA3P, 자유곡면형상측정기), 두께(일본, Mitutoyo社, MDC-25M, 마이크로메터), 굴절률(일본, Shimatus社, KPR-200, 정밀굴절률측정기) 및 MTF[해상도](독일, Trioptics社, Image Master HR, MTF-Field)를 측정하여 각각의 광학적 특성을 비교 평가하였다. 비구면 Glass렌즈 성형장비와 형상측정기를 그림 2, 3에 각각 나타낸다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.428-428
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• 2007

최근 고화질 카메라폰이 경박단소화 되는 경향에 따라 Plastic렌즈 또는 구면 Glass렌즈만으로는 요구되는 광학적 성능 구현이 힘들기 때문에 비구면 Glass렌즈에 대한 요구가 증가하고 있다. 이러한 비구면 Glass렌즈는 일반적으로 초경합금 성형용 코어를 이용한 고온압축 성형방식으로 제작되어지기 때문에 코어면의 초정밀 연삭가공 및 코어면 코팅기술 개발이 시급한 상황이다. 한편, 대표적인 난삭재 Silicon Carbide(SiC)는 광학적 특성 및 기계적 특성, 전기적 특성 등 우수한 특성을 가진 재료로서 우주망원경, 레이저 광 및 X선 반사용 미러 등 다종, 다양한 용도로 이용되고 있으며 전기, 전자, 정보, 정밀기기의 급격한 발전으로 SiC의 수요가 급격히 증가하고 있다. 비구면 Glass렌즈 성형용 코어를 SiC소재로 제작할 경우 성형용 코어의 수명향상, 렌즈 생산원가의 절감 및 코팅 과정의 간소화 등의 다양한 장점을 가지므로 SiC를 이용한 성형용 코어의 나노 정밀도급 초정밀 연삭가공기술의 개발이 필요하다. 본 논문에서는 3 메가픽셀, 2.5배 광학 줌 카메라폰 모듈용 비구면 Glass렌즈 개발을 목적으로 실험계획법을 적용하여 초경합금 성형용 코어의 연삭조건을 규명하였다. 초경합금 비구면 성형용 코어의 초정밀 연삭가공조건 및 결과를 바탕으로 난삭재인 Silicon Cabide(SiC)의 연삭가공조건을 구하고 이를 이용하여 비구면 Glass렌즈 성형용 코어를 초정밀 연삭가공하였다.

• 한국광학회지
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• 제14권3호
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• pp.236-243
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• 2003

본 논문에서는 구면수차와 Stiles-Crowford 효과를 고려하여 인간의 눈을 모델링한 정밀모형안과 등가인 렌즈모듈 모형안의 설계에 관하여 논의하였고, 렌즈모듈 모형안을 적용한 Head Mounted Display(HMD)용 광학계를 설계 및 평가하였다. HMD용 광학계에서 요구되는 소형화, 고성능 및 고해상도 등의 필수조건들을 만족시키기 위해 회절광학소자와 비구면을 이용하여 색수차와 단색수차를 보정하였다. SVGA급 480,000화소를 갖는 0.47 인치 micro-display, 플라스틱 hybrid 렌즈, 그리고 렌즈모듈 모형안으로 HMD용 광학계를 구성하였다. 설계된 광학계의 초점거리는 31.25 mm, FOV는 24H$\times$18V$\times$30D degrees, 그리고 전장길이는 59.1 mm이다. 결과적으로, 사용자가 편안함을 느낄 수 있는 HMD에 유용한 광학계를 얻었다.