• 제목/요약/키워드: Fourier optics

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Scalar Fourier Modal Method for Wave-optic Optical-element Modeling

  • Kim, Soobin;Hahn, Joonku;Kim, Hwi
    • Current Optics and Photonics
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    • 제5권5호
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    • pp.491-499
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    • 2021
  • A scalar Fourier modal method for the numerical analysis of the scalar wave equation in inhomogeneous space with an arbitrary permittivity profile, is proposed as a novel theoretical embodiment of Fourier optics. The modeling of devices and systems using conventional Fourier optics is based on the thin-element approximation, but this approach becomes less accurate with high numerical aperture or thick optical elements. The proposed scalar Fourier modal method describes the wave optical characteristics of optical structures in terms of the generalized transmittance function, which can readily overcome a current limitation of Fourier optics.

분수차 퓨리에 변환을 위한 평판집적 광학계 구현 (Planar integrated optics for implementation of fractional fourier transform)

  • 박선택;김필수;오차환;송석호
    • 한국광학회지
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    • 제7권4호
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    • pp.333-340
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    • 1996
  • 기존 퓨리에 변환의 일반화된 형식인 분수차 퓨리에 변환을 평판집적 광학계로 구현하였다. 구현된 평판집적 광학계는 동일한 2차원 입력패턴에 대해 서로 다른 분수차를 갖는 4개의 FRT의 결과를 얻을 수 있는 구조를 가지며 모든 부품들은 레이저 빔 묘화장치를 이용하여 하나의 유리판에 동시에 제작되었다. FRT 실험결과를 계산치와 비교 분석함으로써 평판집적 광학계가 기존의 자유공간 광학계가 갖는 3차원적 광신호 전달 특성과 이에 따른 높은 신호의 공간대역폭을 가지고 매우 정확한 FTR를 수행할 수 있음을 검증하였다.

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자동굴절검사기의 신뢰성 평가 및 Fourier analysis에 의한 정확도 분석 (Repeatability Assessment of Autorefractor and Accuracy Analysis of Refraction Measurements by Fourier Analysis)

  • 김태훈;예기훈;김재광;성아영
    • 한국안광학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.29-36
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    • 2008
  • 목적: 본 연구는 자동굴절검사기를 사용하여 측정한 값을 자각적굴절검사값과 비교하여 그 정확도와 신뢰성을 분석하고자 하였다. 방법: 99명 198안을 대상으로 조절마비제를 투여하지 않고 굴절검사를 실시하였으며, 자각적굴 절검사와 자동굴절검사기로 측정된 각각의 굴절력을 분석하여 신뢰도와 정확도를 평가하였다. 또한 Fourier analysis 를 사용하여 자동굴절검사기의 정확도를 분석하였다. 결과: 자동굴절검사기의 신뢰도 계수는 우안의 경우 구면굴절력에서 0.993, 난시굴절력은 0.974, 난시축은 0.925로 나타났으며, 좌안은 구면굴절력의 신뢰도 계수가 0.991, 난시 굴절력은 0.948, 난시축은 0.886으로 나타났다. Fourier analysis에 의해 자각적굴절검사와 비교하여 $J_{0}$ component에서 통계적으로 유의미한 차이가 없었으며(p>0.05), 자각적굴절검사와 비교하여 $J_{45}$component의 굴절력 차이 값은 -0.019와 -0.164로 나타났다. 결론: 본 연구에서 사용된 자동굴절검사기는 큰 오차 값을 가지지 않고 굴절력을 측정하는데 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

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평판 집적 광학계를 이용한 분수차 상관기 구현 (Planar integrated optics for performing fractional correlation operation)

  • 박선택;김필수;오차환;송석호
    • 한국광학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.154-160
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    • 1997
  • 푸리에 변환의 일반형인 분수차 푸리에 변환(fractional Fourier transform : FRT)을 근간으로 하는 분수차 상관기는 입력패턴의 위치나 모양에 따라 상관결과치가 변하는 공간 가변 특성을 갖는다. 이러한 특성을 갖는 분수차 상관기를 푸리에 변환을 이용하는 기존의 상관기와 비교하였고, 분수차에 따른 상관결과치의 변화를 분석하였다. 정확한 분수차 상관함수의 계산을 위하여 광학부품들의 정렬에 있어서 고도의 정확도와 안정도를 갖는 평판 집적 광학계를 구성하였으며, 실험결과와 계산결과를 비교함으로써 평판 집적 광학계에 의한 분수차 상관기의 구현이 매우 정확히 수행될 수 있음을 검증하였다.

