• 한국광학회지
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• 제28권5호
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• pp.241-249
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• 2017

본 논문에서는 $7.7{\mu}m$에서 $12.8{\mu}m$ 파장 대역에 적용 가능한 비냉각 열상장비 광학계를 설계 및 분석 하였다. 최적화 과정을 통하여 설계된 원적외선 광학계의 유효초점거리는 5.44 mm를 가지며, 4면의 비구면과 2면의 회절면을 포함하였다. 광학계의 F/수는 F/1.2로 설정하였고, 시야각은 $90^{\circ}{\times}67.5^{\circ}$가 되도록 하였다. 회절면이 적용된 hybrid 렌즈를 이용하여 보다 효율적으로 고차 수차가 보정되도록 하였고, 이때 발생되는 회절 특성은 scalar 회절 효율을 이용하여 평가하였다. 또한 hybrid 렌즈에서 발생되는 회절 현상에 의한 통합 회절효율을 예측하고 배경잡음에 의한 MTF 저하를 고려하였다. 원적외선 광학계의 온도 변화에 따른 보상은 광학식 비열화를 이용하여 광학계의 MTF 성능이 초점 심도 내에서 유지되도록 하였다. 결론적으로 비냉각 열상장비에 효율적으로 적용 가능한 광학설계 결과를 얻었다.

• 한국광학회지
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• 제3권3호
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• pp.143-147
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• 1992

개구상에서 위상변조를 실시하였을 때에 line spread function과 MTF에 미치는 효과를 실험적 측정에 의한 고찰을 실시하였다. 국산 쌍안경 대물렌즈를 시험렌즈로 하였다. 위상변조를 위한 위상판을 제작하고 렌즈앞에 밀착하여 MTF를 축정하였다. 위상변조는 개구상에서 일정한 범위를 $\pi$만큼 지연시켰다. 실험결과 수차가 큰 쌍안경 대물경계에 위상변조 효과는 공간주파수 여과특성은 매우 약하고 수차보정효과가 크게 나타났다. 결과적으로 적절하게 위상변조를 실시하면, 광에너지 손실이 거의없이 광학계의 결상능력을 향상시킬 수가 있음을 확증하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제20권2호
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• pp.117-124
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• 2004

구면 지표 위를 비행하는 위성 영상기의 경사 촬영에 대한 공간 해상도 특성을 분석하고, Time Delay and Integration(TDI) 기법을 사용하는 위성 영상기의 고도가 정상 운영 범위 이하로 저하되었을 때 TDI 불일치로 발생하는 기하 성능 저하를 구면 지표에 대한 경사 촬영으로 보정하였다. 영상기의 시선 방향을 서로 독립적인 두 방향의 각들로 정의하여 구면 지표상의 임의의 관측 점에 대한 경사 촬영 특성을 분석하였고, 임의의 2차원 방향 경사 촬영으로 TDI 영상기의 고도 저하에 대해 성능 보정이 가능함을 해석적으로 보였다. 성능 보정은 TDI 재일치를 통해 Modulation Transfer Function(MTF) 감소 없이 약간의 지상화소거리 증가로 이루어졌다. 연구 결과로 고도 저하 성능 보정을 위한 2차원 경사 촬영의 효과적 방법을 제시하였다. 본 연구에서 제시한 고도 저하에 대한 해결책은 TDI 위성 영상기의 실제 운영에 있어서 임무 수행 보장 및 유연성에 도움이 될 수 있으리라 기대한다.

• 한국안광학회지
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• 제16권4호
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• pp.409-415
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• 2011

목적: 초점거리의 비가 3:1인 아나모픽 렌즈를 적용하여 탐지거리를 증대시키는 열상 광학계를 설계하였다. 방법: 화각이 $50^{\circ}{\sim}60^{\circ}$, 초점거리는 수평방향 36 mm, 수직방향 12 mm로 구속조건을 정하였다. 구속조건으로 f-number는 4, 화소 크기는 $15{\mu}m{\times}15{\mu}m$, 한계 분해능은 33l p/mm에서 25% 이상으로 제한하였다. 재질은 Si, ZnS, ZnSe를 사용하였으며 파장영역은 4.8 ${\mu}m$, 4.2 ${\mu}m$, 3.7 ${\mu}m$로 설정하였다. 설계한 열상 카메라의 광학적 성능 및 탐지거리와 나르시서스, 비열화를 분석하였다. 결과: 열상 광학계의 초점거리는 Y축 방향이 12 mm, X축 방향이 36 mm를 만족하였으며 f-number는 4를 만족하였다. 전장의 길이는 76 mm로 시스템의 전반적인 부피를 감소시켰다. 구면수차와 비점수차는 ${\pm}$0.10내로 2 pixel 크기보다 작게 나타났다. 왜곡수차는 10%이내로써 열상 카메라로 사용하는데 문제가 없음을 확인하였다. 광학계 MTF 성능은 33l p/mm에서 full field 까지 25%이상으로 구속조건을 만족하였다. 설계된 열상 광학계는 2.9 km까지 탐지할 수 있으며 4면을 제외한 나머지 면들의 나르시서스 값을 줄여 상 번짐이 감소하였다. 민감도 분석을 통해 5번째 렌즈를 보상자로 선택하여 온도 변화에 따른 MTF 해상력을 높였다. 결론: 아나모픽 렌즈를 적용해서 설계한 열상 광학계의 광학적 성능은 구속조건을 만족하였으며 더 긴 탐지거리와 나르시서스의 감소, 온도에 따른 해상력이 증가됨을 확인하였다.

• 한국광학회지
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• 제26권3호
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• pp.155-161
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• 2015

본 논문에서는 연안 지역 저고도 원격측정을 위한 소형 무인항공기 용 초분광센서 개발의 일환으로 비축 삼반사경 전단광학계의 설계와 성능분석 결과를 제시하였다. 이 광학계는 수 cm의 공간해상도(4cm@500m 운영고도)와 $4^{\circ}$의 시야각, 그리고 신호대 잡음비 100(@660 nm) 이상의 요구사항을 만족시키기 위하여, 70 mm의 입사동 크기와 개구수 5.0으로 설계 사양을 가지는 비구면의 주경과 부경이 포함된 비축 삼반사경 형태로 설계되었다. 본 설계의 광학성능은 $1/15{\lambda}$ 이하 RMS 파면오차 성능과 0.75이상의 MTF 성능(@660 nm)이 기대된다. 제작과 조립 단계를 고려하여 민감도 분석을 통해 3 반사경을 정렬 보상자로 선정하였으며, 경사 공차범위는 요소별로 0.17 mrad 으로 결정되었다. 이 비축 삼반사경 광학설계는 기존 초분광센서의 전단광학계에 비해 높은 광학성능을 보이고, 소형 무인항공기에 맞추어 경량화가 가능하도록 제작 기반을 설정하여, 향후 연안 원격탐사 연구에 활용될 예정이다.