• 한국광학회지
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• 제17권5호
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• pp.383-390
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• 2006

Shack-Hartmann 파면측정 센서는 적응광학 분야에서 파면측정용으로 가장 널리 사용되고 있다. Shack-Hartmann 센서에서 파면측정 알고리즘은 크게 점영상의 중심점 탐색 알고리즘과 파면복원 알고리즘으로 나눌 수 있다. 이 중 점영상의 중심점 탐색은 파면측정 결과에 크게 영향을 미치나 많은 연구결과에도 불구하고 최적의 중심점 측정 알고리즘 및 내부 변수 설정에 대한 일반적인 해결책은 아직 제시되지 못하고 있다. 현재, 중심점 탐색 알고리즘으로는 무게중심법(center of gravity)이 가장 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 중심점 탐색 알고리즘에 의한 측정 정확도 분석을 위해 무게중심법과 상관관계법(correlation)을 함께 고려하였다. 이를 위해 Shack-Hartmann 센서의 파면측정 과정을 전산모사하였고, 이로부터 중심점 탐색 알고리즘과 관련하여 무게중심법 및 상관관계법에서의 노이즈 특성을 비교, 분석하였다. 또한, 무게중심법에서 문턱값(threshold value)의 설정에 따른 파면측정의 정확도에 대한 분석을 통하여 노이즈 제거를 위한 최적의 문턱값을 제안하였다. 이와 더불어 Shack-Hartmann 센서 시스템을 구성하여 디포커스(defocus)를 발생시키고 이를 측정하는 실험을 수행함으로써 파면측정 알고리즘 및 전산모사 결과를 검증하였다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제19권4호
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• pp.403-408
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• 2015

To evaluate the effects of spherical aberration (SA) correction on optical quality in pseudophakic eyes, we simulated the optical quality of the human eye by computation of the modulation transfer function (MTF). We reviewed the medical records of patients who underwent cataract surgery in Asan Medical Center, retrospectively. A Zywave aberrometer was used to measure optical aberrations at 1-12 postoperative months in patients with AR40e intraocular lens implants. The MTF was calculated for a 5 mm pupil from measured wavefront aberrations. The area under the MTF curve (aMTF) was analyzed and the maximal aMTF was calculated while changing the SA ($-0.2{\sim}+0.2{\mu}m$) and the defocus (-2.0 ~ +2.0 D). Sixty-four eyes in 51 patients were examined. The maximal aMTF was $6.61{\pm}2.16$ at a defocus of $-0.25{\pm}0.66D$ with innate SA, and $7.64{\pm}2.63$ at a defocus of $0.08{\pm}0.53D$ when the SA was 0 (full correction of SA). With full SA correction, the aMTF increased in 47 eyes (73.4%; Group 1) and decreased in 17 eyes (26.6%; Group 2). There were statistically significant differences in Z(3, -1) (vertical coma; P = 0.01) and Z(4, 4) (tetrafoil; P = 0.04) between the groups. The maximal aMTF was obtained at an SA of $+0.01{\mu}m$ in Group 1 and an SA of $+0.13{\mu}m$ in Group 2. Optical quality can be improved by full correction of SA in most pseudophakic eyes. However, residual SA might provide benefits in eyes with significant radially asymmetric aberrations.

• 한국광학회지
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• 제18권5호
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• pp.337-344
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• 2007

모형안은 안구의 굴절력 교정 수술이나 콘택트렌즈, 안경 등 시력 보정을 위한 기구를 설계하는 등, 다양한 목적아래서 안구의 시성능을 최적모델링 하기 위해 발전해 왔다. 특히, 안구의 가변적인 굴절능 조절 과정을 내포하는 모형안을 세우고, 환경변화에 따른 모형안의 광학 성능을 정확하게 모델링하는 것은 매우 중요하다. 본 연구는 사람 안구가 단계적으로 굴절능 조절을 행할 때 기존의 해부학적 광학형상 변화를 포함하고 안구의 파면수차와 조절반응을 고려한 모형안을 제시하였다. 본 연구에서 제시된 모형안은 조절자극의 세기에 따른 조절반응 부족량, 3차와 4차 수차, 변조전달함수, 시력 등이 제시되었으며, 그 모형안을 바탕으로 계산한 결과 값은 실제 안구에서 측정한 값들을 만족하였다. 본 연구에서 제안된 모형안은 조절의 단계적 변화에 따른 안구의 광학적 성능과 변조저달 함수의 계산, 사람 눈의 시성능 변화를 보다 정확하게 예측하는데 좋은 도구를 제공할 것이다.

