• 한국광학회지
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• 제18권6호
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• pp.375-382
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• 2007

샥-하트만 센서는 렌즐릿 배열을 이용하여 파면의 국부적인 기지를 계산하고 이로부터 파면의 왜곡된 정도를 측정하는 파면측정 센서이다. 일반적으로 하나의 점영상에 대한 중심점을 추출하여 기준 점영상의 중심점에 대한 상대적 이동량을 통해 파면의 국부 기울기를 계산, 전체 파면을 복원하는 원리이다. 따라서 하나의 점영상에 대한 정확한 중심점의 추출을 위하여 해당하는 하부개구 내에 점영상이 존재하여야 한다. 하지만 큰 기울기의 파면이 샥-하트만 센서에 입사하게 되면 측정범위를 벗어나게 되어 일반적인 방법으로는 파면의 국부적인 기울기를 계산할 수 없게 되는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해 특정 측정시스템에만 국한된 알고리즘이 아닌 모든 파면에 대해 측정 가능하면서도 추가적인 장비 없이 일반적인 샥-하트만 파면 센서가 지니고 있는 측정범위의 한계를 극복할 수 있는 알고리즘이 필요하다. 본 연구에서는 영상처리 기법을 이용하여 각 점영상에 대한 유동적인 탐색영역을 설정하고 이러한 탐색영역 내에서 중심점을 추출하는 방법을 제안하였다. 또 점영상 대응법을 적용하여 측정 점영상과 기준 점영상을 일대일 대응시킴으로써 전체 측정파면을 복원할 수 있는 알고리즘을 제안함으로써 측정범위에 제한 없이 파면왜곡을 측정할 수 있는 측정방법을 제시하였다. 이렇게 제안된 알고리즘을 샥-하트만 파면 센서 시스템을 이용한 초점벗어남 측정실험을 통하여 검증하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제10권4호
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• pp.160-167
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• 2007

In this paper, we presented the development results of high speed wavefront sensor which is used in diagnosing the beam quality of He-Ne laser for adaptive optics system. The beam quality information of laser in AO system is necessarily required for diagnosing the optical components or correcting the distorted wavefront afterward. According to system requirements, normally, it is requested that there are high precision of measurement and real time processing speed. The developed wavefront sensor in this paper achieved maximum 30Hz of measurement rate and ${\lambda}/20(\;{@}\;{\lambda}=0.6328{\mu}m)$ of measurement precision in RMS. We also applied the developed into an experimental adaptive system and verified the performance of it by correcting the aberrated wavefront with a rate of 30Hz and $\lambda$/20 precision using the combination of the developed and PID control algorithm.

• 한국광학회지
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• 제17권5호
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• pp.383-390
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• 2006

Shack-Hartmann 파면측정 센서는 적응광학 분야에서 파면측정용으로 가장 널리 사용되고 있다. Shack-Hartmann 센서에서 파면측정 알고리즘은 크게 점영상의 중심점 탐색 알고리즘과 파면복원 알고리즘으로 나눌 수 있다. 이 중 점영상의 중심점 탐색은 파면측정 결과에 크게 영향을 미치나 많은 연구결과에도 불구하고 최적의 중심점 측정 알고리즘 및 내부 변수 설정에 대한 일반적인 해결책은 아직 제시되지 못하고 있다. 현재, 중심점 탐색 알고리즘으로는 무게중심법(center of gravity)이 가장 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 중심점 탐색 알고리즘에 의한 측정 정확도 분석을 위해 무게중심법과 상관관계법(correlation)을 함께 고려하였다. 이를 위해 Shack-Hartmann 센서의 파면측정 과정을 전산모사하였고, 이로부터 중심점 탐색 알고리즘과 관련하여 무게중심법 및 상관관계법에서의 노이즈 특성을 비교, 분석하였다. 또한, 무게중심법에서 문턱값(threshold value)의 설정에 따른 파면측정의 정확도에 대한 분석을 통하여 노이즈 제거를 위한 최적의 문턱값을 제안하였다. 이와 더불어 Shack-Hartmann 센서 시스템을 구성하여 디포커스(defocus)를 발생시키고 이를 측정하는 실험을 수행함으로써 파면측정 알고리즘 및 전산모사 결과를 검증하였다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송∙미디어공학회 2020년도 하계학술대회
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• pp.567-570
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• 2020

