• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2004년도 춘계학술발표대회 논문집 제23권 1호
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• pp.171-174
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• 2004

표적강도는 수중 산란체의 능동 탐지 확률을 좌우하는 중요한 변수중 하나이며 산란체의 기하학적 형상에 의해 결정이 되기 때문에 수치해석을 통한 해석 및 예측이 가능하다. 수치해석 기법은 현재 여러 가지가 알려져 있으며, 그중 Kirchhoff approximation이 다른 해석 기법에 비해 거울면 반사특성의 산란해석에 적합하며, 프로그램으로의 적용이 용이하다는 장점으로 인해 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 이러한 장점에 의거하여 Kirchhoff approximation을 이용하여 표적강도 수치해석 프로그램을 개발 및 검증하였다. 프로그램의 성능 검증은 원통형 산란체에 대한 이론해 검증과 원통형 실험 산란체를 통한 실험 검증을 수행하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제7권5호
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• pp.175-180
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• 2016

광기전공학 기술이 융합된 광학계의 발달은 광학계를 구성하는 부품의 표면이 비구면 또는 자유곡면으로 진화하고 있다. 본 논문에서는 광학식 자유곡면의 국부영역으로부터 직교하는 2방향의 곡률을 정의하여 전체 형상을 복원하는 알고리즘을 제안하였다. 8.4 m 자유곡면 형상을 가진 반사거울에 구현된 알고리즘을 적용한 결과 형상 복원 최대오차 0.065 nm, 평균제곱근 오차 0.013 nm로 복원됨을 확인하였다. 프루브의 위치오차 발생에 대한 노이즈 민감도를 해석한 결과, 2 mm 오차에 대해서도 형상복원 최대오차 30 nm, 제곱평균제곱근 오차 8.7 nm로 위치 오차에 매우 둔감한 알고리즘임을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권9호
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• pp.2933-2943
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• 1996

A grating composed of elliptical cylinders (GEC), specially designed, is applicable to control of radiation heat transfer from a heated surface, as reported in our previous work. In this study, an analysis of radiation heat transfer is performed for a physical model in which the GEC is placed in front of a heated black-base surface and the major axes of the elliptical cylinders are inclined as a certain angle from the normal to the row of elliptical cylinders. Numerical solutions are obtained. Variations of the direction and the radiative energy concentration with slant angle of the major axis are shown for some parameters. It is verified that the GEC is able to widely change the direction of radiation heat transfer from the heated surface.

• 한국광학회지
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• 제6권4호
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• pp.282-287
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• 1995

발진 파장 영역이 매우 광범위한 티타늄 사파이어를 사용하여 접힌 공진기 형태의 레이저를 제작하고 연속 발진 특성을 조사하였다. 티타늄 사파이어 결정은 $Ti^{3+}$ 도핑율이 0.15wt.%이고 두께가 4.1mm이며 양면이 Brewster 각으로 되어 있는 것을 사용하였다. Brewster 면에서는 비점수차가 발생하므로 이를 보정하기 위하여 공진기의 접힌 각도를 $15.4^{\circ}$로 조정하였다. 펌핑 광원으로는 Ar-ion 레이저를 사용하였고, 반사율 90%의 출력경을 사용하여 2W 펌핑에서 레이저 발진이 시작되었으며, 5W 펌핑에서 450mW 이상의 츨력을 얻을 수 있었다. 또한 공진기의 두 오목거울 간의 거리에 따라 출력 변화를 조사하였다.

• 한국광학회지
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• 제9권2호
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• pp.63-69
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• 1998

수직 공진 표면광 레이저에서 분산 브라그 반사경의 광 산란 손실을 자세히 분석하기 위하여, 광산란 실험을 수행하고 산란효과를 고려한 투과 행렬 방법을 통하여 표면 거칠기에 대한 정보를 추출하였다. 산란실험에는 수직 공진 표면광 레이저 제작에 사용된 다양한 종류의 웨이퍼가 이용되었다. 거울각 근처의 산란광 세기를 추정하기 위해서 fractal 표면을 가정하였다. 분석에 사용된 변형된 투과 행렬 방법은 각 경계 면에서 산란 손실을 고려하면서 반사율을 효과적이고 쉽게 계산할 수 있게 하였다. 실험결과, 표면 거칠기는 $4{\AA}$ 에서 $10{\AA}$로 나타났고, 산란에 따른 반사율 감소는 거칠기가 $10{\AA}$ 경우에 0.26%에 해당하였다.

