광속의 수렴 발산을 판단하기 위하여 무아레 무늬 발생기(moir$\acute{e}$ deflectometry)를 가상격자를 사용하는 제작하였다. 광원으로 He-Ne laser(3mW)와 무아레 무늬 발생기 광학계 중 광속확대기를 구성하기 위하여 제1렌즈와 제2렌즈의 초점거리는 각각 18 mm, 250 mm인 것을 사용하였다. 가상격자(virtual grating)를 발생시키기 위하여 회절격자(격자상수=$1.6{\mu}m/line$)와 전면 평반사경을 결합하여 무아레 무늬 발생기를 제작하였다. 광학계를 사용하여 시험렌즈의 유효초점거리를 측정하였고, 이 측정값과 유도된 식에 의한 이론값을 비교하였다.
In this paper, the details and design process of an optical system for space target detection cameras are introduced. The whole system is divided into three structures. The first structure is a short-focus visible light system for rough detection in a large field of view. The field of view is 2°, the effective focal length is 1,125 mm, and the F-number is 3.83. The second structure is a telephoto visible light system for precise detection in a small field of view. The field of view is 1°, the effective focal length is 2,300 mm, and the F-number is 7.67. The third structure is an infrared light detection system. The field of view is 2°, the effective focal length is 390 mm, and the F-number is 1.3. The visible long-focus narrow field of view and visible short-focus wide field of view are switched through a turning mirror. Design results show that the modulation transfer functions of the three structures of the system are close to the diffraction limit. It can further be seen that the short-focus wide-field-of-view distortion is controlled within 0.1%, the long-focus narrow-field-of-view distortion within 0.5%, and the infrared subsystem distortion within 0.2%. The imaging effect is good and the purpose of the design is achieved.
The CQUEAN (Camera for QUasars in EArly uNiverse) is an optical CCD camera optimized for the observation of high redshift QSOs to understand the nature of early universe. The focal reducer, which is composed of four spherical lens, is allowed to secure a wider field of view for CQUEAN, by reducing the focal length of the system by one third. We designed the lens configuration, the lens barrel, and the adapters to assemble to attach focal reducer to the CCD camera system. We performed tolerance analysis using ZEMAX. The manufacturing of the focal reducer system and its lab test of optical performance were already finished. It turned out that the performance can meet the original requirement, with the aberration and alignment error taken into account. We successfully attached the focal reducer and CQUEAN to the cassegrain focus of 2.1m telescope at McDonald Observatory, USA, and several tests of CQUEAN system were carried out. In this presentation, I will show the process of focal reducer fabrication and the result of performance test.
Phase Doppler particle analyze. (PDPA) is a instrument which can be used to obtain simultaneous size and velocity measurements in a multiphase flow. In this study, the size of the water droplets entrained from a bubbling surface of a stagnant liquid column is measured by PDPA with a specially designed transmitter of long focal length and large beam diameter. The test section tube is made of acryle with 18 mm I.D. and 900 mm length. The experimental data are obtained for the air superficial velocity between 0.7 m/s to 3.4 m/s at atmospheric pressure. The experimental results show that there exists large difference in the entrainment mechanism between the churn-turbulent flow and annular flow. Through the present study, the phase Doppler analyzer system is shown to be successfully applied to measure particle sizes larger than $2,000\mu\textrm{m}$ if a transmitter of long focal length is utilized.
This paper presents the simulation of micro-lens arrays based on dry and wet etching technique. Code V (Optical Research Associates Ltd) simulation was performed to extract optimal design parameters of a Micro-Lens Array(MLA). Thickness of UV adhesive, wavelength of laser source, curvature, and shape of lens surface were chosen for the design parameters. The simulation results showed that focal length of a MLA decreased with the increase of UV adhesive thickness. And the focal length depended on shape of lens surface and length of laser source.
본 논문은 줌-렌즈로 취득한 비디오 영상에 대해서 줌-렌즈의 왜곡을 자동으로 보상할 수 있는 새로운 방법을 제안하였다. 먼저, 초점거리의 증가에 따라 렌즈의 왜곡 계수가 비선형적으로 단조 감소하는 특징으로부터 초점거리와 렌즈 왜곡 계수로 표현되는 비선형 줌-렌즈 왜곡 모델을 정의하였다. 그리고 취득한 비디오 영상으로부터 몇 장의 샘플 영상을 선정하고, 이 샘플영상에 대한 초점거리와 렌즈 왜곡 계수는 기존의 방법들을 이용하여 측정하였다. 이렇게 측정한 초점거리와 렌즈 왜곡 계수들로 부터 줌-렌즈 왜곡 모델을 최적화 시켰다. 최적화된 줌-렌즈 왜곡 모델은 각 비디오 영상의 초점거리를 입력으로 하여 렌즈 왜곡계수를 자동으로 계산할 수 있다. 본 논문에서 제안한 방법은 다양한 실사 영상과 비디오 영상에 적용하여 그 성능을 검증하였으며, 화질의 열화 없이 영상의 왜곡을 보상할 수 있었다.