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웨이브렛 변환의 모함수에 따른 ERG의 잡음제거 성능 비교 (Comparison of ERG Denoising Performance according to Mother Function of Wavelet Transforms)

  • 서정익;박은규;장준영
    • 한국임상보건과학회지
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    • 제4권4호
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    • pp.756-761
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    • 2016
  • Purpose. Noise occurs at measuring Electoretinogram(ERG) signals as the other bio-signal measurement. It is compared the denoising performance according to the mother function of wavelet transforms. Methods. The ERG signal that generated power supply noise and white noise was used as a sampling signal. The noise of ERG signal was filtered by using haar, db7, bior mother function. The filtering performance of each mother functions was compared using Fourier transform spectrum and SNR(signal to noise ratio). Results. In the haar functioin, the result of the Fourier transform spectrum was that the power supply noise is removed and the white noise performance is not good. The SNR was 27.0404. In the db7 function, the results of Fourier transform spectrum was that the power supply noise is removed and the white noise performance is good. The SNR was 35.1729. In the db7 function, the results of Fourier transform spectrum was that the power supply noise is removed and the white noise performance is the bset. The SNR was 35.4445. Conclusions. The db7, bior function was good results in power supply noise and white noise filtered. The bior function is suitable for filtering noise of the ERG signal.

수중표적의 시간영역 음파 후방산란 신호 모의 (Simulation of Time-Domain Acoustic Wave Signals Backscattered from Underwater Targets)

  • 김국현;조대승;성우제
    • 한국음향학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.140-148
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    • 2008
  • 본 연구에서는 물리광학법 (physical optics)과 푸리에 변환 (Fourier transform)을 바탕으로 잠수함과 같이 크고 형상이 복잡한 수중표적의 시간영역 음파 후방산란 신호를 모의하기 위한 수치해석방법을 구현하였다. 키르코프-헬름홀쯔 적분식 (Kirchhoff-Helmholtz integral equation)에 키르코프 근사이론 (Kirchhoff approximation)을 적용하여 유도한 물리광학법을 바탕으로 수중표적의 후방산란 음파에 대한 주파수 응답을 계산하였으며, 시간영역 신호모의를 위해 구해진 주파수응답에 고속 역푸리에 변환 (inverse fast Fourier transform)을 취하였다. 입사 음파의 직접조사 면적을 산정하기 위한 적응 삼각형 빔 방법과 다중반사 효과를 고려하기 위한 가상면 개념을 도입하였다. 평면 음파가 정사각형 평판에 수직으로 입사하는 경우에 대한 수치해석 결과를 시간영역 물리광학법에 근거한 해석해와 비교하여 본 연구에서 구현한 수치해석방법의 정확성을 검증하였으며, 반구형 원통모델에 대한 수치모의 결과를 측정결과와 비교하여 본 연구방법이 거울반사 (specular reflection) 효과가 우세한 경우에 유효한 해를 제공할 수 있으나 작은 표적에 대해서는 오차를 줄 수 있음을 확인하였다. 또한, 이상화된 잠수함 모델에 대한 수치해석을 통해 실제 수중표적에 대한 시간영역 후방산란 해석으로의 적용 가능성을 확인하였다.

Joint FrFT-FFT basis compressed sensing and adaptive iterative optimization for countering suppressive jamming

  • Zhao, Yang;Shang, Chaoxuan;Han, Zhuangzhi;Yin, Yuanwei;Han, Ning;Xie, Hui
    • ETRI Journal
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    • 제41권3호
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    • pp.316-325
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    • 2019
  • Accurate suppressive jamming is a prominent problem faced by radar equipment. It is difficult to solve signal detection problems for extremely low signal to noise ratios using traditional signal processing methods. In this study, a joint sensing dictionary based compressed sensing and adaptive iterative optimization algorithm is proposed to counter suppressive jamming in information domain. Prior information of the linear frequency modulation (LFM) and suppressive jamming signals are fully used by constructing a joint sensing dictionary. The jamming sensing dictionary is further adaptively optimized to perfectly match actual jamming signals. Finally, through the precise reconstruction of the jamming signal, high detection precision of the original LFM signal is realized. The construction of sensing dictionary adopts the Pei type fast fractional Fourier decomposition method, which serves as an efficient basis for the LFM signal. The proposed adaptive iterative optimization algorithm can solve grid mismatch problems brought on by undetermined signals and quickly achieve higher detection precision. The simulation results clearly show the effectiveness of the method.

