Aspheric optical lenses and mirrors are widely used in recent. It is more difficult to manufacture and measure the aspherical optics compared to conventional spherical ones. The interferometric optical test is common for the measurement of spherical optical surface. But the application of the interferometry to the measurement of aspheric surface is difficult because it needs a precise null corrector and very careful environmental conditions such as keeping constant temperature, humidity, atmospheric pressure and vibrations. To enhance productivity of optics manufacturing on-machine measurement and correction has been developed in this study. For practical applications, robustness of the measurement method to environments is more important. For the purpose an optical OMM(On-Machine Measurement) system has been developed using Shack-Hartmann test which has robustness to the environment. The wavefront has been reconstructed from the measured data using the primary aberration polynomial function by least square fitting. The measured result of the developed only system gives the maximum deviation only in 200 nm from the result measured by a commercial Fizeau interferometer Wyko 6000.
한국광학회 1989년도 제4회 파동 및 레이저 학술발표회 4th Conference on Waves and lasers 논문집 - 한국광학회
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pp.81-84
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1989
EHZP is a kind of holographic optical element, which is generated by the interference of two divergent spherical waves from point sources on the same axis. It has the spherical aberration that the focal power increases as the radial distance r increases. By using this property, optimal design of EHZP was performed for f-$\theta$ lens. As the result of optimization, the f-$\theta$ condition and the field flattening condition were well satisfied when EHZP has f0=0.803f, faR=4.076f, 1=0.406f. It was assumed for calculation of field flattening condition that the incident wave was a plane wave with the diameter of 1mm.
평면 광도파로 렌즈는 집적광학회로에 널리 사용된다. 본 논문에서는 새로운 형태의 평면 광도파로 렌즈를 제안하고 제작하여 기존의 볼록-평면렌즈와 그 특성을 비교하였다. 제안한 볼록-오목형 렌즈는 원형의 경계를 가지며 선형경계를 가지는 볼록-평면 렌즈에서 발생하는 구면 수차를 제거할 수 있다. Y-cut LiNbO$_{3}$ 기판 위에 Ti-내부확산 양자교환방식을 이용하여 제안한 볼록-오목 렌즈와 기존의 볼록-평면 렌즈에 비해 초점에서의 spot의 크기를 약 59% 정도 줄일 수 있었다.
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.
다시점 디스플레이는 관찰자의 위치에 따라 적절한 시점의 영상을 제공할 수 있어 시청자에게 입체적인 효과를 줄 수 있는 가장 실용적인 기술로 여겨진다. 하지만 대부분의 다시점 디스플레이는 평면 형태로서 시청자가 전방의 제한된 시야각 내에서만 입체 영상을 볼 수 있는 단점이 있다. 본 논문에서는 시청 영역을 360도로 확장하여 완전 시차 시차를 제공하는 구 대칭성을 가지는 볼 렌즈를 적용한 광학계로 구성된 구형 디스플레이를 제안하였다. 제안한 시스템에서 각각의 프로젝션 렌즈는 소형 모듈화하여 어레이로 구성할 수 있으며 모듈 어레이를 볼 렌즈 주위에 구면으로 배치하여 수직, 수평 시차를 제공할 수 있다. 적용된 광학 모듈을 통해 볼 렌즈 내부 중앙에 이미지가 결상되고, 사용자는 디스플레이의 시야창을 통해 선명한 영상을 시청할 수 있다. 따라서 볼 렌즈의 구면 수차를 극복하여 넓은 시야 부피를 제공하는 360도 완전 시차 디스플레이의 실현 가능성을 실험적으로 확인하였다.
