• 한국광학회지
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• 제10권6호
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• pp.462-467
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• 1999

중적외선 파장대역$(3.7-4.8{\mu}m)$에서 20:1의 줌 비(zoom ratio)를 가지며 최저배율에서는 40$^{\circ}$$\times$30$^{\circ}$의 광시계를 갖는 연속 줌렌즈 광학계를 설계, 제작하였다. 설계된 줌 렌즈 광학계는 F/2.5에 총 7매의 렌즈로 구성되며 실리콘(Si)과 게르마늄(Ge)이 광학재질로 사용된다. 줌 광학계는 적외선 검출기를 최종 상면에 놓을 때 비네트(vignett)에 의한 광학적 errors를 줄이면서도 줌 대물렌즈의 크기를 최소화하기 위한 릴레이 형태의 재결상계(reimaging system)로 설계하였으며, 줌 렌즈의 배율 변화와 1차적인 결상을 담당하는 줌 대물부와 이를 다시 검출기에 재결상 시켜주는 결상부는 구성된다. 줌 대물부는 기계보정식 4군 줌 렌즈 형태로 구성되며 각 군을 구성하는 렌즈 매수를 최소화하여 광학계의 질량 및 크기를 줄이면서도 광학적 성능은 우수하게 유지되도록 설계하였으며 결상부는 1개의 렌즈군으로 구성하였다. 제작된 줌 렌즈 광학계의 축상 MTF를 측정한 결과 최고 배율인 20배에서 공간주파수가 24cycle/mm일 때 4.0$\mu$m파장에 대한 MTF 측정값이 0.692로 회절한계에 가까운 성능을 보였으며, 분해능은 7.6 cycles/crad까지 분해되는 것을 확인하였다.

• 한국광학회지
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• 제11권2호
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• pp.67-72
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• 2000

최근에 많은 연구들이 디지털 다기능 디스크(DVD) pick up head나 초정밀 주사 현미경과 같은 회절 한계 이상의 초분해능을 갖는 광학계를 개발하기 위해 annular mask나 ppupil filter 등의 다양한 방법을 이용하고 있다. 본 연구진은 초분해능 광학계 개발에 이용되는 annular mask와 phase modulated filter를 동시에 갖는 환형태의 위상 변조 광학계를 개발하기 위한 연구를 수행해 왔다. 이러한 광학계의 결상 특성은 위상 변조 조건, 즉 환형 폭, 환형 위치, 그리고 변조량에 영향을 받게되는데, 본 연구에서는 이러한 위상 변조 조건을 결정할 수 있는 최적화 프로그램을 개발하였다. 프로그램에 의해 결정된 환형 위상 변조 광학계의 위상 변조 조건에 따른 최적 상면에서의 중심 강도 변화를 조사하였다. 이러한 결과로부터 최대 중심 강도를 갖는 최적의 환형 이상 apodizer 조건을 결정할 수 있었고, 특히 광학계가 구면수차를 포함하는 경우 구면수차량이 증가 할수록 수차 보정 능력이 우수함을 알 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제27권2호
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• pp.67-72
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• 2016

영사식 무아레 토포그래피에서 실제 물체에 대한 측정오차를 줄이기 위해서는 물체높이에 따른 무늬차수의 변화율인 무늬 민감도에 대한 조사가 필수적이며, 또한 무늬 민감도를 활용을 하면 절대 차수 결정이 매우 편리하고 정확해진다. 영사기를 사용한 영사식 무아레 토포그래피에서 무늬차수를 결정하기 위한 변수는 광원의 위치와 물체의 위치, 격자주기이다. 이 변수들 중에서 광원의 위치를 횡축으로 움직이는 광원 횡축 이동법과 물체를 종축으로 움직인 물체 종축 이동법에 따른 무늬 민감도를 격자주기에 따라 서로 비교하고 이를 분석하였다. 그 결과 광원 횡축 이동법에서 광원과 상검출기 사이의 간격이 클수록 민감도가 높았으나, 물체 종축 이동법에서 물체와 결상렌즈 사이의 거리가 작을수록 민감도가 높았다. 그리고 두 방법에서 격자주기가 작을수록 민감도가 더 높았으며 변수 변화에 따른 무늬 민감도 변화량은 더 컸다.

