• The Optical Journal
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• s.142
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• pp.17-22
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• 2012

인공위성 레이저 추적(SLR, Satellite Laser Ranging) 시스템은 레이저를 이용하여 위성까지 거리를 측정하는 가장 정밀한 인공위성 추적 시스템이다. SLR 시스템의 원리는 극초단파의 레이저 빔을 광학 망원경을 통해 발사하여 인공위성에 장착된 레이저 반사경에 의해 반사되어 되돌아오는 레이저 빔의 왕복 비행 시간을 측정함으로써 거리를 구한다. 1964년 발사된 Beacon Explorer-B 위성의 궤도결정을 위해 SLR 기술이 NASA에 의해 처음 사용되었는데, 당시에는 거리측정 오차가 50m 수준이었다. 현재는 전자, 광학 및 제어 기술의 발달에 힘입어 그 오차가 mm 수준으로 크게 향상되어 인공위성 운영, 지구물리, 우주측지 및 우주감시 등 다양한 분야에 활용되고 있다. 미국을 비롯한 우주 선진국은 이미 다수의 SLR 시스템을 구축하여 운영하고 있으며, 현재 전 세계적으로 약 40여 개의 SLR 관측소가 국제레이저추적기구(ILRS, International Laser Ranging Service)에 가입하여 활동하고 있다. 또한 인공위성의 정밀한 거리측정을 위해 레이저 반사경이 장착된 위성 50여 개가 운영중에 있다. 고정밀 지구관측 위성 대부분에 레이저 반사경이 장착돼 있으며 러시아의 GLONASS 항법체계를 구성하는 모든 항법위성에도 레이저 반사경이 장착돼 있다. 또한 유럽우주기구에서 추진하는 갈릴레오 및 중국의 Compass 항법위성도 레이저 반사경이 장착될 예정이다. 최근에는 행성탐사 및 달탐사 우주선에 SLR 시스템의 활용 범위가 확대됨에 따라 SLR 시스템의 국제적 수요가 꾸준히 증가하고 있다. 우리나라의 나로과학위성 및 다목적실용위성 5호에도 레이저 반사경이 장착돼 발사되기 때문에 국내 독자적 레이저추적을 위해서 SLR 시스템 구축이 꾸준히 요구되어 왔다. 한국천문연구원은 2008년부터 SLR 시스템 개발을 추진했다. 2012년 9월에 40cm 크기의 망원경을 지닌 이동형 SLR 시스템 개발을 완료했으며 오는 2015년에는 1m급 고정형 SLR 시스템 개발을 완료할 예정이다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.35 no.12
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• pp.1135-1142
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• 2007

STSAT-2 has an on-board satellite retroreflector array for precise orbit determination. Satellite retroreflector array reflects photon emitted from laser and uses to determine precisely the distance from ground station to satellite by the round-trip travel time of photon. The retroreflector array of protoflight model has been developed and verified through environmental tests. This paper describes the protoflight model of retroreflector array and reports environmental test results. The environmental tests of protoflight model retroreflector array were performed successfully without damage of corner cube prism occurred in engineering model development.

• Journal of Aerospace System Engineering
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• v.17 no.4
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• pp.18-27
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• 2023

In this paper, the structural-thermal-optical performance analysis of the mirror was performed by setting the laser heat source as the boundary condition of the thermal analysis. For the laser heat source model, the Beer-Lambert model considering semi-transparent optical material based on Gaussian beam was selected as the boundary condition, and the mechanical part was not considered, to analyze the performance of only the mirror. As a result of the thermal analysis, thermal stress and thermal deformation data due to temperature change on the surface of the mirror were obtained. The displacement data of the surface due to thermal deformation was fitted to a Zernike polynomial to calculate the optical performance, through which the performance of the mirror when a high-energy laser was incident on the mirror could be predicted.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 1990.02a
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• pp.182-184
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• 1990

633M He-Ne 레이저의 반사경의 비등방성에 의한 발진 주파수 편이 및 레이저 매질의 분산특성 때문에 기인하는 레이저 주파수 당김효과를 측정하였다. 내부 반사경형 레이저 공진기에서 발진하는 종모드사이의 맥놀이 신호를 RF-스펙트럼 분석기로 분석하므로써 90kHz의 주파수 편이량차를 측정하였다.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.41 no.1
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• pp.73.3-74
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• 2016