본 논문에서는 폴리곤기반 CGH 생성에서 텍스쳐 적용을 위한 준해석적 기법을 소개한다. 각각의 단위 폴리곤의 근방에서 폴리곤에 의해 회절되는 파면을 서로 독립인 기하학적 필드와 텍스쳐 필드의 곱으로 표현한다. 기하학적 필드는 기존의 해석적 방법을 적용하고 텍스쳐필드는 FFT 기반의 비해석적 방법을 적용하여 폴리곤 근방에서의 각스펙트럼을 얻고 이들의 FFT기반 합성곱을 통해 폴리곤 근방의 텍스쳐가 포함된 폴리곤의 회절 파면을 얻고 이를 홀로그램 평면까지 진행시켜 최종 홀로그램을 생성한다. 본 방법은 기하학적 필드에 해석적 방법을 적용하여 FFT기반의 비해석적 방법에 비해 복원 영상의 품질이 우수하며 CGH 생성속도 측면에서는 텍스쳐가 없는 경우의 해석적 방법과 유사하며 텍스쳐 이미지의 해상도에 상관없이 홀로그램 해상도에만 의존하는 장점이 있다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2016년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.467-468
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• 2016

홀로(holo)란 그리스 어로 전체를, 그램(gram)은 그리스 어로 '메시지' 또는 '정보'란 뜻으로, '완전한 사진'이란 의미의 홀로그램은 어떤 대상 물체의 3차원 입체상을 재생한다. 이러한 기술을 컴퓨터로 물체의 파면을 계산하여 디지털적으로 홀로그램을 제작 및 복원하는 기술을 소개한다. 또한 홀로그램 데이터 포맷을 정의하고 C#기반의 폼으로 제작하여 사용자가 이미지, Point Cloud, Mesh Cloud를 이용하여 편리하게 생성 및 복원을 할 수 있는 시스템 방법을 제안한다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.32-40
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• 2010

확장된 네이보어-제르니케 방법을 이용하여 광학계의 동공함수(pupil function)를 추산하는 알고리즘을 제안한다. 동공함수로부터 광학계가 가진 파면수차를 복원하고 아울러 동공에 비추어지는 빛의 밝기분포를 분석할 수 있다. 이 방법은 브루-레이 광픽업의 생산현장에 적용하여 실시간으로 광학계의 수차를 복원할 수 있다. 아울러 이 방법이 여러 다른 광학계에 널리 이용될 수 있음을 다양하게 수차를 부여해서 생성한 데이터를 분석하여 검증하였다. 초점영역의 빔 데이터로부터 동공함수를 얻는 역변환의 여러 방법 중에서 수차이론에 근거한 기존의 네이보어-제르니케 방법을 최근에 네덜란드 연구진이 개량한 확장된 네이보어-제르니케(extended Nijboer-Zernike: ENZ) 방법을 제안하였다. ENZ 방법은 초점영역의 3차원 빔 데이터로부터 해석적인 접근을 통하여 동공의 제르니케 계수를 효율적으로 계산해 낸다. 그러나 이 방법에서는 개구수(NA)가 큰 경우에는 근사적인 접근을 하도록 되어 있다. 본 연구에서는 보다 일반적인 상황에서 적용할 수 있는 수치해석 알고리즘을 개발하고, 이를 GUI 환경에서 운용할 수 있는 윈도 기반의 프로그램을 작성하여 생성한 빔 데이터에 적용하여 이 알고리즘의 유효성을 검증하여 13개의 복소 수차인자 $\beta_n^m$이 모든 요소가 0.7까지 분석을 하였고, 아울러 광픽업의 3D 빔 데이터를 실측해서 간섭계로 측정한 데이터와 R=0.98 정도의 상관관계를 가지는 것을 확인하였다.

• 한국진공학회지
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• 제20권2호
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• pp.106-113
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• 2011

본 논문은 마이크로히터표면의 실시간 온도분표측정을 위한 마하젠더 간섭계 기반의 off-axis 디지털홀로그래피기술에 대한 것이다. 제안된 방법은 재료표면의 온도분포에 직접적인 함수인 2차원 위상 분포를 측정하고, 이를 통해 실시간으로 재료표면의 온도 map을 측정할 수 있다. 본 논문에서는 섭씨 20도에서 60도 사이의 온도구간에서 마이크로히터 표면의 위상변화와 실제표면온도가 선형적인 관계가 있음을 실험적으로 보였다. 제안된 방법은 재료표면의 온도분포를 실시간으로 측정하고자 하는 다양한 응용분야에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.