• 한국광학회지
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• 제22권5호
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• pp.239-244
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• 2011

본 논문에서는 LCD 디스플레이용 색채계 렌즈에 관해 근축광학적인 방법에 의한 비결상 광학설계를 소개한다. 색채계란 디스플레이 상의 측정영역으로부터 방출된 광을 빛의 3원색인 빨강, 녹색, 초록으로 분해하는 측정기기로써, 결상렌즈가 아닌 집광렌즈를 필요로 한다. 집광렌즈는 비결상 렌즈이고 측정영역과 감지영역 간의 특정한 압축비 조건을 만족해야 한다. 총체적인 비결상 광학조건을 이해하기 위해, 근축광학을 사용하여 필요충분조건을 해석적인 표현식으로 유도하였고, 나아가 간단한 공식으로 발전시켰다. 이 공식의 타당성은 CODE V와 Light-Tools를 사용하여 검증하였다. 이 공식은 색채계용 집광렌즈 뿐만 아니라, 레이저 빔의 세기를 균일하게 만들기 위한 어레이 렌즈의 설계에도 유용하게 확장 적용될 수 있다.

• 한국안광학회지
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• 제5권2호
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• pp.175-180
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• 2000

입사 광량과 동공 직경의 관계는 Stiles-Crawford 효과에 의해서 동의 중앙에서 가장자리로 갈수록 입사 광량이 감소하는 경향을 갖는다. 본 논문에서는 여러 가지 영향에 의하여 임의의 방향으로 입사광의 실수 진폭 분포가 편위되었을 때 상면에서의 착락원 형태 변화를 조사하였다. 입사광의 실수 진폭 분포가 편위되지 않았을 때는 상면에서 착락원은 원형 대칭성을 나타냈지만 입사광의 실수 진폭 분포가 편위되었을 때는 상면에서의 착락원 형태는 비대칭의 타원 형태로 변화되었다. 또한 입사광의 실수 진폭 분포의 편위 방향과 상면에서 착락원의 장축 방향이 일치하였으며 입사광의 실수 진폭 분포의 편위 방향이 서로 반대 방향(${\Delta}{\phi}$와 ${\Delta}{\phi}+{\pi}$)일지라도 상면에서의 강도 분포와 착락원의 형태는 동일하게 나타나 상질에 동일한 영향을 미침을 알 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제31권2호
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• pp.96-104
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• 2020

주간 무인 감시를 위하여 가시광 파장 범위인 400~700 nm에서 렌즈와 거울의 기능을 동시에 갖는 구멍 없는 하이브리드 렌즈를 활용한 반사굴절식 전방위 줌 광학계를 설계하고 그 성능을 분석하였다. 하이브리드 렌즈는 렌즈에 구멍을 뚫는 작업이 없고 광학 부품의 수량을 줄일 수 있기 때문에 전방위 줌 광학계의 제작과 조립에서 많은 장점을 갖는다. 이 광학계에서 결상된 도넛 형태의 상에서 안쪽의 압축된 낮은 공간주파수의 상 영역을 확대하여 보기 위해서 줌 렌즈의 기능을 추가한 전방위 광학계의 최적화 설계를 진행하였다. 그 결과 최적화 설계된 광학계의 변조전달함수, 스폿 다이어그램 분석, 공차 분석을 통해 이 광학계의 성능을 분석한 결과로부터 설계 목표 사양을 만족함을 알 수 있었다. 줌 광학계를 주밍할 때 -30~50℃의 온도 변화에 따른 비열화 해석을 한 결과, 적절한 렌즈의 재질을 선정하여 온도 변화에도 상 거리 변화가 거의 없는 광학계임을 확인하였다.

