• 제목/요약/키워드: GRIN 렌즈

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광 통신용 고분자 GRIN 렌즈의 특성 및 제작 방법 (Characteristics of Polymer GRIN Lenses for Optical Communications and Their Preparations)

  • 정상돈;송석호
    • 전자통신동향분석
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    • 제9권1호
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    • pp.65-74
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    • 1994
  • 광 통신 분야에 응용되는 GRIN 렌즈의 사양을 통해서 고분자 GRIN 렌즈의 응용 가능성과 장점 등을 살펴보기 위하여 GRIN 렌즈의 특성과 GRIN 렌즈의 광통신 분야에의 응용성, 고분자 GRIN 렌즈 제작방법 등을 검토하였다. 이로부터 고분자 GRIN 렌즈는 제작 방법과 제작 공정 변수의 다양성으로 인하여 다양한 형태의 GRIN렌즈 제작과 굴절률 분포 제어에 있어서 장점이 있음을 확인하였다. 특히, 구형 고분자 GRIN 렌즈는 수 구경이 크고 수차가 적을 뿐만 아니라 제작 방법이 간단하기 때문에 광원과 광섬유간의 접속에 매우 유용할 것으로 판단되었다.

1매의 구면 SELFOC 렌즈와 1매의 비구면 플라스틱 렌즈로 구성된 카메라폰용 광학계의 설계 (Optical System Design Composed of Spherical SELFOC Lens and Aspherical Plastic Lens for Mobile Phone Camera)

  • 이용선;이종웅
    • 한국광학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.108-115
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    • 2008
  • 구면 SELFOC 렌즈와 플라스틱 비구면 렌즈를 사용하여 mobile phone 광학계를 설계하였다. SELFOC 소재는 radial GRIN(gradient index) 분포를 가지며, 이것은 설계에 추가적인 자유도를 제공하므로, 비구면을 구면으로 대치할 수 있다. 두개의 플라스틱 비구면 렌즈로 구성된 통상적인 2P 광학계와 결상특성을 비교 하였다. 이 연구에서는 시판되고 있는 SELFOC 소재를 사용하여 1GRIN 1P 광학계를 설계하였다. 그러나 1GRIN 1P의 성능보다 통상적인 2P 광학계의 성능이 좋았다. 1GRIN 1P 설계에서 성능은 GRIN 소재의 굴절률 구배에 의지하므로 굴절률 구배가 클수록 좋은 성능을 보인다. 그러므로 큰 굴절률 구배를 갖는 가상의 GRIN 소재를 사용하여 광학계를 설계하였다. 현재 시판되는 SELFOC 소재보다 3배 정도 굴절률 구배가 큰 GRIN 소재가 개발된다면, 1GRIN 1P 광학계의 성능이 통상적인 2P 광학계의 성능과 유사하거나 더 좋아 질 것이다.

막대 형태의 비구면 렌즈를 이용한 광통신용 시준기의 설계 (Design of a Rod-Type Aspheric Lens Collimator for Optical Telecommunication)

  • 강석봉;강은경;황보창권;강상도;김종섭
    • 한국광학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.31-35
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    • 2008
  • 결합효율이 높고 정렬오차 발생 시 결합효율의 저하가 작은 광통신용 비구면 렌즈 시준기를 설계하였다. 비구면 시준 렌즈는 GRIN 렌즈와 작동거리와 두께가 유사하고 외경이 동일한 원통형 막대 형태로 설계해 GRIN 렌즈를 대체할 수 있도록 하였다. 결합효율의 저하는 시준렌즈의 구면수차에 의해 주요하게 발생하므로, 비구면 렌즈 시준기가 볼 렌즈, GRIN 렌즈 및 C-렌즈 시준기보다 높은 결합효율을 가지도록 비구면 계수를 최적화 해 구면수차를 낮추었다. 설계한 비구면 렌즈 시준기의 결합효율은 기존 시준기들보다 높았으며 정렬오차에 따른 결합효율의 감소도 작았다.

GRIN 렌즈로 구성된 주사방식의 내시현미경 대물렌즈의 설계 (Design of an Endoscopic Microscope Objective Composed of GRIN(Gradient-Index) Lens with Scanning Devices)

  • 김경정;임천석
    • 한국광학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.311-318
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    • 2009
  • 본 논문에서는, 2가지 종류의 광학보정소자에 의해 고차의 구면수차와 상면만곡이 보정된, 서브마이크론 (1.0 ${\mu}m$이하)의 광학 분해능을 갖는 매력적인 실시간 in-vivo 내시현미경을 소개한다. 덧붙여 소개된 내시현미경은 대물렌즈부의 직경이 1 mm인 GRIN (Gradient Index) 렌즈로 구성되어 있기 때문에 최소 침습적인 장점도 갖고 있다.

렌즈에 따른 광콜리메이터 성능 비교 분석 (Analysis add Comparison of the Performance of Optical Collimator by Lenses)

  • 선화영;최두선;제태진;최기봉;김동식
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.132-136
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    • 2002
  • Optical collimating lenses are play a role as maintenance parallel light and as a kind of optical collimating lens, there is Ball lenses, GRIN-rod lenses, spherical lenses and aspherical lenses etc. but recently GRIN lens has monopolized a market. The performance of optical collimator depended on the coupling efficiency. In this paper, we were compared and analyzed to be measured values of coupling efficiency with respect to optical working distance using GRIN rod lenses and spherical lenses. In the case of GRIN lenses with a beam size of 420 ${\mu}{\textrm}{m}$, the minimum coupling efficiency was obtained to a measured value of 0.15 ㏈ and in the case of spherical lenses was obtained to a measured value of 0.12 ㏈ on the same condition. In results, we found that a performance of spherical lenses be better as compared with a that of GRIN lens.

