• 한국광학회지
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• 제4권4호
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• pp.373-380
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• 1993

축소배율(M=+1/5)을 갖는 극자외선(deep ultra-violet) 리소그라피용 5-반사광학계를 설계하였다. 먼저 모든 3차 수차와 5차 구면수차를 영으로 하는 수치적인 해를 구면에 대해서 구하였다. 다음 비교적 크게 나타나는 잔류 수차(구면수차, 코마)의 제거를 위하여 마지막 두 반사경에 대하여 비구면화를 optimization방법에 의해 이행하였다. 이렇게 하여 얻은 광학계는 광원을 KrF 엑시머 레이저(파장 $0.248{\mu}m$)로 하는 nearly incoherent illumination(${\sigma}$=1)인 경우, NA는 0.45, 분해능은 50% MTF 기준치에서 depth of focus $1.0{\mu}m$에 대해 약 500 cycles/mm의 성능을 갖는 시스템이 되었다.

• 전자공학회논문지
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• 제54권2호
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• pp.85-91
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• 2017

렌즈의 굴절률은 빛의 파장 대역에 따라 다르다. 이로 인하여 서로 다른 파장 대역의 광선들이 다른 위치에서 초점이 맞게 되어 영상의 화질이 떨어지게 되고 에지 주변에서 색수차가 발생하게 된다. 본 논문은 컬러 영상의 색수차를 제거하기 위한 방법을 제안하였다. 컬러 채널들 기울기들의 상관관계가 높다는 이론을 기반으로 하여 컬러 채널들의 기울기 차이에 대한 비용 함수를 설계하였다. 설계된 비용 함수의 에너지를 최소화하도록 하는 해를 찾음으로써 색수차가 제거된 고화질의 컬러 영상을 추정할 수 있다. 추가적으로, 제안하는 방법은 컬러 영상뿐만 아니라 다중 분광 대역 영상에 대해서도 적용 가능하다. 실험 결과에서 제안하는 방법이 효과적으로 색수차를 제거할 수 있다는 것을 보여준다.

• 한국안광학회지
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• 제18권2호
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• pp.179-186
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• 2013

목적: 엑시머 레이저 근시굴절교정수술을 받은 사람의 각막 비구면도, 시력, 고위수차를 정시안과 비교 평가하였다. 방법: 단안의 나안 시력이 1.0 이상인 근시 굴절교정수술을 받은 23명(나이: $23.0{\pm}2.5$세)과 20명($21.0{\pm}2.6$세)의 정시안을 대상으로 밝은 조명(photopic)과 중등도(mesopic) 조명상태에서 대비도를 가지는 시력표(100% 및 10%)를 이용하여 시력검사를 하였고, wavefront 수차 분석기(KR-1W, Topcon, Japan)를 이용하여 각막의 비구면계수와 4mm와 6 mm의 동공크기에 따른 눈 전체의 고위수차와 각막의 고위수차를 측정하여 비교하였다. 결과: 굴절교정 수술안과 정시안에서 대비도에 따른 시력은 유의한 차이를 보이지 않았다. 안구 수차(ocular aberrations)에서 전체 고위수차, 4차수차, 구면수차는 동공크기 6 mm상태에서 굴절교정 수술안에서 높게 나타났고, 두 그룹 사이에 유의한 차이를 보였다(p=0.045, p<0.001, p<0.001). 각막의 구면 수차(corneal spherical aberrations)는 동공크기 4 mm와 6 mm상태에서 모두 굴절교정 수술 안에서 더 높게 측정되었고 유의한 차이를 보였다(p<0.01, p<0.001). 각막의 전체고위수차와 4차수차는 동공크기 6 mm 상태에서만 굴절교정 수술안에서 더 크게 나타났고 통계적으로 유의하였다(p<0.001, p<0.001). 정시안의 비구면계수와 구면수차는 동공크기 4 mm와 6 mm 상태에서 안구 수차(r=0.442, p=0.004, r=0.519, p<0.001) 와 각막수차(r=0.358, p=0.023, r=0.646, p<0.001) 모두에서 유의한 상관성을 나타내었으나, 굴절교정 수술안에서는 상관성이 없었다. 결론: 각막굴절교정 수술안의 경우 시력은 정상수준을 나타내고 있으나 동공크기가 커지면 수차가 증가하여 동공이 커지는 야간에는 시력의 질에 영향을 줄 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권10호
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• pp.675-680
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• 2017