• 과학교육연구지
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• 제34권1호
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• pp.72-83
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• 2010

이 연구의 목적은 7학년 과학 교과서의 빛 단원에 사용된 화살표의 유형을 분석하고, 화살표의 의미에 대한 중학생들의 개념을 알아보는 데 있다. 중학교 과학교과서 9종의 빛 단원에 사용된 화살표의 유형을 분류하고, 이를 바탕으로 검사도구를 개발하였다. 7학년 학생의 과학 성적에 따라 상, 중, 하 각 2명씩을 대상으로 하여 화살표의 개념을 어떻게 인식하고 있는지 면담법으로 조사하였다. 중학교 과학교과서의 빛 단원에 사용된 화살표의 유형은 물체에서 나온 빛이 눈에 도달하는 과정에 따라 4가지로 나눌 수 있었다. 화살표의 점선과 실선에 대한 개념 이해는 과학성적에 따라 서로 다르게 나타나는 경향을 보였다. 빛이 평면 거울면에 반사하거나 공기와 물의 경계면에서 굴절하여 우리 눈에 들어오는 빛의 경로를 표현할 때, 물체에서 나온 화살표의 실선과 물체가 위치하고 있다고 인식하는 화살표의 점선의 의미를 명확히 제시하여 가르치는 것이 필요하다.

• 한국광학회지
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• 제23권4호
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• pp.167-171
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• 2012

과학기술위성3호 부탑재체인 COMIS(Compact Imaging Spectrometer)는 무게 4.25 kg의 소형영상분광기로써 지표면 및 대기과학을 연구할 목적으로 개발되었다. COMIS는 지표면, 대기, 수면으로부터 반사되는 태양 에너지를 고도 700 km에서 가시광 및 근적외선 영역(0.4 ~1.05 ${\mu}m$)에서 해상도 27 m, 관측폭 28 km, 파장 분해능 2 ~ 15 nm를 갖도록 결상 광학계와 분광 광학계로 구성된다. 먼저 지상 $27m{\times}28km$의 해당되는 지표면에서 반사된 빛은 COMIS의 결상 광학계에 의하여 상면에 위치한 $11.8{\mu}m{\times}12.1mm$의 선형 슬릿으로 맺히고, 이후 약 1.1배의 배율을 갖는 분광 광학계의 상면에 $1.4mm{\times}13.3mm$의 크기를 갖는 분광 스펙트럼 영상으로 나타난다. 이 때 부분 반사 및 산란 등에 의한 신호대잡음비(SNR, signal to noise ratio) 저하를 방지하기 위하여 렌즈 및 거울 면에 무반사 및 고반사 코팅이 적용되었고, 내부에는 미광 차단 구조물 등이 설치되었다. 미광 차단 설계의 적정성을 확인하기 위하여 미광 모델 수립과 상용 프로그램을 이용한 미광 해석을 수행하였다. 해석 결과 미광의 세기는 정상 결상 대비 무시할 정도의 값($10^{-5}$)으로 영상에는 실질적인 영향이 없음을 확인하였다.

• 한국광학회지
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• 제30권2호
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• pp.37-47
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• 2019

야간 감시를 위해 원적외선에서 사용하는 4개의 구면 및 비구면 거울을 갖는 반사식 전방위 비전 시스템 광학계를 제안한다. 이 반사식 전방위 비전 시스템은 유사 카세그레인식 수광부 반사경 시스템과 역 유사 카세그레인식 결상부 반사경 시스템으로 설계되었으며, 그에 따른 설계 과정과 성능 분석을 상세히 제시한다. 이 비전 시스템의 반화각과 F-수는 각각 $40{\sim}110^{\circ}$와 1.56으로 설정하였다. 그리고 원적외선 파장 영역에서 비전 시스템을 사용하기 위해서 상의 크기가 원적외선용 마이크로 볼로미터의 크기와 가능한 같아야 하므로 상의 크기를 $5.9mm{\times}5.9mm$에 맞추어 설계를 진행하였다. 최적화 설계 후 $40{\sim}110^{\circ}$의 반화각 범위에서의 상 크기의 비율은 48.86%이며, 나이퀴스트 주파수인 20 lp/mm의 공간주파수에서 원적외선의 변조전달함수 값이 0.381에 도달하였다. 또한 20 lp/mm의 공간주파수에서 원적외선 영역에 대한 공차의 누적 확률은 99.75%였다. 또한 역 유사 카세그레인식 구조의 결상부 부경을 온도 변화에 따른 변조전달함수 값을 개선시키는 보상자로 선택하여 반사식 전방위 비전 시스템의 운용 온도 범위인 $-32^{\circ}C$에서 $+55^{\circ}C$의 온도 범위에서 비열화 해석 및 보상화 과정을 진행하였다.