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위치변위 레이저 간섭계용 송수신 광학계의 설계 및 분석 (Design and Analysis of a Receiver-Transmitter Optical System for a Displacement-Measuring Laser Interferometer)

  • 윤석재;임천석
    • 한국광학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.75-82
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    • 2017
  • 초정밀도를 요구하는 반도체 소자 공정에서 웨이퍼의 위치와 반복정밀도를 파장의 수백분의 일로 오차가 거의 없는 상태에서 제어하기 위해 위치변위 레이저 간섭계가 필요하다. 특히 제조공정에서는 생산단가의 인하압박으로 인해 웨이퍼의 대형화가 시도되고 있고 이에 따라 넓은 변위량을 측정하면서 나노미터 급의 위치 정밀도를 지닌 레이저 간섭계가 더욱 절실하게 요구된다. 이런 기술적인 문제를 해결하기 위해서 간섭계에 사용되는 송수신 광학계에도 특별한 광학적인 고안이 필요하게 된다. 본 논문에서는, 송수신 광학부로서 단순하게 콜리메이팅 렌즈만을 사용하는 기존의 방식 대신에, GRIN 렌즈-콜리메이팅 렌즈-무초점 광학계로 구성되는 새로운 형식의 조금 복잡한 형태의 광학구조를 제안하였고 이를 통해 반사된 후 되돌아와 간섭계로 결합되는 광신호의 효율을 약 100배 정도 높일 수 있었다.

광통신용 박막필터형 광소자 분석을 위한 최적화 모델링과 특성분석 (The characteristics and optimal modeling of input source for optical device using thin film filter in optical telecommunication network)

  • 김명진;이승걸
    • 한국광학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.306-311
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    • 2003
  • 본 논문에서는 광전송시스템에서 파장분할다중화 광소자로 사용되는 박막필터형 광소자의 특성 분석 및 평가를 위해 입력광원을 모델링 하였으며 광경로에 대해 광선추적법을 사용하여 전산모의 한 광특성을 실험과 비교, 분석하였다. 그 결과 입력광원에 대한 cell 방식의 모델링이 결합효율의 정확도 및 가우시안 강도분포에 접근성을 볼 때 마이크로 옵틱스형 광소자 분석함에 있어 적합함을 알 수 있다. 박막필터형 광소자에 대한 최적 전산모의 결과 광섬유와 GRIN 렌즈 사이 거리가 0.24mm이며 GRIN 렌즈와 박막필터 사이 거리가 0.25mm일 때 최대 결합효율은 -0.11 ㏈이었으며 동일한 조건에의 실험결과 -0.35 ㏈의 최대 결합효율을 얻었다. 이것은 단심 및 이심페룰, GRIN 렌즈 등과 같은 구성품의 불완전성과 박막필터에 의한 손실을 고려할 때, 전산모의 결과와 매우 일치하는 것으로서 본 연구에서 제안한 입력광원의 모델링을 적용한 전산모의가 박막필터형 광소자의 특성을 예측할 수 있음을 보였다.

광섬유 다발과 Gradient-index Lens가 결합된 고 분해능 및 최소침습 직경의 공초점 내시 현미경 대물렌즈의 설계 (Design of an Endoscopic Microscope Objective Lens Composed of Flexible Fiber Bundle and Gradient-index with a High Resolution and a Minimally-Invasive Outer Diameter)

  • 장선영;임천석
    • 한국광학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.87-94
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    • 2008
  • 공초점 내시 현미경의 경우 살아있는(in vivo) 동물체들의 뇌 속에서의 암세포나 특정 세포를 분석할 수 있으며, 비 침습적으로 얻을 수 있는 기술과 동시에 실시간으로 암을 검출할 수 있는 장점이 있다. 공초점 내시 현미경의 경우 최소 직경과 고 분해능을 요하게 된다. 본 논문은 최소 직경을 가지는 GRIN 렌즈와 유동적으로 움직일 수 있는 광섬유 다발을 연결시킴으로써 보다 측정에 용이하도록 하였다. 직경이 1 mm이고 수치구경이 0.5이며 pitch가 0.25인 GRIN렌즈를 사용하였으며, 광섬유 다발은 30,000개의 코어로 구성된 유동적인 광섬유 다발을 사용하였다. 본 논문은 GRIN 렌즈에 의해서 발생되었던 구면수차는 광학보상자를 이용하여 보정하였다. 그 결과 설계되어진 공초점 내시 현미경 대물렌즈의 경우 종 분해능은 $1.63\;{\mu}m$이고 축상물점과 비축물점에서의 에너지 분포가 100%일 때 각각의 spot size는 축상물점에서 $0.3\;{\mu}m$ 비축물점에서 $0.83\;{\mu}m$의 결과를 얻었으며 보다 값싸고 제작에 용이한 양산 비구면 렌즈로 대체 구현된 결과에서는 종 분해능이 $1.74\;{\mu}m$이고, 축상 물점에 대한 spot size는 $1.1\;{\mu}m$이고 비축물점에서는 spot size가 $2.94\;{\mu}m$로 설계되었다.