• 한국재료학회지
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• 제20권11호
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• pp.559-569
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• 2010

The liquid-phase sintering method was used to prepare a glass lens forming core composed of SiC-$Al_2O_3-Y_2O_3$. Spark plasma sintering was used to obtain dense sintered bodies. The sintering characteristics of different SiC sources and compositions of additives were studied. Results revealed that, owing to its initial larger surface area, $\alpha$-SiC offers sinterability that is superior to that of $\beta$-SiC. A maximum density of $3.32\;g/cm^3$ (theoretical density [TD] of 99.7%) was obtained in $\alpha$-SiC-10 wt% ($6Al_2O_3-4Y_2O_3$) sintered at $1850^{\circ}C$ without high-energy ball milling. The maximum hardness and compression stress of the sintered body reached 2870 Hv and 1110 MPa, respectively. The optimum ultra-precision machining parameters were a grinding speed of 1243 m/min, work spindle rotation rate of 100 rpm, feed rate of 0.5 mm/min, and depth of cut of $0.2\;{\mu}m$. The surface roughnesses of the thus prepared final products were Ra = 4.3 nm and Rt = 55.3 nm for the aspheric lens forming core and Ra = 4.4 nm and Rt = 41.9 for the spherical lens forming core. These values were found to be sufficiently low, and the cores showed good compatibility between SiC and the diamond-like carbon (DLC) coating material. Thus, these glass lens forming cores have great potential for application in the lens industry.

• 새물리
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• 제68권11호
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• pp.1268-1274
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• 2018

항공장애등이란 비행 중인 조종사에게 건축물이나 위험물의 존재를 알리기 위해 사용되는 등화를 말한다. 현재 대부분의 항공장애등의 광원은 발광다이오드(light-emitting diode, LED)로 대체되었고, 급격하게 확장 및 보급되었으나, 설치된 항공장애등이 광학적 성능 기준을 충족하지 못하여 항공 수송기기의 충돌 사고를 유발하고 있으며, 이러한 이유로 항공 안전상의 위험에 노출되어 있는 실정이다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 연구에서는 $360^{\circ}$ 방향에서 동일한 광도 분포를 가지고, LED 광원에서 나오는 광선을 좁은 빔(beam) 발산각으로 시준할 수 있는 프레넬 렌즈(fresnel lens)를 각각의 비구면 조각의 집합 (array) 형태로 설계를 하였다. 그 후에, 렌즈 기울기(tilt), LED와 프레넬 렌즈 사이의 거리를 최적화하여 중심 광도 20,000 cd, $3^{\circ}$ 이상의 수직 빔 발산각을 구현하는 항공장애등 광학계 설계와 시뮬레이션을 진행하였다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제17권2호
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• pp.142-147
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• 2013

In order to deduce the difficulty of fixing the Ritchey-Chretien (R-C) dual reflective optical system and enhance the stability of the secondary mirror, a compact integral structure is presented here composed of two transmitting and two reflective aspheric surfaces. The four surfaces were manufactured from a single germanium lens and integrated together. The two reflective surfaces formed by coating the inner reflecting films were assembled in one lens. It makes the installation of the two mirrors easier and the structure of the secondary mirror more stable. A design of mid-wave infrared (MWIR) compact imaging system is presented with a spectral range chosen as $3.7-4.8{\mu}m$. The effective focal length is f=90 mm. The field of view (FOV) for the lens is $4.88^{\circ}$. It has good imaging capability with Modulation Transfer Function (MTF) of all field of view more than 0.55 close to the diffraction limitation. Outdoor experiments were carried out and it is shown that the integral catadioptric optical system performs well on imaging.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제18권5호
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• pp.574-581
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• 2014