• 한국음향학회지
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• 제27권3호
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• pp.140-148
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• 2008

본 연구에서는 물리광학법 (physical optics)과 푸리에 변환 (Fourier transform)을 바탕으로 잠수함과 같이 크고 형상이 복잡한 수중표적의 시간영역 음파 후방산란 신호를 모의하기 위한 수치해석방법을 구현하였다. 키르코프-헬름홀쯔 적분식 (Kirchhoff-Helmholtz integral equation)에 키르코프 근사이론 (Kirchhoff approximation)을 적용하여 유도한 물리광학법을 바탕으로 수중표적의 후방산란 음파에 대한 주파수 응답을 계산하였으며, 시간영역 신호모의를 위해 구해진 주파수응답에 고속 역푸리에 변환 (inverse fast Fourier transform)을 취하였다. 입사 음파의 직접조사 면적을 산정하기 위한 적응 삼각형 빔 방법과 다중반사 효과를 고려하기 위한 가상면 개념을 도입하였다. 평면 음파가 정사각형 평판에 수직으로 입사하는 경우에 대한 수치해석 결과를 시간영역 물리광학법에 근거한 해석해와 비교하여 본 연구에서 구현한 수치해석방법의 정확성을 검증하였으며, 반구형 원통모델에 대한 수치모의 결과를 측정결과와 비교하여 본 연구방법이 거울반사 (specular reflection) 효과가 우세한 경우에 유효한 해를 제공할 수 있으나 작은 표적에 대해서는 오차를 줄 수 있음을 확인하였다. 또한, 이상화된 잠수함 모델에 대한 수치해석을 통해 실제 수중표적에 대한 시간영역 후방산란 해석으로의 적용 가능성을 확인하였다.

• 천문학회보
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• 제41권2호
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• pp.53.1-53.1
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• 2016

국립대구과학관 천체 관측 핵심시설인 1m 반사망원경을 개발하고 설치 완료하였다. 본 발표에서는 국립대구과학관 1m 망원경의 시스템 사양과 개발 및 설치과정을 전반적으로 기술하고 앞으로의 활용계획에 대해 소개하고자 한다. 이번에 도입된 주망원경은 지난 2014년 11월부터 광학계 및 마운트 설계를 시작으로 2016년 5월까지 약 1년 6개월의 개발기간을 거쳐 설치 완료되었다. 순수 국내기술로 개발된 주망원경은 주경 1,000mm(부경 300mm)의 유효구경을 가지며 후방초점거리가 700mm인 초점비 F/8의 리치-크레티앙 방식의 광학계로 설계되었다. 레이저 간섭계를 이용하여 거울면 전체의 형상 오차를 정밀하게 측정한 결과 주경면 PV < ${\lambda}/4$, RMS < ${\lambda}/20$, 부경면 PV < ${\lambda}/10$, RMS < ${\lambda}/50$의 형상 정밀도를 가진다. 포크형태의 경위대식 마운트 구조로 방위각, 고도 양축과 디로테이터에 각각 모터가 장착되어 움직이는 다이렉트 드라이브 방식으로 구동된다. 최대 구동속도는 $2^{\circ}/s$이상, 포인팅 정밀도는 2'이하, 10분간 추적 정밀도는 3"이하(10분간 오토가이더 추적 정밀도는 1"이하)의 구동 성능을 가진다. 제어용 컨트롤 시스템은 JTCS(Justek Telescope Control System)를 사용한다. 성능 평가를 위해 시험 관측된 10~13등급 사이 10개의 별들에 대한 FWHM 측정결과는 4~5" 범위에 있다. 앞으로 지속적인 성능 평가와 업그레이드를 통해 향후 정밀도를 높여 학술 연구용으로 공개할 예정이다. 이번 국립대구과학관 1m 주망원경의 도입으로 지역 천문교육 프로그램이 한 단계 더 도약할 수 있을 것으로 기대한다.