• 대한기계학회논문집B
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• 제34권1호
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• pp.73-76
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• 2010

MEMS 기술이 발전함에 따라 MEMS 공정으로 제작된 미소 구조물들의 검사 및 특성 분석이 매우 중요한 문제로 떠오르고 있다. 그러나 주사 전자현미경(SEM)이나 원자현미경(AFM) 그리고 기계적 표면측정장치 등은 가격적인 측면에서나 방법적인 측면에서 많은 단점을 안고 있다. 본 논문에서는 DVD 광 픽업 장치를 이용하여 미소구조물을 높이를 측정하였다. 미소구조물 시편에서 반사된 빛의 강도를 측정하여 시편의 영상을 만들어냈고 미소구조물의 높이는 포토다이오드에서 측정된 포커스에러신호(FES)을 통해 구할 수 있었다. 제시된 광 픽업 스캐너는 기존 측정 장치와 비교하여 저렴한 비용으로 정밀한 측정이 가능함을 보여주었고, 기존의 기술을 대체할 수 있는 시스템으로 사용될 수 있을 것이다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1223-1227
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• 2005

Fine microgroove is the key component to fabricate micro-grating, micro-grating lens and so on. Conventional groove fabrication methods such as etching and lithography have some problems in efficiency and surface integrity. This study deals with the creation of ultra-precision micro grooves using non-rotational diamond tool and CNC machining center. The shaping type machining method proposed in the study allows to produce V-shaped grooves of $40\mu{m}$ in depth with enough dimensional accuracy and surface. For the analysis of machining characteristics in micro V-grooving, three components of cutting forces and AE signal are measured and processed. Experimental results showed that large amplitude of cutting forces and AE appeared at the beginning of every cutting path, and cutting forces had a linear relation with the cross-sectional area of uncut chip thickness. From the results of this study, proposed micro V-grooving technique could be successfully applied to forming the precise optical parts like prism patterns on light guide panel of TFT-LCD.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제26권10호
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• pp.771-777
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• 2013

This paper dealt with the development of a LED floodlight for naval vessels to replace the conventional floodlight using an incandescent and a halogen lamp. We found a technical solution for current problems of conventional lights and also improved optical characteristics by developing a LED floodlight which has a typical long-lived light source with high efficiency. To satisfy the requirements specified in Korea Standard Vessels (KS V), the optical structure was designed with selected LED package and lens. A LED module was composed of 10 LEDs in series for stable luminous output, and an aluminium heat sink was adopted for effective heat-radiation design. The LED floodlight was fabricated as a module type so that it can easily replace the conventional light source. The power consumption of the prototype floodlight was only a tenth of a conventional one with the same optical performance. Also, a test showed the floodlight satisfied the electrical, optical and environmental requirements of the standards.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제31권2호
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• pp.177-186
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• 2014

The Immersion Grating Infrared Spectrometer (IGRINS) is a near-infrared wide-band high-resolution spectrograph jointly developed by the Korea Astronomy and Space Science Institute and the University of Texas at Austin. IGRINS employs three HAWAII-2RG Focal Plane Array (H2RG FPA) detectors. We present the design and fabrication of the detector mount for the H2RG detector. The detector mount consists of a detector housing, an ASIC housing, a Field Flattener Lens (FFL) mount, and a support base frame. The detector and the ASIC housing should be kept at 65 K and the support base frame at 130 K. Therefore they are thermally isolated by the support made of GFRP material. The detector mount is designed so that it has features of fine adjusting the position of the detector surface in the optical axis and of fine adjusting yaw and pitch angles in order to utilize as an optical system alignment compensator. We optimized the structural stability and thermal characteristics of the mount design using computer-aided 3D modeling and finite element analysis. Based on the structural and thermal analysis, the designed detector mount meets an optical stability tolerance and system thermal requirements. Actual detector mount fabricated based on the design has been installed into the IGRINS cryostat and successfully passed a vacuum test and a cold test.

• 한국광학회지
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• 제23권4호
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• pp.154-158
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• 2012

본 논문에서는 적외선 광학장비의 가격 경쟁력을 확보하고자 상대적으로 저렴한 비용으로 제작이 가능한 PGM(Precision Glass Molding) 가공 렌즈로 구성된, 비냉각형 검출기용 적외선 광학계를 설계 및 제작하였다. PGM 가공이 가능하도록 광학계의 모든 렌즈에 칼코게나이드 유리(Chalcogenide Glass) 소재를 사용하였으며, 자체 비열화가 구현되도록 설계하였다. 또한 기존 가공법인 SPDT(Single Point Diamond Turning) 방법으로 제작된 렌즈로, 동일한 광학계를 구성하여 PGM 가공 렌즈의 성능 측정에 사용하였다. 제작된 두 광학계의 변조전달함수(MTF) 측정 결과와 실제 영상의 촬영 결과를 비교하여 분석한 결과, 가공 방법에 따른 렌즈의 성능 차이는 그리 크지 않음을 확인할 수 있었다. 따라서 향후 PGM 가공 렌즈의 사용이 증가하면, 적외선 광학장비의 가격 경쟁력이 향상될 것으로 기대된다.