본 연구에서는 비구면 반사경의 형상오차를 3가지 방법으로 측정, 비교하였다. 실험에 사용한 포물면 반사경의 구경은 108 mm, 유효초점거리는 444.5 mm 이다. 첫 번째로 접촉식 형상측정방식인 FTS(Form TalySurf)를 이용하여 표면 거칠기와 반사경의 최적 곡률 반경(BestFitt Radius) 값을 측정하였다. 두 번째로는 비접촉식 형상측정방식인 UA3P(Ultrahigh Accurate 3-D Profilometer)를 이용하여 반사경의 형상 정밀도를 측정하였다. UA3P를 이용할 경우 반사경의 전체 형상을 측정할 수 있다. 세번째로 Shark-Hartmann 센서를 이용한 광학측정방법으로 반사경의 형상 정밀도를 측정하였다. 측정에 필요한 레이저 광학계는 레이저, 콜리메이터, 핀홀, 카메라 렌즈 및 비구면 광학계를 이용하여 설계하였다. 본 연구에서 도출한 각 측정 방법의 신뢰도를 바탕으로 간섭계 사용에 제약이 있는 자유형상곡면의 반사경 표면의 형상오차 측정에 적용할 계획이다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.36 no.1
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• pp.92-99
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• 2008

KOMSAT-5 will attach an laser retroreflector array for precise orbit determination. Laser retroreflector array was developed by DFZ in Germany and have pyramid type composed of four corner cube prisms. In this paper, the performance analyses as effective area of retroreflector and photons measured by link budget and position of ground station were performed.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2000.02a
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• pp.176-177
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• 2000

고분해능 분광학, 레이저 주파수 안정화, 단원자 레이저, 레이저 자이로 등의 다양한 분야에서 널리 응용되는 저손실, 고반사율 반사경 제작은 고품질의 반사경 기판 사용을 전제로 하고 있다. 1$\AA$이하의 표면거칠기(surface roughness)를 요구하는 반사경 기판의 초연마(super-polishing) 기술과 저손실 반사경 박막코팅 기술은 최근 수 년 사이에 상당한 발전이 이루어졌으며, 이와 함께 초연마 반사경 기판의 표면거칠기 측정기술이 중요한 분야로 주목받고 있다. 표면거칠기 측정기법은 현재까지 여러 가지 방법이 연구, 발전되어 왔는데, 접촉식 측정방법으로 stylus 방법과 비접촉식 측정방법으로 광학 간섭계 방법, 스캔닝 전자현미경(SEM, Scanning Electron Microscopes) 등이 있다. 이들 중 광학 간섭계 방법은 표면형상을 직접 측정 가능하다는 점에서 유망한 비접촉 표면측정 기법으로 알려져 있다. (중략)

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.32 no.6
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• pp.142-147
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• 2004

Satellite laser ranging (SLR), which is the most accurate geodetic method for precise orbit determination of artificial satellites, will be used to determine the precise orbit of STSAT2. This paper will present the development of a Laser Reflector Array (LRA) of STSAT2. Currently one LRA was designed, analyzed, manufactured, optically tested and assembled.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.19 no.2
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• pp.144-149
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• 2008

Thermal distortion of the laser mirrors which are the Coude mirrors of the laser beam director and the wavefront error caused by the thermal distortion are studied. Coude mirrors consist of three relay mirrors and one fast steering mirror. The mirrors have reflectivity of 99.5% with respect to the laser wavelength of $3.8\;{\mu}m$, and absorption of 500 W per second. Thermal distortion and its related wavefront errors are studied with laser beam irradiation for 5 seconds. For the relay mirror, the wavefront error is 334 nm_PV, 98 nm rms and for fast steering mirror, $11.5\;{\mu}m$_PV, $3{\mu}m$ rms.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2000.08a
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• pp.62-63
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• 2000

다양한 분야의 요구에 따라 반사율이 99.995% 이상인 고반사 저손실 반사경의 제작이 가능해 지면서 반사경의 산란, 투과, 흡수 및 손실 등을 측정하는 여러 측정 방법들도 더불어 연구되어 왔다. 적용 분야에 따라 사용될 반사경의 특성이 결정되는데 그 중 중력파 측정 장치$^{(1)}$ , 광자 감쇠 분광기$^{(2)}$ 등의 분야에서는 투과, 산란 및 흡수가 모두 작은 저손실 반사경을 요구한다. 한편 링 레이저 자이로스코프의 경우 반사경의 산란이 곧 lock-in을 결정하여 성능을 제한하는 중요한 변수가 된다. 따라서 이 응용의 경우 반사경의 산란을 정확히 측정하는 일은 중요하며 위치에 따른 산란분포 정보를 알면 링 레이저 자이로스코프의 성능 예측과 개선이 더욱 쉬워진다. 산란을 측정하는 직접적인 방법에는 ARS(angle resolved scattering)과 TIS(total integrated scattering)이 있는데, 본 연구에서는 TIS 측정 장비를 반사경의 위치에 따른 산란분포까지 측정할 수 있도록 mapping 기능을 첨가하고 이온빔 스퍼터링에 의해 제작된 저산란 반사경을 측정하기 위해 높은 분해능을 갖도록 구성하였다. 반사경의 응용분야의 필요에 의해 45$^{\circ}$ 산란을 측정하였다. (중략)