국내 대다수의 하수처리장 방류수로는 2.0 m 미만의 낙차를 형성하고 있고 유량이 지속적이며 변동이 크지 않다는 점을 고려할 때, 저낙차 조건에서도 안정적인 전력 생산과 효율을 유지할 수 있는 소수력 발전장치 개발이 시급히 요구된다. 본 연구에서는 저유속 조건에서 소수력 에너지 생산 효율 증진을 위한 항력식 수직축 수차를 개발하기 위하여 전산 유체 동역학(CFD) 기법을 이용하여 수치해석을 수행하였다. 즉, 2.0 m/s 미만의 유속 조건에서 수차 블레이드의 타공 유무에 따른 블레이드 압력변화와 내부유동을 분석하였다. 수치해석 결과, 수차 블레이드의 타공 유무에 따른 압력분포는 타공이 있는 수차 블레이드에 발생하는 압력이 타공이 없는 수차 블레이드보다 약 5.1 % 감소되는 것으로 나타났다. 수조와 수차 블레이드 주변의 내부유동을 분석한 결과, 벡터의 분포로부터 유동속도가 변화하는 것을 알 수 있었으며, 타공이 있는 수차 블레이드의 유속이 타공이 없는 수차 블레이드의 유속보다 5.6 % 감소하는 것으로 밝혀졌다. 따라서 수차 블레이드에 타공을 형성하는 것이 구조안전성 측면에서 도움이 될 것으로 판단된다.

• 한국안광학회지
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• 제10권4호
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• pp.357-364
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• 2005

본 연구에서는 안광학계의 성능평가 장비 개발을 위한 눈과 같은 광학계의 파면수차를 구현하는 프로그램을 개발하였다. 광학계의 파면수차를 재구성하기 위한 프로그램은 matlab을 사용하였으며, 파면수차 합수는 modal 방법에 의한 저니케 다항식을 사용하였다. 본 연구에서 개발된 파면수차 재구성 프로그램을 검증하기 위해 cooke triplet 광학계의 저니케 계수(n=7)를 code V를 사용하여 계산하였으며, 이 결과를 본 연구에서 개발된 프로그램에 의해 계산된 결과와 비교하였다. 이 때 사용한 저니케 계수는 n=2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 그리고 10인 경우이며, sub-aperture 수는 1,253개이다. 개발된 프로그램의 검증결과 n=4 이상인 경우에는 본래의 파면수차와 거의 일치하였으며, n=7인 경우의 저니케 계수는 code V에서 계산된 저니케 계수와 동일함을 알 수 있었다. 이러한 연구 결과는 적응광학을 사용한 안광학계의 성능평가 장비 개발을 위한 핵심 기술로 사용될 것이다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권5호
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• pp.123-131
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• 2016

저조도 환경에서 근적외선은 사람 눈에 보이지 않는 추가적인 정보를 제공하여 물체를 보다 분명하게 구별하고 인식하도록 도움을 준다. 컬러 영상과 근적외선 영상을 동시에 획득하기 위해서 다중 분광 필터 배열을 사용하였다. 그러나 렌즈의 굴절률은 빛의 파장 길이에 따라 다르기 때문에 초점면에 상이 다르게 맺히게 된다. 그 결과 색수차 문제가 발생하고 영상은 흐려지게 되며 영상의 해상도가 떨어지게 된다. 본 논문에서는 이러한 색수차 문제를 고려한 영상 복원 알고리즘을 제안하고자 한다. 다중 분광 필터 배열 영상에 컷오프 주파수가 추정된 저주파 통과 필터를 적용하여 기반 영상을 추정하도록 하였다. 이 영상을 이용하여 다중 분광 영상의 색수차 문제가 해결된 영상을 추정하도록 하였다. 영상 획득 과정에서, 색수차 문제와 기반 영상 형성 과정을 모델링하였다. 이러한 모델을 바탕으로, 기반 영상과 다중 분광 영상 간의 고주파 성분 차이에 대한 최소 자승법을 풀어서 다중 분광 영상을 획득하도록 하였다. 실험 결과는 제안하는 알고리즘이 색수차 문제가 최소화된 고화질의 다중 분광 영상을 추정한 것을 보여준다.

