• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.22 no.12
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• pp.164-175
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• 2008

Atmospheric effects on laser beam propagation can be broken down into two categories: attenuation of the laser power and fluctuation of laser power due to laser beam deformation. Attenuation consists of scattering of the laser light photons by the fog. Laser beam deformation occurs because of small-scale dynamic changes in the index of refraction of the atmosphere. This causes pointing error. In order to analyse these effect on optical wireless communication system, in this paper uses cassegrain optics as a transmitting and receiving telescope, AID as a detecting device and ill as a light source. The signal modulating and demodulating method is a IM/DD. I show the effects of fog and pointing error and calculate the possible communication distance for BER is $10^{-9}$.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.37 no.1
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• pp.68.1-68.1
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• 2012

CIBER 2(Cosmic Infrared Background ExpeRiment 2)는 CIBER1의 후속과제로 진행되는 사업으로써 적외선 기기를 NASA Sounding Rocket에 탑재하여 0.5-2.1${\mu}m$ 파장대의 적외선 우주배경복사를 관측하고 실험하는 과제이다. CIBER 2는 NASA에서 공식 승인되어 진행되고 있는 사업이며, 미국의 Caltech, 한국의 KASI, 일본의 ISAS/JAXA가 국제협력으로 진행하는 과제이다. 한국의 KASI는 반사경의 광학계 및 광기계부 개발, 전자부 개발에 참여하고 있다. CIBER 2의 광학계는 카세그레인 방식으로써 주경의 직경은 300mm이다. CIBER 2는 77K로 냉각되어 적외선우주배경복사를 관측하기 때문에 특히, 열수축에 의한 영향을 고려하여 설계, 제작, 조립이 되어야 한다. 또한, 광학계 구조물이 조립되는 로켓의 내경이 400mm이기 때문에 광학계 구조물의 직경에 제한이 따른다. 본 발표에서는 KASI가 주도적으로 개발 중인 반사경 마운트와 광학계 구조물의 초기설계와 광기계 해석결과들에 대해서 논한다.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.46 no.1
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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.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.37 no.2
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• pp.213.2-213.2
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• 2012

우주물체 전자광학 감시체계는 빠르게 이동하는 우주물체를 지구상에서 신속하고 정확하게 관측할 수 있는 장비이다. 이 체계의 주요 부분인 광학 망원경은 직경 0.5 m의 비구면 주 반사경과 직경이 0.2 m인 비구면 부 반사경 그리고 5매의 보정 렌즈로 구성된 카세그레인 타입의 망원경으로 2도의 광시야를 갖도록 상 분석 및 미광 분석을 통하여 광학적 성능을 최적화하였다. 망원경의 광기계 구조는 설치 환경요소 및 관측 환경 요인으로 인한 광학적 변형을 최소화하도록 설계하였다. 본 논문에서는 우주물체 전자광학 감시체계의 요구조건을 만족하는 광시야 망원경의 광학계 및 광기계 구조 설계를 논의하고자 한다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.43 no.3
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• pp.265-271
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• 2015

In this study, optical design for small satellite camera equipped with online optical compensation movements has been conducted. Satellite camera equipped with compensation movements at M2 mirror and focal plane can guarantee the MTF performance through the focal plane image stabilization and the on-orbit optical alignment. The designed optical system is schmidt-cassegrain type that has M1 mirror of a diameter 200mm, GSD 3.8m at an altitude of 700km, and 50 % MTF performance. The performance of the designed optical system has been analyzed through the method of ray aberration curve, spot diagram, and MTF. It has been found by the optical performance analysis that the designed optical system satisfies the optical requirements of satellite camera equipped with online optical compensation movements.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.40 no.2
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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.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.16 no.1
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• pp.50-55
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• 2005

A method for measuring the wavefront error and the modulation transfer function(MTF) of large aperture optics using an unequal path interferometer is presented. A bidirectional shearing interferometer is used for collimation testing of the measurement system. A large aperture Fizeau interferometer with long optical path difference measures the wavefront error of the optics under test by using a $\Phi$ 400 mm off-axis parabolic mirror. The MTF is also measured at the wavelength of the interferometer by changing the laser light into partially incoherent light. Test results of a $\Phi$ 300 mm Cassegrain type satellite telescope made in Korea are presented.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.30 no.2
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• pp.37-47
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• 2019

A reflecting omnidirectional optical system with four spherical and aspherical mirrors, for use with long-wavelength infrared light (LWIR) for night surveillance, is proposed. It is designed to include a collecting pseudo-Cassegrain reflector and an imaging inverse pseudo-Cassegrain reflector, and the design process and performance analysis is reported in detail. The half-field of view (HFOV) and F-number of this optical system are $40-110^{\circ}$ and 1.56, respectively. To use the LWIR imaging, the size of the image must be similar to that of the microbolometer sensor for LWIR. As a result, the size of the image must be $5.9mm{\times}5.9mm$ if possible. The image size ratio for an HFOV range of $40^{\circ}$ to $110^{\circ}$ after optimizing the design is 48.86%. At a spatial frequency of 20 lp/mm when the HFOV is $110^{\circ}$, the modulation transfer function (MTF) for LWIR is 0.381. Additionally, the cumulative probability of tolerance for the LWIR at a spatial frequency of 20 lp/mm is 99.75%. As a result of athermalization analysis in the temperature range of $-32^{\circ}C$ to $+55^{\circ}C$, we find that the secondary mirror of the inverse pseudo-Cassegrain reflector can function as a compensator, to alleviate MTF degradation with rising temperature.

• Journal of Aerospace System Engineering
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• v.13 no.4
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• pp.26-36
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• 2019

The precise alignment between optical components is required in high-resolution earth observation satellites. However, the misalignment of optical components occurs due to external factors such as severe satellite launch environment and space environment. A satellite optical system with a focus mechanism is required to compensate for the image quality degraded by these misalignments. This study designed, fabricated, aligned precisely, and carried out a performance tests for the image quality of the system. The satellite optical camera performance tests were carried out to check the image quality change by operating the focus mechanism and to analyze the satellite optical system MTF by photographing USAF target using the autocollimator. According to the experimental results, the misalignments can be compensated sufficiently with the focus mechanism. Finally the basic data for re-focusing algorithm of the optical system was obtained through this study.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• v.26 no.2
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• pp.187-198
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• 2009

In this work, we calculate drop in antenna gain, aperture phase distribution, and antenna pointing shift of KVN(Korean VLBI Network) 21m shaped Cassegrain antenna due to misalignments of antenna optics using ray-tracing method. The misalignments we considered are axial displacement of feed, axial displacement of sub-reflector, lateral displacement of feed, lateral displacement of sub-reflector, and sub-reflector tilt. Calculations are performed not only when these misalignments exist separately, but also when they exist at the same time. Although ray-tracing method is based on geometric optics which does not consider electromagnetic effects, we expect that this work enables us to align antenna optics which give the maximum gain.