This paper presents the design and evaluation of the optical zoom system for an LWIR camera. The 12.8operating wavelength range of this system is from $7.7{\mu}m$ to $12.8{\mu}m$. Through a paraxial design and optimization process, we have obtained the extended four-group inner-focus zoom system with focal lengths of 10 to 100 mm, which consists of the six lenses including four aspheric surfaces and two diffractive surfaces. The diffractive lenses were used to balance the higher-order aberrations, and its diffraction properties were evaluated by scalar diffraction theory. We have calculated the polychromatic integrated diffraction efficiency and the MTF drop generated by background noise. The f-number of the zoom system is F/1.4 at all positions. Fields of view are given by $51.28^{\circ}{\times}38.46^{\circ}$ at wide field and $5.50^{\circ}{\times}4.12^{\circ}$ at narrow field positions. In conclusion, this design procedure results in a $10{\times}$ compact zoom lens system useful for an LWIR camera.

• Design & Manufacturing
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• 제17권2호
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• pp.15-21
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• 2023

In this study, a diamond turning machine and a laser-assisted machining module were utilized for the complex combined cutting of aspheric shapes and fine patterns on the surface of high-hardness brittle material, silicon. The analysis of material's form accuracy and corrective machining was conducted based on key factors such as laser output, rotational speed, feed rate, and cutting depth to achieve form accuracy below 1 ㎛ and surface roughness below 0.1 ㎛. The cutting condition and corrective machining methods were investigated to achieve the desired form accuracy and surface roughness. The rotational speed of the spindle and the linear feed rate of the diamond turning machine were varied in five stages for the cutting condition test. Surface roughness and form accuracy were measured using both a contact surface profilometer and a non-contact surface profilometer. The experimental results revealed a tendency of improved surface roughness with increased rotational speed of the workpiece, and the best surface roughness and form accuracy were observed at a feed rate of 5 mm/min. Furthermore, based on the cutting condition experiments, corrective machining was performed. The experimental results demonstrated an improvement in form accuracy from 0.94 ㎛ to 0.31 ㎛ and a significant reduction in the average value of the surface roughness curve from 0.234 ㎛ to 0.061 ㎛. This research serves as a foundation for future studies focusing on the machinability in relation to laser output parameters.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.290-296
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• 2019

차량용 HUD는 자동차 전면 유리창에 안전 운전과 편의 운전 관련 다양한 정보를 표시해 주는 장치로 중요한 역할을 수행한다. 본 논문에서는 증강현실 기술에 적용이 가능한 대면적 비구면 자유형상 미러를 가공하기 위해 초정밀 가공기를 이용하여 가공을 실시하였고 그 결과를 측정하였다. 초정밀 다이아몬드 절삭은 정밀도가 높을 뿐만 아니라 표면 거칠기와 잔류 응력을 낮게 할 수 있어서 우수한 표면 무결성을 갖는 고급 부품의 생산에 유리하다. 또한 비구면 자유 형상의 몰드를 사용함으로써 광학 전달 함수의 개선, 왜곡 경로의 감소 및 특수 이미지 필드 곡률의 실현과 같은 장점을 얻을 수 있다. 이와 같은 비구면 자유형상 금형을 가공하기 위한 방법으로는 초정밀가공기를 이용한 다이아몬드 절삭 방법을 사용하였으며, 제작된 비구면 자유형상 미러 금형의 평가는 비구면 형상 측정기를 이용하여 실시하였다. 이러한 방법에 의해 $1{\mu}m$ 이하의 형상 정밀도(PV)와 $0.02{\mu}m$ 이하의 표면 거칠기(Ra)를 갖는 비구면 자유형상 금형을 제작할 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제14권3호
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• pp.236-243
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• 2003

본 논문에서는 구면수차와 Stiles-Crowford 효과를 고려하여 인간의 눈을 모델링한 정밀모형안과 등가인 렌즈모듈 모형안의 설계에 관하여 논의하였고, 렌즈모듈 모형안을 적용한 Head Mounted Display(HMD)용 광학계를 설계 및 평가하였다. HMD용 광학계에서 요구되는 소형화, 고성능 및 고해상도 등의 필수조건들을 만족시키기 위해 회절광학소자와 비구면을 이용하여 색수차와 단색수차를 보정하였다. SVGA급 480,000화소를 갖는 0.47 인치 micro-display, 플라스틱 hybrid 렌즈, 그리고 렌즈모듈 모형안으로 HMD용 광학계를 구성하였다. 설계된 광학계의 초점거리는 31.25 mm, FOV는 24H$\times$18V$\times$30D degrees, 그리고 전장길이는 59.1 mm이다. 결과적으로, 사용자가 편안함을 느낄 수 있는 HMD에 유용한 광학계를 얻었다.