• 한국광학회지
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• 제18권1호
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• pp.19-23
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• 2007

원리적인 다양한 장점에도 불구하고 취급이 복잡하고 고차 연립방정식으로 표현되는 현실적 제한으로 인하여 실제 설계과정에서 잘 적용하지 않는 자이델 3차 수차를 이용하여 구한 코마수차 계수식으로부터 근사적인 제로조건을 만족하는 유한 물체거 리를 갖는 코마수차가 제거된 2반사경계의 초기설계에 유용한 곡률선형방정식을 유도하고 그 특징을 조사한다. 즉 주경과 부경의 곡률, 주경과 부경사이의 거리, 유효초점거리로 표현된 변형된 코마수차계수로부터 코마수차계수가 제거되는 조건에서 설계변수를 구하기 위해 전산수치해석 후 나온 데이터를 기반으로 주경과 부경사이의 선형관계가 나타나는 곡률선형방정식을 구하는 것이다. 이는 유한 물점의 코마수차가 보정된 2 반사경계에서 약간의 대수적인 계산만으로 최적화의 초기 입력 데이터를 손쉽게 구할 수 있는 것을 의미한다.

• 한국안광학회지
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• 제13권3호
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• pp.61-64
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• 2008

목적: 정시안의 임상자료를 기초로 설계한 개별모형안의 파장에 따른 수차 변화를 분석하였다. 방법: 측정된 안구의 임상 자료를 기초로 설계한 모형안은 4개의 굴절면과 균일한 굴절률을 갖는 형태로 설계하였다. 설계한 12안의 개별모형안에 대하여 프라운호퍼선 6개의 파장 변화를 주어 그에 따른 수차 변화를 분석하였다. 결과: 각 모형안에 대하여 파면수차의 파장에 따른 변화를 Zernike 계수로 분석한 결과 파장이 짧을수록 Defocus는 증가하였고 구면수차(spherical aberration)와 RMS는 개별모형안간의 편차가 크게 나타났다. 결론: 파장의 변화에 따른 Defocus양은 12안의 개별모형안이 비슷한 기울기로 짧을수록 크게 나타났고, 구면수차(spherical aberration)와 RMS는 대부분의 모형안의 경우 변화가 적었으며, 변화가 크게 나타난 일부 모형안은 성능 저하가 발생될 수 있다.

• 한국습지학회지
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• 제25권3호
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• pp.176-183
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• 2023

본 연구는 자유수면 아래 원통형 와류발생부에서 와류 수차 성능에 대한 블레이드 수가 미치는 영향을 이해하는 것이다. 동일한 블레이드 형상을 사용하여 상대 와류 수심비(y/h_v) 0.065 ~ 0.417 범위에 설치된 2개, 3개, 4개, 5개 및 6개의 블레이드로 마이크로 와류 수차의 성능을 실험하였다. 연구 결과로서 블레이드 수가 증가함에 따라 회전수, 전압, 전류 및 출력이 유속 0.7 m/s 이하일 때 상대 와류 수심비 0.065와 0.111 지점에서 증가한다. 5개 블레이드 수차의 평균 출력은 다른 블레이드 수보다 높게 나타난다. 오리피스 근처에 설치된 직경 130 mm인 4개의 블레이드 수차의 성능이 와류발생부에서 동일한 수의 직경 220 mm인 블레이드 수차보다 높다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.325-331
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• 2016

대형 빌딩에 설치된 냉각탑의 순환수를 이용한 소수력 발전용 수차를 개발하기 위해 펠톤 수차설계를 상용코드인 CFX를 사용한 전산유체 해석을 통해 수행하였다. 소수력 발전용 펠톤 수차의 최적설계를 구하기 위해 파이프 단면에 적합한 형태로 펠톤 휠을 절단한 버킷 모양과 버킷 개수 등 관련 주요 설계 인자를 변화시키며 수차 특성을 해석하여 수차 성능에 대한 영향을 평가하였다. 전산수치 해석에 의한 펠톤 수차설계 방법을 검증하기 위해 축소된 크기의 수차를 제작하고 실험을 통한 벤치마크 시험을 수행하였다. 초음파유량계와 압력 트랜스듀서, 오실로스코프를 사용하여 측정한 유동특성과 출력을 수치해석 결과와 비교하여 수치해석 설계방법의 타당성을 증명하였다. 또한 전산수치 해석을 통해 원하는 출력을 얻기 위한 버킷의 모양과 개수를 선정하여 냉각탑이 설치된 대형빌딩에서 건물 내의 냉각수 순환평균속도는 1.2 m/s이고 빌딩의 높이는 30 m인 경우에 대해 순환하는 냉각수인 잉여수를 이용한 kW급 소수력 발전용 펠톤 수차의 개발 가능성을 확인하였다.