목적: 구면수차를 감소시키기 위해 설계된 비구면 소프트콘택트렌즈를 착용시킨 후 눈에서 변화된 고위수차와 구면수차를 분석하였다. 방법: 50명의 소프트 콘택트렌즈 착용자가 연구에 참여하였으며 SDD(Soflens Daily Disposable, Bausch+Lomb) 비구면 렌즈를 착용시킨 후 Wave-Scan Wavefront$^{TM}$ aberrometer (VISX, Santa Clara, CA, USA)를 이용하여 눈 전체의 고위수차와 구면수차를 4 mm의 동공크기를 기준으로 측정하였고, 구면수차 변화량은 착용한 비구면 렌즈의 약도, 중도, 고도의 도수에 따라 비교, 분석하였다. 밝은 조명(photopic)과 어두운(mesopic) 조명상태에서 대비도를 가지는 시력표(100%와 20%)를 이용하여 시력 검사를 하였고 OPTEC 6500 Vision Tester$^{(R)}$(Stereo Optical Co., Inc., Chicago, USA)를 사용하여 밝은 조명(photopic)과 어두운(mesopic)조명 상태의 대비감도를 각각 측정하였다. 모든 측정은 산동 시키지 않은 상태에서 단안으로 시행하였다. 결과: SDD 비구면 렌즈를 착용한 경우 눈의 전체고위수차는 나안 상태보다 유의하게 감소하였고(p<0.001), 구면수차는 상당히 감소하여 0에 근접하는 경향을 보였다(p<0.001). SDD 렌즈 도수에 따라 전체고위수차 변화량(r= 0.237, p=0.018)과 구면수차 변화량(r=0.324, p=0.001)은 유의한 상관관계가 나타났다. 밝은 조명상태에서 100% 및 20% 대비도 시력은 각각 $-0.063{\pm}0.062$와 $0.119{\pm}0.060$으로 나타났고, 어두운 조명상태에서 100% 및 20% 대비도 시력은 $-0.003{\pm}0.063$과 $0.198{\pm}0.067$으로 측정되었다. 밝은 조명상태와 어두운 조명상태에서 대비감도는 각각 $3.095{\pm}0.068$과 $3.087{\pm}0.074$로 나타났다. 결론: 구면수차를 제어한 비구면 디자인의 소프렌 소프트렌즈(SDD)는 눈의 전체 고위수차와 구면수차를 감소시키고 눈의 구면수차를 보정하면서 시력의 질을 향상시킬 수 있을 것으로 사료된다.
2매 접합렌즈와 단렌즈로 구성된 2군 렌즈계의 구면수차, 코마, 종색수차 보정을 위한 3차수차 전개식을 얇은렌즈 근사를 이용하여 해석적으로 유도하였다. 유도된 3차수차 전개식은 telephoto렌즈계의 설계에 적용되었다. 초기설계에서 광학유리 조합은crown-flint-crown조합과 flint-crown-flint 조합에 관하여 조사하였다. Crown-flint-crown조합의 경우 2가지 형태의 achromatic aplanat 존재하였다. Flint-crown-flint조합의 경우에서도 2종류의 해가 존재하였으나, 해의 형태가 유용하지 못하였다.
본 논문은 annular binary filter로 진폭 변조된 일반광학계와 공초점계에 구면 수차와 코미가 존재할 때 축상 PSF, GAIN을 계산하였다. 고려한 동의 형태는 진폭이 1인 0~r$_1$의 안쪽 환형과 r~1의 바깥쪽 환형으로 구성되어있고, 두 환형의 면적이 같을때와 다를 때 두가지 경우에 대해 고려하였다. 면적이 같을때를 대칭(symmetry), 다를 때를 비대칭(asymmetry)이라 하여 asymmetry parameter $\varepsilon$를 도입하였다. 동의 반경을 1로 규격화한 개구면에서 obstruction parameter $\mu$에 따라 변조폭을 고려하여 일반광학계와 공초점계에 대한 축상 PSF를 계산하였고 축상에서 superresolution을 살펴보기 위해서 GAIN을 정의 하여 $\mu$에 따른 GAIN을 구하였다 특히 일반광학계에 구면수차가 존재할 때 축상 PSF를 수식적으로 전개하였다.
In the design of optical system, important variables of optical system (including indices, shapes, spaces, stops. etc.) must manipulate in order to balance out offensive aberration. In this paper, it carried out a basic study on the design of micro optical system usable for the acquaintance of visual information in the particular conditions such as capsule type endoscopes. In this study, specification for design of optical system selected voluntarily and the basic design of optical system carried out by using the ray tracing method on the assumption that ideal lenses without aberrations. In the designed optical system, the optimization including aberration correction and the performance evaluation of optical system carried out by using the CODE-V. The final designed optical system consists of seven sheets of lenses. Also the results of performance evaluation. the micro optical system combined with aspherical lenses was confirmed to have improved optical performance as compared with the micro optical system consisted of spherical lenses.
두개의 모듈(module)로서 이루어진 telephoto형 망원경 대물렌즈의 각각의 모듈에 대해 Seidel 1차 수차중 구면수차계수와 코마계수를 영으로 하고, 또 종색수차계수를 영으로 하는 조건을 Gauss괄호를 써서 표현하고, 이어서 이들 연립방정식의 해를 구함으로서 눈으로 직접 관찰하는데 쓰이는 조준용광학계의 최초설계가 유도되었다. 이어서 눈의 분해능에 걸맞게 최적화 수치계산을 수행하여서 최종설계를 얻었다. Aplanat조건을 만족하고 색수차가 제거된 이 telephoto 형 망원경 대물렌즈의 f/${\sharp} 와 half field angle은 각각 8.5, 0.$3^{\circ}$이고 초점거리와 telephoto ratios 는 각각 30cm, 0.839이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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