• 한국안광학회지
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• 제13권3호
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• pp.61-64
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• 2008

목적: 정시안의 임상자료를 기초로 설계한 개별모형안의 파장에 따른 수차 변화를 분석하였다. 방법: 측정된 안구의 임상 자료를 기초로 설계한 모형안은 4개의 굴절면과 균일한 굴절률을 갖는 형태로 설계하였다. 설계한 12안의 개별모형안에 대하여 프라운호퍼선 6개의 파장 변화를 주어 그에 따른 수차 변화를 분석하였다. 결과: 각 모형안에 대하여 파면수차의 파장에 따른 변화를 Zernike 계수로 분석한 결과 파장이 짧을수록 Defocus는 증가하였고 구면수차(spherical aberration)와 RMS는 개별모형안간의 편차가 크게 나타났다. 결론: 파장의 변화에 따른 Defocus양은 12안의 개별모형안이 비슷한 기울기로 짧을수록 크게 나타났고, 구면수차(spherical aberration)와 RMS는 대부분의 모형안의 경우 변화가 적었으며, 변화가 크게 나타난 일부 모형안은 성능 저하가 발생될 수 있다.

• 대한시과학회지
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• 제20권4호
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• pp.469-482
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• 2018

목적 : 비구면 디자인의 소프트 콘택트렌즈 ASCL(aspheric soft contact lens)로 굴절교정을 한 젊은 성인 근시안에서 콘택트렌즈 착용 후 안구의 구면수차와 코마수차 변화를 확인하였다. 방법 : 건강한 성인 근시안 50명(평균 연령: $23.15{\pm}1.70$세, 평균 등가구면굴절력: $-2.90{\pm}1.75D$)을 대상으로 굴절교정용 ASCL(Biotrue, Bausch+Lomb, USA)을 착용시킨 후 검사실의 조도 100 lx에서 고위수차와 동공크기를 측정하였다. 고위수차는 Wavefront Analyzer를 사용하여 동공크기 4 mm 영역에서 측정하였고, 동공크기는 Pupillometer를 이용하여 3.5 m 거리의 물체를 주시하도록 한 후 암소시(scotopic condition, light off) 상태에서 측정하였다. 결과 : 20대 근시안의 구면수차와 코마수차는 $0.026{\pm}0.031{\mu}m$, $0.078{\pm}0.039{\mu}m$, ASCL 착용 후에는 $0.019{\pm}0.026{\mu}m$ and $0.082{\pm}0.038{\mu}m$로 구면수차는 감소하고 코마수차는 유의하게 증가하였다. 대상안 중 구면수차가 감소한 경우는 전체의 68%로 양의 구면수차를 갖는 대상안에서 감소하였고, 증가한 경우는 11%로 음의 구면수차를 갖는 대상안에서 증가하였다. 코마수차는 대상안의 53%에서 증가하였고 19%에서는 변함이 없었으며 28%에서 감소하였다. 약도 및 중등도 근시안에서 구면수차는 근시도와 상관성이 없었고, 코마수차는 근시도가 높을수록 큰 것으로 나타났다. 결론 : 조절자극이 없는 암소시 상태에서 ASCL 착용 후 안구의 구면수차는 양의 값을 갖는 경우에는 감소하지만 음의 값을 갖는 경우에는 증가하였고, 이는 ASCL 디자인과 동공크기가 영향을 준 것으로 생각된다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제19권6호
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• pp.604-613
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• 2015