• 천문학회보
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• 제39권2호
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• pp.103-103
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• 2014

Manufacturing of lens and mirror using Diamond Turning Machine (DTM) offers distinct advantages including short fabrication time and low cost as compared to grinding or polishing process. However, the DTM process can leave mid-frequency error in the optical surface which generates an undesirable diffraction effect and stray light. The mid-frequency error is expected to be eliminated by mechanical polishing after the DTM process, but polishing of soft surface of ductile aluminum is extremely difficult because the polishing process inevitably degrades the surface form accuracy. In order to increase its surface hardness, we performed electroless nickel plating on the surface of diamond-turned aluminum (Al-6061T6) off-axis mirrors, which was followed by the 6-hour-long baking process at $200^{\circ}C$ for improving its hardness. Then we polished the nickel plated off-axis mirrors to remove the mid-frequency error and measured polished mirror surfaces using the optical surface profilometer (NT 2000, Wyko Inc.). Finally, we ascertained that the mid-frequency error on the mirror surface was successfully removed. During the whole processes of nickel plating and polishing, we monitored the form accuracy using the ultra-high accurate 3-D profilometer (UA3P, Panasonic Corp.) to maintain it within the allowable tolerance range (< tens of nm). The polished off-axis mirror was optically tested using a visible laser source and a pinhole, and the airy pattern obtained from the polished mirror was compared with the unpolished case to check the influence of mid-frequency error on optical images.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권7호
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• pp.13-20
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• 2004

미세 광학 벤치의 설계를 위해서 두 가지 테스트 벤치에 대해 결합효율을 계산하였다. 광섬유로 들어오고 나가게 되는 빛을 볼 렌즈를 통과한 것과 그렇지 않은 것으로 설계하였다. 미세 광학 벤치의 실제 제작 과정에서 발생할 수 있는 광소자들의 위치 에러를 고려하여 시뮬레이션을 하였고, 그것들의 허용오차를 -3 ㏈ 조건으로 정하였다. 볼 렌즈가 없는 fiber-to-fiber에서는 lateral misalignment가 2.7 um 그리고 tilt 에러가 5.8o 이내로 나타났다. 각각의 광섬유 앞단에 광의 집속을 위해 볼 렌즈가 놓여지면 working distance는 60 um로 확장되어지나, 각각의 광소자들이 놓여진 위치 파라미터 사이에 보다 강한 교호작용이 존재하기 때문에 tolerance design을 위해 교호작용을 함께 고려해야 한다.

• 한국광학회지
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• 제28권6호
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• pp.290-294
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• 2017

카세그레인 망원경은 오목한 주경과 볼록한 부경으로 이루어져있다. 특히 부경의 경우 크기는 작지만 볼록한 형태로 빛을 모두 퍼트려 파면오차 측정이 어렵다. 본 논문에서는 비구면 계수가 여러 개인 볼록비구면 반사경의 파면오차를 Simpson-Oland-Meckel (SOM) 힌들 테스트를 적용하여 측정하였다. 그리고 실험 구성에서 발생하는 계통오차를 분리해내기 위해 QN 절대측정법을 추가로 적용함으로써 힌들 렌즈 제작 및 정렬 오차를 포함한 계통오차를 보정하고 볼록비구면 반사경만의 파면오차를 구하였다. 이렇게 구한 볼록비구면 반사경의 파면오차와 QED사의 ASI (Aspheric Stitching Interferometer)로 측정한 파면오차와 비교한 결과, 모두 $45^{\circ}$ 방향의 비점수차 형태를 가지며 rms 값의 차이가 약 2.5 nm rms 이내로 매우 작음을 확인하였다.

• 폴리머
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• 제29권4호
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• pp.418-421
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• 2005

본 연구에서는 나노/마이크로 소자 및 MEMS 제작에 활용가능하고 또한 수십 마이크로미터 크기의 3차원 곡면을 가진 형상을 제작하기 유리한 이광자 광중합을 이용한 다중조사 복셀 매트릭스 스캐닝법(multi-exposure voxel matrix scanning method)에 의한 나노 복화공정을 개발하였다. 이 공정을 통하여는 높이에 따라 14가지의 색을 가진 등고선으로 표현된 3차원 자유곡면 형상을 적층방식이 아닌 단일 층으로 3차원으로 제작할 수 있다. 여기서 수광각도가 1.25인 집광렌즈를 사용하여 레이저의 조사시간에 따라 1.2 um에서 6.4 um까지 변하는 복셀의 높이 차이를 이용하여 3차원 곡면 제작이 가능하다. 본 연구의 유용성을 검토하기 위하여 몇 가지 3차원 곡면형상을 초미세 입체 패터닝 공정에서 사용하는 일반적인 적층방식을 사용하지 않고 단층으로 제작하여 시간을 단축하였다.

• 한국레이저가공학회지
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• 제14권2호
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• pp.8-12
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• 2011

As the aged population grows around the world, many medical instruments and devices have been developed recently. Among the devices, a drug delivery stent is a medical device which requires precision machining. Conventional drug delivery stent has problems of residual polymer and decoating because the drug is coated on the surface of stent with the polymer. If the drug is impregnated in micro hole array on the surface of the stent, the problem can be solved. Micro sized holes are generally fabricated by laser machining; however, the fabricated holes do not have an enough aspect ratio to contain the drug or a good surface finish to deliver it to blood vessel tissue. To overcome these problems, we propose a vibration-assisted machining mechanism with PZT (Piezoelectric Transducers) for the fabrication of micro sized holes. If the mechanism vibrates the eyepiece of the laser machining head, the laser spot on the workpiece will vibrate vertically because objective lens in the eyepiece shakes by the mechanism's vibration. According to the former researches, the vibrating frequency over 20kHz and amplitude over 500nm are preferable. The vibration mechanism has cylindrical guide, hollowed PZT and supports. In the cylinder, the eyepiece is mounted. The cylindrical guide has upper and low plates and side wall. The shape of plates and side wall are designed to have high resonating frequency and large amplitude of motion. The PZT also is selected to have high actuating force and high speed of motion. The support has symmetrical and rigid characteristics.