• 한국광학회지
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• 제33권5호
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• pp.218-229
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• 2022

실리콘 카바이드(SiC) 소재를 이용해서 위성용 대구경 망원경의 경량 반사경을 제작하는 과정에서 발생할 수 있는 결함과 SiC 소재의 기계 및 열적 특성을 조사했다. SiC 반사경 제작에는 advanced ceramic material (ACM) 공법이라고 불리는 탄소성형체를 이용한 액상 실리콘 침투 소결법 및 화학기상 증착법이 사용되었으며, 크기와 형상이 다른 네 가지 SiC 반사경을 개발했다. 반사경의 크기 및 형상에 따라 구분하여 광학 소재의 결함을 검사하는 기준과 방법을 체계적으로 제시했고, 경면 표면검사 및 소재 내부 결함 탐지를 위한 비파괴 검사법과 결과에 대해 분석했다. 또한, 반사경을 설계하고, 최종 완성품의 기계적 열적 안정성을 계산하고 예측하기 위해 필요한 밀도, 탄성계수, 비열, 열전달 계수 등을 포함한 14종의 물성 계수 측정값을 공인시험을 통해 추출했으며, 특히 측정 신뢰도 향상을 위해 주요 물성인 탄성계수, 열팽창 계수, 굽힘 강도 측정 방법과 결과에 대해 자세히 연구했다.

• 한국광학회지
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• 제33권2호
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• pp.74-83
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• 2022

위성 관측 카메라용 대구경 초경량 반사광학계를 제작하기 위해 소재 개발부터 최종 시스템 인증시험까지 전 과정을 수행했다. 완성된 비점보정 3반사경 구조의 위성용 반사광학계 망원경은 주반사경의 구경이 700 mm이고, 망원경 전체 질량은 66 kg이다. 광학소재 및 구조물에 적용하기 위한 반응소결법을 개발했고, 이 방법을 이용해서 실리콘 카바이드(silicon carbide, SiC) 재질의 광학 몸체를 제작하고 소결체의 화학특성, 표면특성, 결정구조를 확인했다. 광학 몸체의 기계적, 화학적 성질을 고려한 연마와 코팅 방법을 개발했으며 화학기상증착법을 적용해 SiC 경면 표면 위에 치밀한 SiC 박막을 170 ㎛ 이상 증착함으로써 광학 성능이 우수한 경면을 만들 수 있었다. 반사경 제작 후 반사경과 지지 구조를 조립하고 정렬해서 다양한 광학 시계에 대해 파면 오차를 측정했다. 아울러 우주 환경 및 발사환경에 대한 우주 인증에 맞추어 구성품 및 최종 조립체를 온도와 진동에 대한 환경시험을 실시하여 설계 목표 성능을 달성했음을 확인했다.

• Current Optics and Photonics
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• 제6권1호
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• pp.60-68
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• 2022

We report on the design of the secondary and the tertiary mirrors used in lightweight assemblies made entirely of silicon carbide (SiC). The essential design points are weight reduction within the acceptable deformation of the mirror surface by gravity release, temperature change, and vibration during or after space launch. To find a design that achieves the target requirements, we established finite element models for various candidate designs and subjected each one to wave front error analyses along gravity directions and in operation temperatures. We also calculated the natural frequencies of the candidate assemblies. Our study suggested that a triangular cell with bipod flexure support can satisfy the target weight within the requirements.

• 천문학논총
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• 제30권2호
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• pp.687-690
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• 2015

For research and development of Silicon Carbide (SiC) mirrors, the Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI) and National Optical Astronomy Observatory (NOAO) have agreed to cooperate and share on polishing and measuring facilities, experience and human resources for two years (2014-2015). The main goals of the SiC mirror polishing are to achieve optical surface figures of less than 20 nm rms and optical surface roughness of less than 2 nm rms. In addition, Green Optics Co., Ltd (GO) has been interested in the SiC polishing and joined the partnership with KASI. KASI will be involved in the development of the SiC polishing and the optical surface measurement using three different kinds of SiC materials and manufacturing processes (POCO$^{TM}$, CoorsTek$^{TM}$ and SSG$^{TM}$ corporations) provided by NOAO. GO will polish the SiC substrate within requirements. Additionally, the requirements of the optical surface imperfections are given as: less than 40 um scratch and 500 um dig. In this paper, we introduce the international collaboration and interim results for SiC mirror polishing and development.