푸리에 광학의 디스플레이 기판 결함 검출에의 활용 (Application of Fourier Optics to Defect Inspection of Display Substrates)

  • 정영진;이광
    • 한국광학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.1-8
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    • 2017
  • 본 연구에서는 디스플레이 기판의 결함 검출을 위해 푸리에 광학을 이용하는 방법에 대하여 제안하였다. 제안하는 방법은 고배율의 광학계를 사용하지 않기 때문에 비용적 부담이 적은 결함 검출 시스템을 구현하는데 사용될 수 있다. 그리고, 제안하는 방법은 고배율 광학계의 짧은 피사계 심도에 기인하는 기판과 카메라 간의 거리 변화에 대한 엄격한 허용오차를 피할 수 있다. 또한, 카메라와 기판의 가까운 거리로 생기는 접촉으로 인한 손상의 가능성을 피할 수 있다. 푸리에 변환의 특성에 의해 규칙적 패턴인 기판의 위치변화는 회절된 빛의 세기분포에는 영향을 미치지 않기 때문에 검출 알고리즘을 기존의 방식보다 더 간단하게 구현할 수 있다. 제안하는 결함 검출 방법을 전산모사와 함께 설명하고 액정디스플레이의 컬러필터 기판을 예로 실험을 통해 검증하였다.

컴퓨터로 빛의 간섭을 기록하는 홀로그램(CGH)의 특성 연구 (A study of the hologram which records the interference of light with computer)

  • 이정영;장우영
    • 한국안광학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.305-312
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    • 2005
  • 분 논문에서는 Lohmann 방법과 FFT (fast Fourier transform)를 사용하여 홀로그램을 제작하였다. 먼저 수학적으로 정의되는 물체의 $128{\times}128$로 표본화된 점들에 대한 복소 파면을 FFT 연산으로 구하였다. 그리고 Lohmann의 방법을 사용하여 각각의 표본점에 대한 복소 파면의 진폭과 위상을 홀로그램 정보로 바꾸었다. PC와 레이저 프린터를 용하여 홀로그램 도면을 그렸으며, 그 도면을 사진 축소하여 CGH(computer generated holograms) 필름을 제작하였다. 헬륨-네온 레이저와 역퓨리에 변환 광학계를 사용하여 수학적으로 정의되는 물체의 홀로그램 상을 재생하였다. $32{\times}32$, $64{\times}64$, $128{\times}128$의 표본수, random 위상의 적용 여부, 진폭 절단 및 CGH 필름의 표백 정도에 따라 변화하는 홀로그램 상의 특성을 조사하였다. 이 실험을 통하여 우수한 홀로그램 상을 재생할 수 있는 최적 조건과 홀로그램 상에서 스페클 잡음을 줄일 수 있는 최적 조건을 얻을 수 있었다. 2진 위상 홀로그램을 프로그램하기 위하여 Lohmann의 알고리즘을 MS Visual BASIC 6.0으로 구현하였다.

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Rapid Defect Inspection of Display Device with Optical Spatial Filtering

  • Yoon, Dong-Seon;Kim, Seung-Woo
    • International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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    • 제1권1호
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    • pp.56-61
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    • 2000
  • We present a fast inspection method of machine vision for in-line quality assurance of liquid crystal displays(LCD) and plasma display panels(PDP). The method incorporates an optical spatial filter in the Fourier plane of the imaging optics to block the normal periodic pattern, extracting only defects real time without relying on intensive software image process. Special emphasis is on designing a collimated white light source to provide high degree of spatial coherence for effective real time Fourier transform. At the same time, a low level of temporal coherence is attained to improve defect detection capabilities by avoiding undesirable coherent noises. Experimental results show that the proposed inspection method offers a detection accuracy of 15% tolerance, which is sufficient for industrial applications.

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