• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2005.07a
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• pp.34-35
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• 2005

Eye Glass Display(EGD)에 사용되는 광학계를 비구면과 Diffractive Optical Element(DOC)를 이용한 플라스틱 렌즈로 구성하여 소형, 경량으로 제작이 가능하게 설계하였다. 비구면과 DOE를 최적화한 1매의 렌즈로 광학계를 구성하여 display의 길이를 줄이고, 왜곡과 색수차를 보정하며 해상력을 향상 시켰다. 더불어, 광학계는 안경 착용자가 불편하지 않을 정도의 eye relief와 눈의 움직임에 여유를 가질 수 있는 크기의 eye motion box(exit pupil)를 가진다.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.38 no.2
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• pp.83.1-83.1
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• 2013

선형비점수차를 완벽하게 제거한 비축반사경 이론을 천체 관측용 분광기의 전단 광학계 등에 응용하면 색수차가 없는 기기 제작이 가능하다. 이러한 비축 반사경은 DTM(Diamond Turning Machine)을 이용하여 알루미늄으로 만들면 제작 시간이 단축된다. 그러나 DTM을 이용해 알루미늄과 같이 무른 금속을 가공할 경우 툴마크가 발생하게 된다. 툴마크는 회절현상을 발생시키며 이러한 회절현상은 알루미늄 반사경을 이용한 광학계 개발에 제약이 된다. 툴마크는 DTM 가공 이후 연마를 통해 제거할 수 있지만 알루미늄의 무른 특성으로 인해 연마 과정에서 반사경의 형상이 변할 가능성이 크다. 이러한 알루미늄 반사경의 형상 변화를 최소화하기 위한 방법으로는 알루미늄 반사경 표면에 무전해니켈도금을 하는 것이다. 하지만 도금 과정에서 반사경의 형상이 변할 가능성이 있기 때문에 두가지 방법을 사용하여 툴마크를 제거할 계획이다. 첫 번째 방법은 DTM 가공된 알루미늄 반사경을 5 um의 무전해니켈도금 이후 연마하여 툴마크를 제거하고 반사율 증가를 위해 그 위에 다시 알루미늄 코팅을 하는 방법니다. 두 번째 방법은 100 um의 무전해니켈도금 이후 DTM 가공을 하고 다시 연마를 통해 툴마크를 제거하는 방법이다. 이번 발표에서는 툴마크를 제거하기 위한 2가지 방법의 장단점을 확인하고 툴마크를 제거한 알루미늄 반사경을 제작하기 위한 과정을 설명하였다. 본 연구에서 개발한 비축 반사경은 서울대학교 창의연구단의 광학/적외선 카메라 CQUEAN의 차세대 모델에 적용할 계획이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.402.2-402.2
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• 2014

과학과 기술이 발전할수록 나노크기를 넘어서 나노 크기미만의 관찰 분해능과 가공능력이 필수로 요구되어 측정장비와 가공장비의 연구 및 개발이 매우 중요하다. 현재는 주사전자현미경과 투과전자현미경의 발달로 나노크기 이하의 이미징 분해능에는 도달하였지만, 전자 입자의 가벼운 무게 때문에 가공측면에서는 한계를 가지고 있다. 또한 지난 수십 년간 정밀가공에 사용된 갈륨이온 LMIS(Liquid Metal Ion Source)기반의 집속이온빔 시스템은 수십 nm의 가공정밀도를 가지지만 10 nm 미만의 가공정밀도까지 구현하기에는 현재 기술적인 한계로 힘들다. 나노크기 이하의 이미징 분해능과 수 nm의 가공정밀도를 갖는 이온현미경이 최근에 상용화되어 판매되고 있는데, 이 이온 현미경에 사용되는 것이 가스장 이온원(GFIS:Gas Field Ionization Source)이다. 가스장 이온원은 작은 발산각, 작은 가상 이온원 크기 그리고 좁은 에너지 퍼짐의 특징을 가지며 이에 따라 구면수차 및 색수차에도 둔감한 특징을 가지고 있다. 또한 LMIS 는 갈륨이온이 시편속에 파고들어 시편의 물질 특성이 변화되는 문제가 있지만, GFIS에서는 주로 He, Ne 와 같은 불활성 기체를 주로 사용하므로 시편과 반응을 최소화 할 수 있는 장점도 있다. 위와 같은 특징을 갖는 이온빔을 GFIS 로 생성하고 이온현미경에 사용하기 위해서는 이온빔이 팁의 단원자 내지 수 개 정도의 원자에서 생성되도록 해야 한다. 본 연구에서는 GFIS 의 원리를 소개하고 장(전계)이온현미경(Field Ion Microscope)실험을 통하여 GFIS기반으로 생성된 이온빔의 형상을 보여준다. 또한 높은 각전류밀도 구현을 위하여 질소가스 에칭으로 텅스텐 팁 끝 단원자에서만 이온빔을 생성하고, 각전류 밀도 계산과 안정도 실험결과로 본 연구에서 개발한 이온원이 이온총으로서의 이온현미경 적용 가능성에 대해 보여준다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.254.1-254.1
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• 2013

