• 제목/요약/키워드: Optics design

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Wedge Prism을 이용한 FHD급 연성 내시경 광학계 설계 (FHD Flexible Endoscopy Design Using Wedge Prism)

  • 박성우;정미숙
    • 한국광학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.295-302
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    • 2022
  • FHD급 고해상도 연성 내시경을 설계하기 위한 wedge prism 적용 방법을 연구하였다. 기존의 연성 내시경 광학계의 경우, 넓은 피사계 심도 범위에서 동일한 결상 성능을 얻기 위해 F 넘버를 크게 가져가거나 액체 렌즈를 적용하였다. 하지만 이는 추가적인 light guide와 기구물을 필요로 하여 광학계의 직경이 커진다는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해, 연성 내시경 광학계에 2매의 wedge prism을 적용하여 각 물체거리별로 상거리를 조절하였다. 먼저 설계한 내시경 광학계에 2매의 wedge prism을 대칭으로 배치하고, 각 물체거리별로 목표 결상 성능을 만족하는 상거리 값을 도출하였다. 그 다음, 상거리를 조절하기 위한 wedge prism 디센터 값을 도출하였다. 이 두 가지 데이터를 조합하여, 각 물체거리에서 목표 결상 성능을 만족하는 wedge prism 디센터 값을 다중구성으로 적용하였다. Wedge prism을 적용한 최적 설계 결과, 100 mm-7 mm의 전체 피사계 심도 범위에서, 분해능 178 cycles/mm에 대한 변조전달함수 20% 이상의 목표 결상 성능을 만족하였다.

A study of the light trapping mechanism in periodically honeycomb texture-etched substrate for thin film silicon solar cells

  • Kim, Yongjun;Shin, Munghun;Park, Hyeongsik;Yi, Junsin
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.147.2-148
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    • 2016
  • Light management technology is very important for thin film solar cells, which can reduce optical reflection from the surface of thin film solar cells or enhance optical path, increasing the absorption of the incident solar light. Using proper light trapping structures in hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) solar cells, the thickness of absorber layers can be reduced. Instead, the internal electric field in the absorber can be strengthened, which helps to collect photon generated carriers very effectively and to reduce light-induced loss under long-term light exposure. In this work, we introduced a chemical etching technology to make honey-comb textures on glass substrates and analyzed the optical properties for the textured surface such as transmission, reflection and scattering effects. Using ray optics and finite difference time domain method (FDTD) we represented the behaviors of light waves near the etched surfaces of the glass substrates and discussed to obtain haze parameters for the different honey-comb structures. The simulation results showed that high haze values were maintained up to the long wavelength range over 700 nm, and with the proper design of the honey-comb structure, reflection or transmission of the glass substrates can be enhanced, which will be very useful for the multi-junction (tandem or triple junction) thin film a-Si:H solar cells.

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2매 비구면 렌즈로 구성된 폰 카메라에서 미광 분포에 대한 연구 (A Study for Stray Light Distribution of Mobile Phone Camera Consisting of Two Aspheric Lenses)

  • 박광우;이종웅
    • 한국광학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.6-15
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    • 2009
  • 2매의 비구면 렌즈로 구성된 카메라 폰 렌즈를 설계하고 상면에서 미광의 분포를 분석하였다. 미광분석에서는 렌즈 경통의 내면과 스페이서에서 대부분의 입사광은 흡수하고 일부만 균일하게 산란하는 것으로 가정하였으며, 경통과 스페이서에서 10%가 산란된다고 가정할 때, 미광의 최대치는 이상적인 상의 강도의 7.1%였다. 이 분석을 통하여 대부분의 미광은 렌즈 리브에서의 내부반사에 의하여 발생하며, 경통과 스페이서에 의한 산란의 기여는 상대적으로 작음을 알 수 있었다. 내부반사를 줄이기 위하여 렌즈사이에 얇은 흡광판을 삽입하고 스페이서의 모양을 수정하였으며, 경통의 재설계 후에는 산란광의 최대치가 이상적인 상의 강도의 1.1%로 감소하였다.

