• Title/Summary/Keyword: Wave optics

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근접장 구면파 소스의 다중 반사 효과를 고려한 수중함의 음향표적강도 해석 (Acoustic Target Strength Analysis for Underwater Vehicles Covering Near Field Spherical Wave Source Originated Multiple Bounce Effects)

  • 조병구;홍석윤;권현웅
    • 대한조선학회논문집
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    • 제47권2호
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    • pp.196-209
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    • 2010
  • For the analysis of Acoustic Target Strength(TS) that indicates the scattered acoustic intensity from the underwater vehicles, an analysis program that is applicable to scatterers insonified by spherical wave source in near field is developed. In this program, the Physical Optics(PO) method is embedded as a base component. To increase the accuracy of the program, multiple bounce effects based on Geometrical Optics(GO) method are applied. To implement multiple bounce effects, GO method is used together with PO method. In detail, GO method has a concern in the evaluation of the effective area, and PO method is involved in the calculation of Acoustic Target Strength for the final effective area that is evaluated by GO method. For the embodiment of near field spherical wave source originated multiple bounce effects, image source concept is implemented additively to the existing multiple bounce algorithm which assumes plane wave insonification. Various types of models are tested to evaluate the reliability of the developed program and finally, a submarine is analyzed as an arbitrary scatterer.

수중표적의 시간영역 음파 후방산란 신호 모의 (Simulation of Time-Domain Acoustic Wave Signals Backscattered from Underwater Targets)

  • 김국현;조대승;성우제
    • 한국음향학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.140-148
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    • 2008
  • 본 연구에서는 물리광학법 (physical optics)과 푸리에 변환 (Fourier transform)을 바탕으로 잠수함과 같이 크고 형상이 복잡한 수중표적의 시간영역 음파 후방산란 신호를 모의하기 위한 수치해석방법을 구현하였다. 키르코프-헬름홀쯔 적분식 (Kirchhoff-Helmholtz integral equation)에 키르코프 근사이론 (Kirchhoff approximation)을 적용하여 유도한 물리광학법을 바탕으로 수중표적의 후방산란 음파에 대한 주파수 응답을 계산하였으며, 시간영역 신호모의를 위해 구해진 주파수응답에 고속 역푸리에 변환 (inverse fast Fourier transform)을 취하였다. 입사 음파의 직접조사 면적을 산정하기 위한 적응 삼각형 빔 방법과 다중반사 효과를 고려하기 위한 가상면 개념을 도입하였다. 평면 음파가 정사각형 평판에 수직으로 입사하는 경우에 대한 수치해석 결과를 시간영역 물리광학법에 근거한 해석해와 비교하여 본 연구에서 구현한 수치해석방법의 정확성을 검증하였으며, 반구형 원통모델에 대한 수치모의 결과를 측정결과와 비교하여 본 연구방법이 거울반사 (specular reflection) 효과가 우세한 경우에 유효한 해를 제공할 수 있으나 작은 표적에 대해서는 오차를 줄 수 있음을 확인하였다. 또한, 이상화된 잠수함 모델에 대한 수치해석을 통해 실제 수중표적에 대한 시간영역 후방산란 해석으로의 적용 가능성을 확인하였다.

가장자리 형상의 레이더 반사 면적 해석에서 물리광학기법의 적용 한계 (Allowable limit of physical optics in radar cross section analysis of edge shape)

  • 백상민
    • 한국항공우주학회지
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    • 제46권1호
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    • pp.78-85
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    • 2018
  • 항공기의 레이더 반사 면적을 예측하기 위한 수치해석 방법으로 전파기법(Full-wave method) 또는 점근기법(Asymptotic method)이 주로 이용된다. 전파기법은 점근기법에 비하여 상대적으로 정확한 해석결과를 기대할 수 있으나, 점근기법은 수치적으로 효율성이 높아 레이더 반사 면적 해석 시에는 점근 기법이 보다 널리 활용되고 있다. 그러나 점근기법을 이용하여 레이더 반사 면적을 예측할 때 발생하는 오차는 쉽게 예상하기 어렵다. 본 논문에서는 쐐기-원통형 해석 모델을 구성하고, 가장자리 형상을 변화시키면서 모멘트법과 물리광학기법의 레이더 반사 면적 예측 결과를 비교하여 물리광학기법의 적용 한계를 분석한다. 마지막으로 레이더 반사 면적 예측 시 물리광학기법의 적용 한계에 대한 기준을 제시하고자 한다.