현재의 나노기술 및 부품은 나노미터 이하의 초고분해능을 요구하면서도 나노미터 이하의 정확도로 가공할 수 있는 기술을 요구하고 있다. 이온현미경은 위 두 요구조건을 만족하는 차세대 현미경으로써 초고분해능 이미징과 함께 기존의 갈륨이온을 사용하는 집속이온빔 장치보다 네온가스등을 이용하여 더 정밀하게 에칭 및 스퍼터링을 할 수 있다. 이온현미경은 전자현미경에 비해 더 깊은 초점심도를 갖으며, 색수차와 구면수차에 비교적 둔감하고 전자에 비해 무거운 이온의 무게 때문에 짧은 파장을 갖는 특징을 가지고 있다. 이와 같은 특징을 이용하면 전자현미경과 다른 여러 특징과 장점을 갖는 고분해능의 현미경을 제작할 수 있다. 이와 같이 차세대 현미경으로 주목받는 이온현미경의 중요한 부분인 이온총은 현재 가스장 이온 소스 방법으로 대부분 개발되고 있다. 가스장 이온 소스는 1950년대에 E. W. Muller에 의해 개발된 전계 이온 현미경(Field Ion Microscope)에서 응용된 방법으로 뾰족한 탐침에서의 가스 이온화를 기반으로 한다. 가장 보편적으로 사용되는 재질은 텅스텐으로 수십 nm 정도의 곡률 반경을 갖도록 제작하고 초고진공에 설치하여 강한 양전압을 인가함과 동시에 가스를 팁 주변에 넣어주면 팁표면에서 이온빔이 발생하게 된다. 본 연구에서는 위와 같이 차세대 나노장비로써 주목받는 이온현미경의 특징에 대해 소개하고, 특히 이온현미경의 이온총 원천기술 개발을 위해 연구하고 있는 가스장 이온 소스의 특성에 대해 소개한다. 수소, 네온, 헬륨의 전계 이온현미경과 함께 생성된 이온빔의 안정도 및 각전류 밀도를 계산하여 실제 이온총으로의 적용 가능성에 대해 보여준다.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.9 no.3
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• pp.134-141
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• 1998

A high performance afocal zoom telescope has been designed to operate in the 7.6${\mu}{\textrm}{m}$ to 10.3${\mu}{\textrm}{m}$ waveband for thermal imaging system. This IR zoom telescope is characterized by using of two movable optical element groups, variator and compensator, with mechanically compensated method and the positioning of these groups is controlled by means of a computerized program. The optical performance over the entire 4:1 zoom range and $\pm$2.31~$\pm$9.36 degrees field of view is near diffraction limit while maintaining a constant F-number. The all refracting surfaces of this system except only one aspheric surface are spherical curvature and the material for the optical elements is selected Ge and ZnSe which is used for correction of chromatic aberration.