목적: 아베-코닉(Abbe-K$\ddot{o}$nig) 프리즘을 이용한 2.6X 광학식 스코프를 개발하고자 하였다. 방법: 먼저 대물렌즈의 초점거리와 유효구경의 크기를 고려하여 아베-코닉 프리즘을 설계하였다. 이렇게 설계되어진 아베-코닉 프리즘의 광학적, 기하학적 거리를 계산하였다. 이 계산 결과를 이용하여 전체 시스템의 광학적 유효거리 및 배율을 만족하도록 접안렌즈와 대물렌즈의 초점거리를 배분한 후 시스템을 최적화함으로서 전체 시스템을 완성하였다. 결과: Face length 11.5 mm를 가지는 아베-코닉 프리즘과 4매로 이루어진 초점거리 24.3 mm의 접안렌즈와 2매로 이루어진 초점거리 63.13 mm의 대물렌즈를 설계하여 약 2.6배율을 광학식 스코프를 완성할 수 있었다. 결론: 아베-코닉 프리즘을 채택한 2.6배율을 가지는 광학식 스코프를 설계 제작하였는데, $6.42^{\circ}$ 이내의 반 시야각에서 50% MTF 기준치로 200 cycles/rad의 분해능과 103 mm 유효 광학적 경통길이와 12.0 mm의 유효구경과 31 mm의 경통구경을 갖는 컴팩트한 광학계가 되었다.
Lee, Seung Jin;Heo, Jeongmin;Song, Ju Ho;Thakur, Ujwal;Park, Hui Joon;Baac, Hyoung Won
한국진공학회:학술대회논문집
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한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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pp.369-369
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2016
A nanostructure composite is a highly suitable substance for photoacoustic ultrasound generation. This allows an input laser beam (typically, nanosecond pulse duration) to be efficiently converted to an ultrasonic output with tens-of-MHz frequency. This type of energy converter has been demonstrated by using a carbon nanotube (CNT)-polydimethylsiloxane (PDMS) composite film that exhibit high optical absorption, rapid heat transition, and mechanical durability, all of which are necessary properties for high-amplitude ultrasound generation. In order to develop the CNT-PDMS composite film, a high-temperature chemical vapor deposition (HTCVD) method has been commonly used so far to grow CNT and then produce a CNT-PDMS composite structure. Here, instead of the complex HTCVD, we use a mixed solution of hydrophobic multi-walled CNT and dimethylformamid (DMF) and fabricate a solution-processed CNT-PDMS composite film over a spherically concave substrate, i.e. a focal energy converter. As the solution process can be applied over a large area, we could easily fabricate the focal transmitter that focuses the photoacoustic output at the moment of generation from the CNT-PDMS composite layer. With this method, we developed photoacoustic energy converters with a large diameter (>25 mm) and a long focal length (several cm). The lens performance was characterized in terms of output pressure amplitude for an incident pulsed laser energy and focal spot dimension in both lateral and axial. Due to the long focal length, we expect that the new lens can be applied for long-range ultrasonic treatment, e.g. biomedical therapy.
다수의광학위성센서들이선형 배열 형태에 기반을두고설계되었다. 널리 알려진 광학위성센서의 종류는 다음과 같이 경로 평행 방향 1열스캐너(along-track line scanner), 경로 직각 방향 1열 스캐너(across-track linescanner), 3열 스캐너(three- line scanner)로 구분할 수 있다. 이들 센서들을 이용하여 위성 및 항공기에서 지상지물의 정확한 위치정보를 획득하려고 할 때 센서의 외부 표정요소와 내부 표정요소는 매우 중요한 요소들이다. 이들 센서들의 영상생성기하구조는 태양에 의한열영향, 진동, 바람등의 다양한 물리적 현상들에 의하여 시시각각 변동될 가능성이 있기에 내부표정요소의 편의가 지상에 미치는 영향을 분석하는 것은 매우 중요하다. 실제적인 비행경로와 자세정보를 바탕으로 생성된 시뮬레이션 자료를 이용하여 본 연구에서는 각 센서의 초점거리에 편의량을 점진적으로 추가하면서 실험과 분석을 수행하였으며, 또한 비행고도를 고고도와 저고도의 두가지 경우로 비교하였다.실험결과, 경로평행방향 1열 스캐너의 경우에 초점거리편의량의 증가가 지상스캔라인방향(Y 방향)의 오차를 유발하였으며, 경로 직각 방향 1열 스캐너의 경우 스캔라인방향과 수직방향으로 오차가 증가하였고, 3열 스캐너의 경우에는 수직방향으로만 오차가 증가하였다. 이들 실험결과는 향후 새로운 센서개발과 센서캘리브레이션 정확도에 가이드라인을 제공할 수 있다고 본다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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