쇄기형 유전체에 의한 전자파의 회절, I부 : 물리광학근사 (Diffraction of Electromagnetic Waves by a Dielectric Wedge, Part I: Physical Optics Approximation)

  • 김세윤;라정웅;신상영
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제25권8호
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    • pp.874-883
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    • 1988
  • A complete form of physical optics solution to the diffraction of electromagnetic waves by a dielectric wedge with arbitrary dielectric constant and general wedge angle is obtained for an incident plane wave with any angle. Based on the formulation of dual integral equation in the spectral domain, the physical optics solution is constructed by sum of geometrical optics term including multiple reflection inside the wedge and the edge diffracted field, of which diffraction functions are represented in a quite simple form as series of cotangent functions weighted by the Fresnel reflection coefficients. Since diffraction patterns of physical optics are discontinous at dielectric interfaces, Part II and III of these three companion papers will be concerned with correction to the error of the physical optics approximation.

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Analysis of Corneal Higher-order Aberrations after Myopic Refractive Surgery

  • Kim, Jeong-mee
    • Current Optics and Photonics
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    • 제3권1호
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    • pp.72-77
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    • 2019
  • This study was performed to analyze the optical aberrations of the cornea induced by myopic refractive surgery. Corneal total higher-order aberrations, spherical aberration and coma for 4-mm and 6-mm pupils were measured using a wave-front analyzer. The amount of aberrations of the oblate corneal optics by the achieved correction was found to be larger than for the prolate corneal shape with complete eye, in an emmetropia control group. The change in corneal shape acts as an optical factor that degrades the quality of the retinal image; it seems to be one of the important factors related to quality of vision.

Design of a High Temperature Oven for Measuring the Saturation Intensity of Samarium atom by using Two Wave Mixing

  • Ko, Kwang-Hoon;Moon, Hee-Jong;Park, Hyun-Min;Lee, Jong-Min;Lee, Won-Kyu;Lee, Jai-Hyung;Chang, Joon-Sung
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제4권2호
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    • pp.75-78
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    • 2000
  • We design a high temperature oven for measuring the saturation intensity of the transition line $4f^ 6/6s^{2 7}7F_0 ↔ 4f^6/6s6p $^1$P(J = 1)$ of the samarium atom. We first constructed a high temperature oven to generate the samarium vapor column and study the thermal characteristics of the oven. The oven is able to operate at a temperature up to about 1400 $^{\circ}C$ and the operation is tested by using several metals with high melting points. We describe two wave mixing experiment with the samarium vapor generated in the high temperature oven and obtain the saturation intensity by analyzing the first diffraction signal.

회절격자구조를 갖는 도파로 소자의 엄밀한 광선광학적 결합계수 계산 (Ray-optical determination of the coupling coefficients of waveguide gratings by use of the rigorous coupled wave theory)

  • 박선택;송석호;오차환;김필수
    • 한국광학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.348-353
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    • 1999
  • 엄밀한 결합파를 적용하는 광선광학적 방법에 의해, 임의의 격자구조를 갖는 도파로 회절소자의 결합계수를 계산하였다. 엄밀한 광선광학적 방법으로 다양한 격자구조(사각형, 정현파, 삼각형, 사다리꼴)에 대한 결합계수를 계산하였으며, 기존의 근사적 광선광학적 방법이나 결합모드 방법들과 비교 분석하였다. 특히, 사각형 격자의 경우에는 격자의 깊이 변화뿐만 아니라 격자영역비(duty-cycle)에 따른 결합계수를 구하였다. 엄밀한 광선광학적 방법은 강한 결합조건에서도 기존의 방법들에 비하여 도파로 회절격자의 결합계수를 매우 정확하게 결정할 수 있음을 확인하였다.

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Generation of Thermoelastic Waves by Irradiating a Metal Slab with a Line-Focused Laser Pulse

  • Yoo, Jae-Gwon;Baik, S.H.
    • 비파괴검사학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.181-189
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    • 2006
  • A 2D finite-element numerical simulation has been developed to investigate the generation of ultrasonic waves in a homogeneous isotropic elastic slab under a line-focused laser irradiation. Discussing the physical processes involved in the thermoelastic phenomena, we describe a model for the pulsed laser generation of ultrasound in a metal slab. Addressing an analytic method, on the basis of an integral transform technique, for obtaining the solutions of the elastodynamic equation, we outline a finite element method for a numerical simulation of an ultrasonic wave propagation. We present the numerical results for the displacements and the stresses generated by a line-focused laser pulse on the surface of a stainless steel slab.

순수 자기광효과가 았는 광도파관의 파동 광학적 해석 (The Wave-Optics Analysis in Thin-Film Optical Waveguide with Faraday Effect)

  • 정상구;김상설
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제24권5호
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    • pp.874-879
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    • 1987
  • An exact wave-optics analysis of wave propagation in thin-film optical waveguide using gyrotropic materials as the substrate or film of the guide is presented for the first time. Based on the Maxwell's equations and the boundary conditions of the guide, the field composition and the boundary conditions of the guide, the field composition and the phase velocity for the eigenmodes of the guide are determined. The field patterns of the guided waves are shown for the eigenmodes of the guides. The present analysos allows a new interpretation in the mode conversion of the thin-film optical waveguides.

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