• Journal of Conservation Science
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• v.28 no.2
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• pp.101-112
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• 2012

The Donggwanwangmyo Shrine was built in the period of Joseon Dynasty in 1602. There are Clay Statues (Gwanwo, Jangbi, Woojanggun, Juchang, Jojaryoung and so on) enshrined in the inside of the main hall. Original color of these Clay Statues are deteriorated by inorganic pollutant like dust. And the origanal forms were damaged during several process of restorations and repaintings. This study carried out XRD, SEM-EDS, P-XRF and chromaticity measurement for characterization of pigments which painted on Clay Statues. As a result, cinnabar, hematite and red lead were used to paint in pigments for the red and brown colors. Light red pigment was made by gypsum with these minerals that make colors. Graphite and gold were used to color of black and gold pigment, respectively. Green pigment is identified of malachite, atacamite and glauconite. Blue pigment which is clearly painted on Clay Statues is interpreted a morden industrial pigment that were painted at repair work. White pigments are detected calcite, gypsum and silver white. Orpiment and litharge were used to color of yellow and light yellow pigment.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.13 no.3
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• pp.258-265
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• 2002

In this paper, we design single and symmetrical double lenses with DOE. The specifications are the following : Image area is 4.8 mm $\times$ 3.6 mm, F/# is 2.8 and the overall length (from first lens surface to image plane) is 6.8mm. After comparing the optical performance and characteristic values, we determine that symmetrical double lenses are superior to single lenses. Symmetrical double lenses have the merits of fewer zones, weaker flare, and smaller distortion than single lenses.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.10 no.2
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• pp.120-127
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• 1999

We discussed two main types-conformal and non-conformal (powered) - of holographic combiner. A theoretical model based on the Kogelnik's coupled wave theory was used to illustrate bandwidth and efficiency properties. Also we showed numerical values for the aberrations that are induced by a wavelength shift from construction to reconstruction and found optimum coordinates to reduce the chrolatic aberation of construction beams using aberration balancing techniques. The holographic combiner manufactured in conformal type with 60$^{\circ}$ incidence angle at 514.5 nm had narrow angular bandwidth (FWHM) of 4.1" and spectral bandwidth of 11.4 nm, while non-conformal one with 50$^{\circ}$, 30$^{\circ}$ incidence angle at 514.5 nm showed spectral and angular bandwidth of 10.7 nm and 5.5$^{\circ}$, respectively.vely.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.12 no.3
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• pp.240-249
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• 2001

A high speed ultra-compact lens with a diffractive optical element (DOE) is designed, which can be applied to mobile communication devices such as IMT2000, PDA, notebook computer, etc. The designed hybrid lens has sufficiently high performance of less than f/2.2, compact size of 3.3 mm (1st surf. to image), and wide field angle of more than 30 deg. compared with the specifications of a single lens. By proper choice of the aspheric and DOE surface which has very large negative dispersion, we can correct chromatic and high order aberrations through the optimization technique. From Seidel third order aberration theory and Sweatt modeling, the initial data and surface configurations, that is, the combination condition of the DOE and the aspherical surface are obtained. However, due to the consideration of diffraction efficiency of a DOE, we can choose only four cases as the optimization input, and present the best solution after evaluating and comparing those four cases. On the other hand, we also report dramatic improvement in optical performance by inserting another refractive lens (so-called, field flattener), that keeps the refractive power of an original DOE lens and makes the petzval sum zero in the original DOE lens system. ystem.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.31 no.6
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• pp.281-289
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• 2020

This paper reports a slim mobile lens design using a hybrid refractive/diffractive optical element. Conventionally a wide field of view (FOV) camera-lens design adopts a retrofocus type having a negative (-) lens at the forefront, so that it improves in imaging performance over the wide FOV, but with the sacrifice of longer total track length (TTL). However, we chose a telephoto type as a baseline design layout having a positive (+) lens at the forefront, to achieving slimness, based on the specification analysis of 23 reported optical designs. Following preliminary optimization of a baseline design and aberration analysis based on Zernike-polynomial decomposition, we applied a hybrid refractive/diffractive element to effectively reduce the residual chromatic spherical aberration. The optimized optical design consists of 6 optical elements, including one hybrid element. It results in a very slim telephoto ratio of 1.7, having an f-number of 2.0, FOV of 90°, effective focal length of 2.23 mm, and TTL of 3.7 mm. Compared to a comparable conventional lens design with no hybrid elements, the hybrid design improved the value of the modulation transfer function (MTF) at a spatial frequency of 180 cycles/mm from 63% to 71-73% at zero field (0 F), and about 2-3% at 0.5, 0.7, and 0.9 fields. It was also found that a design with a hybrid lens with only two diffraction zones at the stop achieved the same performance improvement.