• 한국광학회지
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• 제17권2호
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• pp.113-119
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• 2006

망막검사를 위한 검안경용 망막 카메라를 개발하기 위한 광학계 설계를 연구하였다. 이에 앞서 사람의 눈에 대한 광학계 제원은 김상기와 박성찬이 발표한 정밀모형안을 채택하였다. 이를 토대로 하여 광학계를 4개의 렌즈 군으로 구성하였고 제 1군으로 모든 시야각에 대한 광을 중심으로 모았다가 제2, 제3, 제4군에 의해 결상하도록 하였다. 결상된 망막의 상은 CCD 광검출기에 의해 모니터로 전시한다. 제 1군을 단일 렌즈로 하고 나머지 광학계를 triplet로 하여 최적화를 통해 설계하였다. 광선수차, spot diagram, 회절을 고려한 point spread function 및 MTF를 계산하여 분석한 결과, 좋은 성능을 가진 광학계 설계가 가능하였다. 본 연구 결과에서 얻은 광학계로서 양질의 망막 카메라를 개발할 순 있을 것으로 믿는다.

• 한국광학회지
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• 제17권2호
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• pp.149-158
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• 2006

가우스 괄호법을 이용한 굴절능 배치 방법과 등가렌즈 설계법으로 기존에 설계한 반도체와이어 본딩 검사용 다중배치 현미경 광학계에 대한 공차 분석을 하였다. 축상 대칭 공차인 곡률과 두께에 대한 공차는 회절 한계에 의한 초점심도 내에서 후방초점거리(BFL)가 변하도록 결정하였고, 축 비대칭 공차인 decenter와 tilt에 대한 공차는 0.7 field에서 공간주파수 50 lp/mm에서의 MTF(Modulation Transfer Function) 변화가 5% 이내가 되도록 시행착오 방법으로 정하였다. 이 결과 공차분포확률에 관계없이 MTF의 감소율이 5% 미만 되는 곳에 가장 많은 확률로 공차가 분포하므로 위와 같은 방법으로 공차를 부여하면 원하는 본 광학계의 결상 성능을 만족시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국광학회지
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• 제16권1호
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• pp.63-70
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• 2005

컬러 LCD(liquid crystal display) 모니터의 광학적 상에 대한 성능을 평가하기 위하여 LCD 모니터를 포함한 모든 광학계의 파장별 공간주파수 반응에 가중치를 부여한 진폭전달함수(modulation transfer function ; MTF)를 이용한 다색광전달함수(polychromatic modulation transfer function ; PMTF)를 제안한다. 서로 다른 진폭들을 갖는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 3개의 막대형 LCD 단위물체를 이용한 컬러 LCD의 PMTF의 시뮬레이션 결과와 실험적 결과가 잘 일치하며, 이 결과 컬러 LCD의 결상성능은 단색으로 측정하는 MTF 및 가시광의 전파장대를 사용하는 백색광 MTF와는 다른 R, G, B의 3색에 대한 PMTF로 측정하늘 것이 보다 적절하다.

• 한국광학회지
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• 제14권6호
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• pp.613-622
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• 2003

반도체 와이어 본딩(wire-bonding) 조립공정에 사용되는 검사용 다중배치 현미경 광학계를 설계하였다. 2배와 6배에 공통으로 사용되는 대물부를 통과한 광선은 광분할 프리즘으로 둘로 나뉘고 각각의 결상부에 의하여 물체의 주변부는 2배, 물체의 중심부는 6배로 결상하게 한다. 이 때 리드프레임의 와이어 구조 때문에 $\pm$3 mm의 높이차가 있어서 대물부에서 물체까지의 거리가 서로 다르다. 이러한 단차에 ,의해 물체거리가 바뀌더라도 동일한 결상 배율로 선명하게 관찰하기 위해 결상부를 기계 보정식 줌 렌즈와 같이 비선형 궤적으로 이동시켜야 한다. 이 궤적을 구하기 위해 가우스 괄호를 사용해 비선형 연립방정식을 세우고 풀었다. 또한 각 렌즈 군의 굴절능과 군간 간격을 구하는 군별 기초 설계는 등가렌즈에 대한 3차 수차 이론을 사용하였으며, 최종적으로 최적화 기법을 통하여 이러한 현미경 광학계를 얻었다.