An unobstructed off-axis two-mirror system is presented in this paper. First a suitable initial configuration is established based on third-order aberration theory. In order to achieve a wide field of view (FOV) with high image quality , the diffractive mirror is adopted in the two-mirror system to increase the optimization freedom and the aberration relationship between diffractive phase coefficients and Zernike coefficients is derived. Furthermore, a complete comparison design example with a focal length of 1200 mm, F-number of 12, and FOV of 40° × 2° is given to verify the aberration correction ability of the diffractive mirror. The system average wavefront error is 0.007 λ (λ=0.6328 μm) developed from 0.061 λ when the system didn’t adopt the diffractive mirror. In this system the phase modulation function of the diffractive mirror is established as an even function of x, so we could obtain a symmetrical imaging quality about the tangential plane, and the symmetric aberration performance also brings considerable convenience to alignment and testing for the system.

• 한국안광학회지
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• 제17권4호
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• pp.365-372
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• 2012

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.

• 한국광학회지
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• 제34권2호
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• pp.53-60
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• 2023

193 nm에서 반도체 전공정 검사 장치에 적용될 수 있는 반사 굴절 혼합 형식(카타디옵트릭)의 수치 구경(numerical aperture, NA) 0.6 대물렌즈를 설계하였다. 200 nm 공간 분해능 및 0.15 mm 이상의 시야를 확보하기 위하여, 먼저 렌즈 전체 배치를 포커싱 렌즈 그룹, 필드 렌즈 그룹 및 NA 변환 그룹으로 구성하였으며, 선행 그룹에 포커싱된 빔의 수치 구경 값을 필요 값, 즉 0.6으로 변환하는 기능을 수행한다. 총 11매의 광학 소자로 구성된 최종 설계는 모든 관측 시야에 대하여 λ/80 이하의 RMS 파면 수차를 만족하였다. 또한 고분해능 대물렌즈의 높은 환경 민감도로 인한 온도 변화에 따른 광학계 성능 해석 결과, ±0.1 ℃의 온도 변화에서도 목표 성능 이하로의 성능 저하가 확인되어 온도 변화에 따른 광학 보상이 반드시 필요하였다. 이에 초점면 이동을 보상자로 적용할 경우, 20 ± 1.2 ℃까지 RMS 파면 수차 변화량이 λ/30 이하로 목표 성능을 만족하여 실제 반도체 공정 환경에서도 이용이 가능함을 확인하였다.

• 한국광학회지
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• 제29권3호
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• pp.110-118
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• 2018

항공용 전자 광학 타겟팅 시스템을 위한 중적외선 광학계를 설계하였다. 본 광학계는 이중 시야를 갖도록 설계되었으며, 빔 축소 전단 광학계, 줌 렌즈 그룹, 릴레이 렌즈 그룹, 콜드스탑 공액 광학계 및 냉각 적외선 검출기로 구성된다. 적외선 검출기는 단일 화소의 크기가 $15{\times}15{\mu}m$ 인 $1280{\times}1024$ 화소 배열을 가지며 잡음을 최소화하기 위하여, f/5.3의 냉각 콜드스탑이 적용된 제품으로 선정하였다. 이중 시야 ($1.50^{\circ}{\times}1.20^{\circ}$, $5.40^{\circ}{\times}4.23^{\circ}$)는 두 개의 렌즈를 삽입하는 방식으로 구현했으며, 줌 배율 변경 시 모든 시야에 걸쳐 f/5.3의 콜드스탑의 효율을 유지하도록 설계하였다. 열 효과가 이미지에 미치는 영향을 조사하기 위해 비열화 및 나르시서스 분석을 수행하였으며, 비열화 분석은 $-55{\sim}50^{\circ}C$의 작동 온도를 기준으로 초점 이동과 잔여 고차 파면 수차에 조사하였고 제르니케 다항식을 이용한 민감도 분석을 수행하여 최적의 보상자를 선정하였다. 선정된 보상자의 최적 이동을 고려한 MTF 해상력을 확인한 결과, 작동 온도 전 구간에 걸쳐 요구조건인 33 lp/mm에서 축상 10% 이상의 성능을 유지하는 것을 확인하였으며, 나르시서스 분석 결과, NITD (Narcissus Induced Temperature Difference) 값이 $1.5^{\circ}C$ 이하가 되도록 설계 된 것을 확인하였다.