금속선 광 도파로를 이용한 장거리 표면-플라즈몬 파장가변 필터 (Tunable Wavelength Filters Based on Long-Range Surface-Plasmon-Polariton waveguides)

  • 김기철;송석호;원형식;이관수
    • 한국광학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.371-380
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    • 2006
  • 금으로 된 금속선 광 도파로를 따라 속박되는 장거리 표면 플라즈몬을 이용하여 파장 가변 필터를 설계하고 제작하였다. 실리콘 기판 위에 제작된 금속선 도파로는 두 층의 열광학 폴리머 사이에 샌드위치 구조로 끼어 있도록 설계되었다. 도파로의 바로 윗면에는 유전체로 된 Bragg 회절격자가 적합한 주기로 제작되어, 중심 파장이 광통신 파장대 (1520$\sim$1570 nm)에 있으면서 높은 소광률($\sim$25 dB)을 갖는 파의 반사가 가능했고, 전체손실은 25 dB/cm 이하로 나타났다. 또한, 제작된 파장 가변 필터가 폴리머의 열-광학적 특성에 의해 파장가변 필터 소자로서의 응용이 가능함을 확인했으며, 금속선 광 도파로에 직접 연결된 전극 구조에 동시에 가해준 전류에 의해 파장이 가변 될 수 있음을 실험적으로 확인하였다.

2×2 MEMS 스위치와 광섬유 지연선로를 이용한 위상배열 안테나용 실시간 지연선로 (Optical true time-delays for phased-array antennas using 2×2 MEMS switches and fiber delay lin)

  • 이갑용;최연봉;신종덕;김부균
    • 한국광학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.289-294
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    • 2002
  • 2${\times}$2 MEMS 스위치와 광섬유 지연선로의 조합으로 구성된 위상배열 안테나(Phased-Array Antenna: PAA)용 광학적인 실시간 지연선로(True Time-Delay : TTD)를 제안하였으며, $30^{o}$의 분해능을 갖고 최대 $120^{o}$까지 빔 주사방향을 조정 할 수 있는 선형 PAA 용 실시간 지연선로를 구현하였다. 본 구조는 제어가 간편하며, 한 개의 파장 고정 레이저 다이오드를 사용하기 때문에 기존에 제안된 파장 가변 광원을 사용하는 구조들보다 고속 동작이 가능하고, 경제적이라는 장점을 갖고 있다. 또한, 제안된 실시간 지연선로는 각각 연결된 안테나 소자 4개로 구성된 10㎓용 PAA를 설계하였다. 전산 모의 실험 결과, 설계된 PAA의 최대 빔 이득은 빔 주사각이 0˚인 경우에는 11.6dB, $\pm$$30^{o}$일 때 11.2dB, 그리고 $\pm$$60^{o}$에서 10.6dB로 나타났다.

Laser Ablation에 의한 고방사성시편의 미세영역 시료채취 장치개발 (Micro Sampling System for Highly Radioactive Specimen by Laser Ablation)

  • 한선호;하영경;한기철;박양순;지광용;김원호
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.17-21
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    • 2005
  • 방사선차폐 laser ablation 시스템을 레이저, 미세영역의 영상 확인을 위한 이미지 시스템, XYZ 이동장치와 조절기, ablation chamber, manipulator 및 여러 가지 광학부품들로 구성하였다. Ablation용 레이저는 UOB 및 tircaloy 시편으로부터 효율적으로 시료를 채취할 수 있도록 266 nm(6 mJ)까지 파장 변환이 가능한 Nd:YAG 레이저를 선정하였으며, 이미지 시스템은 직경 50 $\mu$m 크기의 crater를 판별할 수 있는 200 배율 이상의 규격을 갖춘 CCD 카메라로 선정하였다. 시편 미세이동장치는 XYZ방향으로 시편이동이 가능하고 최대 이동거리가 50 mm까지 , 그리고 최소 1$\mu$m 씩 정확하게 움직일 수 있는 장치로 선정하였다. 구성된 각 단위기기들에 대하여 광학 정렬을 수행한 후, 시료채취 부위를 50 $\mu$m씩 정확하게 이동하면서 레이저로 조사시킨 시료 표면을 CCD 카메라를 통하여 관찰한 결과, 표면에 생성된 crater는 원형임을 확인함으로써 단위기기별 성능을 확인할 수 있었다.