• 한국안광학회지
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• 제17권4호
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• pp.373-380
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• 2012

목적: 본 연구에서는 각막 이심률과 RGP 렌즈의 중심안정위치와의 상관관계를 알아보고자 하였다. 방법: 각막 이심률이 0.28~0.78인 각막 84안을 대상으로 구면 및 비구면 RGP 렌즈를 피팅 상태를 달리하여 착용시키고 각막에서의 중심안정위치를 초고속 카메라로 촬영하여 분석하였다. 결과: 구면과 비구면 RGP 렌즈의 수평방향 중심안정위치는 이심률이 작은 각막에서는 귀쪽으로의 치우쳐짐이 컸으나 이심률이 큰 경우는 각막 중심에 더 가까이 위치하였다. 구면 및 비구면 RGP 렌즈 모두 피팅 상태가 플랫할수록 이심률에 따른 중심안정위치의 차이가 커졌으며, 비구면 RGP 렌즈의 경우 각막 이심률이 작은 경우와 큰 경우 모두 중심안정위치의 차이가 구면 RGP 렌즈 보다 더 적었다. 구면 및 비구면 RGP 렌즈 착용 시 수직방향으로의 중심안정위치는 피팅 상태에 상관없이 모두 각막 중심을 기준으로 아래쪽에 위치하였으며 각막 이심률에 따른 차이는 통계적으로 유의하지 않았다. 그러나 이심률이 클수록 RGP 렌즈가 상안검에 맞닿는 경우가 많았다. 결론: 각막 이심률에 따라 구면 RGP 렌즈뿐만 아니라 비구면 RGP 렌즈의 중심안정위치가 달라졌으므로 RGP 렌즈의 피팅 및 제조 시에 이러한 점들이 고려되어야 할 것으로 보인다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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• pp.487-488
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• 2006

As DLC coating possesses such features as, high hardness, high elasticity, abrasion resistance and chemical stability, there have been exerted continuous efforts in research works in a variety of fields, and this technology has also been applied widely to industrial areas. In this research work, the optimal grinding condition was identified using Microlens Process Machine in order to contribute to the development of aspheric glass which is to be used for mobile phone module having 2 megapixel and $2.5{\times}$ zoom, and mold core (WC) was manufactured having performed ultra-precision machining and effects of DLC coating on shape accuracy(P-V) of mold core and surface roughness(Ra) as well were measured and evaluated.

• Current Optics and Photonics
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• 제5권5호
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• pp.500-505
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• 2021

We demonstrated a wide-fan-angle flat-top irradiance pattern with a very narrow linewidth by using an aspheric lens and a long-pitch reflective diffraction grating. First, we numerically designed a diffraction-based linear beam homogenizer. The structure of the Al diffraction grating with an isosceles triangular shape was optimized with 0.1-mm pitch, 35.5° slope angle, and 0.02-mm radius of the rounding top. According to the numerical results, the linear uniformity of the irradiance was more sensitive to the working distance than to the shape of the Al grating. The designed Al grating reflector was fabricated by using a conventional mold injection and an Al coating process. A uniform linear irradiance of 405-nm laser diode with a 100-mm flat-top length and 0.176-mm linewidth was experimentally demonstrated at 140-mm working distance. We believe that our proposed linear beam homogenizer can be used in various potential applications at a precise inspection system such as three-dimensional morphology scanner with line lasers.