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대구경 반사경 광학측정용 타워의 진동에 의한 광학측정오차 분석 (Analysis of the Optical Measurement Error Induced by Vibration of the Optical Measurement Tower for Large Mirrors)

  • 강필성;김옥관;안희경;양호순
    • 한국광학회지
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    • 제28권6호
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    • pp.281-289
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    • 2017

  • 본 연구에서는 한국표준과학연구원(KRISS)에 설치된 대구경 반사경용 광학측정타워를 이용한 광학측정 시 타워에 유입되는 진동과 그로 인해 발생하는 광학측정오차에 대한 분석을 수행하였다. 여러 환경조건에 대해 타워구조물, 간섭계, Null lens의 진동측정을 수행하였으며 동시에 직경 600 mm의 축대칭 비구면 반사경의 광학측정을 수행하여 진동과 광학측정오차간의 연관성을 분석하였다. 진동측정 결과 타워의 상단에 위치한 Null lens 및 간섭계가 외부 진동요인에 매우 취약하여 외부 진동유입 시 광학측정오차가 민감하게 증가됨을 확인할 수 있었다. 특히 간섭계와 Null lens의 각 방향 진동이 서로 다르게 발생하는 경우 광학측정오차가 크게 증가하는 것으로 나타났다. 진동에 의한 간섭계, Null lens, 반사경의 정렬오차를 줄이기 위해 타워 구조 시스템이 저주파 진동에 둔감하도록 구조개선이 필요할 것으로 판단되며 진동 모니터링을 통해 간섭계와 Null lens의 진동이 안정화된 시점에 광학측정을 수행하여야 형상 오차 측정값에 대한 신뢰도를 높일 수 있는 것이라 사료된다.

  • https://doi.org/10.3807/KJOP.2017.28.6.281 인용 PDF KSCI

초점비 8의 비축 카세그레인 광학계의 민감도 분석 (Sensitivity Analysis of Off-Axis F8 Cassegrain Telescope)

  • An, Jongho;Kim, Sanghyuk;Pak, Soojong;Jeong, Byeongjoon;Chang, Seunghyuk;Park, Woojin
    • 천문학회보
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    • 제40권2호
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    • pp.56.2-56.2
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    • 2015

  • 본 연구에서는 미국 맥도날드 천문대 (Mcdonald Observatory)에 있는 82인치 Otto Struve 망원경의 가이드 망원경으로 사용하기 위해 2개의 반사경을 이용해 구경이 100 mm이고 유효초점거리가 800 mm인 비축 반사망원경을 설계하였다. 비축 반사경은 일반적인 축 대칭인 반사경보다 가공이 매우 어렵기 때문에 형상 정밀도의 요구량을 알 수 있다면 비축 반사경을 가공하는 과정에서 시간과 비용을 절약할 수 있다. 광학계가 수차가 잘 보정된 회절한계의 성능이기 때문에 엔서클드 에너지 직경(Encircled Energy Diameter) 분석을 통해 민감도 분석을 하였다. 광학설계 소프트웨어인 CodeV를 사용하여 80 % 에너지가 $20{\mu}m$ 내에 들도록 공차한계로 설정하였으며, 기준 파장은 $587.56{\mu}m$이다. 또한 부경과 초점 면 사이의 거리를 보상자로 설정하여 공차가 광학계의 성능에 미치는 영향을 최소화하였다. 민감도 분석은 반사경의 위치, 회전, 그리고 반사경의 형상 정밀도에 대해 수행하였다. 분석 결과, 반사경의 위치와 각도는 일반적인 제작 및 조립 공차보다 매우 작은 것을 확인하였다. 그리고 형상정밀도는 주경이 부경보다 민감하였으며 자승 제곱 평균제곱근 (root-mean-square) 32 nm로 가장 민감한 결과가 나왔다.

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Development of Transformable Reflective Telescope Kit Using Aluminum Profile and Isogrid Struture

  • Lee, Sumin;Park, Woojin;Lee, Sunwoo;Han, Jimin;Ann, Hojae;Ji, Tae Geun;Kim, Dohoon;Kim, Ilhoon;Kim, Junghyun;Pak, Soojong
    • 천문학회보
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    • 제46권1호
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    • pp.38.1-38.1
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    • 2021

  • 본 발표에서는 Transformable Reflective Telescope(TRT kit)의 새로운 버전을 소개한다. TRT kit는 기본형인 뉴턴식 반사망원경에서 부경 교체를 통해 카세그레인식, 그레고리식으로 간단하게 변형 할 수 있는 광학 실험장치이다. 본 장치는 주로 망원경 교육이나 광학계 개발에 필요한 실험에 활용된다. 모듈화 설계를 통해서 여러 종류의 광학계를 쉽게 탈착하여 다양한 실험을 할 수 있다. 광기계부는 정밀하게 제작된 알루미늄 프로파일과 Isogrid구조를 채택하여 경량화 구조로 설계되었다. 이러한 경량부품들을 통해 이전 버전보다 50~70%의 중량 감소율을 달성하였다. 유한요소해석 결과 경량화된 뉴턴식 TRT kit는 이전 버전과 비교해서 자체 하중에 의한 최대 구조 변형이 0.11mm에서 0.023mm로 감소하였다. 부경 지지대 설계에는 자체 하중으로 인한 변형을 최소화하기 위해 트러스 (Truss) 구조가 도입되었다. 부경부의 자체 하중으로 인한 변형은 기존의 80㎛에서 21㎛로 감소하였다. 또한, 십자 레이저 정렬 장치가 추가되어 뉴턴식과 카세그레인식에서 공차 1.5' 이내로 광학계 정렬이 가능하다.

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