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빛 공해 방지를 위한 유럽형 LED 가로등용 비구면 광학계에 관한 연구 (A Study on Aspheric Optics European LED Streetlights Type for the Prevention of Light Pollution)

  • 이시우;이창수;현동훈
    • 한국생산제조학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.429-436
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    • 2013
  • In this study, we researched a pendant-type aspherical optical system, which could be applied to street lighting and security lighting in Europe. The goal of this research was eco-friendly artificial lighting that could be used for the one-to-one replacement of ordinary lighting. LED lighting was miniaturized by using one COB LED Module and one aspherical optical system, which could control the luminosity of the LED. Through the aspherical optical system, the light distribution angle could be controlled in a range of $140^{\circ}$ for the X-axis and $40^{\circ}$ for the Y-axis. This means that this optical system is appropriate for catenary-type lighting, which is widely used in Europe on both narrow and broad roads. The performance was determined using a lighting simulation program. This lighting system simulation showed that road rates M4 and M5 could be satisfied, with the condition of a 13-m height and 50-m distance (U0 and TI). The simulation program estimated that light pollution, which disturbs sleep, could beeliminated in the European streetlight case. Determining methods for the light distribution control, performance, and optimal lighting setup conditions is very important to prevent light pollution. Moreover, the initial step of developing the lighting system design and post management will require an effort with much analysis.

티타늄 합금 안경테홈선 제조에 관한 연구 (Study on The Manufacturing of The Titanium-Alloyed Eyerim)

  • 김상연
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제12권3호
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    • pp.1058-1062
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    • 2011
  • 티타늄합금 안경테 홈선을 제작하기 위한 냉간 압연 롤러를 설계하고 제작 후 그에 대한 성능 평가를 실시하였다. 롤러의 표면 거칠기 값은 $Ra=0.05-0.15{\mu}m$이고 $Rz=0.23-0.67{\mu}m$였다. 이 값은 티타늄안경테 PVD(Physical Vapor Deposition)도금을 위한 바렐 연마 후 측정한 표면 거칠기 값 $Ra=0.04{\mu}m$, $Rz=0.3{\mu}m$과 비교할 때 만족할만한 결과였다. Ti-3Al-2.5V(Half titanium)와이어를 냉간 압연한 결과 경도가 221Hv, 247Hv(1st), 270Hv(2nd)등으로 증가하므로 적절한 열처리와 다단압연공정이 필요함을 알 수 있었다.

적외선 카메라 KAONICS의 열해석 (A STUDY OF THERMAL ANALYSIS OF KAONICS)

  • 강지나;이성호;진호;박수종;문봉곤;김상호;박장현
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제21권4호
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    • pp.467-480
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    • 2004
  • KAONICS(KAO Near Infrared Camera System)와 같은 적외선 카메라는 열잡음제거가 매우 중요하다. 입사창을 통해 들어오는 외부의 열복사 이외에도 카메라의 외벽을 통해 유입되는 열복사가 배경복사로서 검출기에 입사하여 시스템의 성능을 저하 시키며 그 양은 무시할 수 없다. 따라서 배경복사와 검출기 자체의 열잡음을 줄이기 위해서 카메라 내부의 광학계 전체와 검출기를 냉각해야만 한다. 이에 본 연구에서는 J, H, Ks, L 파장 대를 관측하기 위한 내부 냉각온도를 정량적으로 결정하였으며 카메라 외부에서 유입되는 복사량을 추산하고 냉각에 필요한 냉각 열용량을 추정하여 냉각기를 선택하였다. 선택된 냉각기를 이용하여 냉각할 때 Cold-Box가 목표온도에 도달하는 시간과 최종 냉각 온도를 계산하여 시스템 제작에 반영하였다.

초고속정보통신망에서의 최적 가입자망을 위한 경제성 분석 및 설계 (Design and Analysis of Tech-Economic for Optimized Access Network over Information Super Highway)

  • 장종욱;이계상;이정태
    • 한국정보처리학회논문지
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    • 제4권6호
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    • pp.1589-1600
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    • 1997
  • 광케이블에 의한 가입자 엑세스 망의 구성은 투자비면에서 볼 때 40~50% 이상의 많은 비용이 소요되는 부분으로 이 분야의 최적화는 광대역 종합정보통신망 구축의 핵심 분야이다. 따라서 선진 각국에서는 이에 대한 연구를 활발히 진행하고 있다. 그러므로 본 논문에서는 가장 보편적으로 이용될 수 있는 이중 성형 구조의 광가입자 엑세스 망 구조 중 HFC, ATM-PON/FTTC 그리고 Super PON 구조를 가지고 경제성 분석을 하였다. 경제성 분석을 위한 비교인자로는 투자비, 유지 보수비, 내용 년수 및 잔존가 등 광가입자 엑세스 망을 구축하기 위해 소요되는 여러가지 장비들을 선택하여 정적 비교 분석법을 TITAN 모델에 적용시켜 소요비용을 산출한 결과 ATM-PON/FTTC 구조가 가장 경제적인 구조로 판명되었다. 이것은 통신망 사업자의 가입자망 구조 결정시에 가이드 라인이 될 수 있다.

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