• Current Optics and Photonics
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• 제7권4호
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• pp.435-442
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• 2023

These days, the size of a reflective telescope has been increasing for astronomical observation. An additional optical system usually assists a large ground telescope for image analysis or the compensation of air turbulence. To guide collimated light to the external optical system through a designated path, a coudé mirror is usually adopted. Including a collimator, a coudé mirror of a ground telescope is affected by gravity, depending on the telescope's pointing direction. The mirror surface is deformed by the weight of the mirror itself and its mount, which deteriorates the optical performance. In this research, we propose an optimization method for the coudé mirror assembly for a 1-m class ground telescope that minimizes the gravitational surface error (SFE). Here the mirror support positions and the sizes of the mount structure are optimized using finite element analysis and the response surface optimization method in both the horizontal and vertical directions, considering the telescope's altitude angle. Throughout the whole design process, the coefficients of the Zernike polynomials are calculated and their amplitude changes are monitored to determine the optimal design parameters. At the same time, the design budgets for the thermal SFE and the mass and size of the mount are reflected in the study.

• 천문학회지
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• 제43권5호
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• pp.169-181
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• 2010

We develop a proto-model of an off-axis reflective telescope for infrared wide-field observations based on the design of Schwarzschild-Chang type telescope. With only two mirrors, this design achieves an entrance pupil diameter of 50 mm and an effective focal length of 100 mm. We can apply this design to a mid-infrared telescope with a field of view of $8^{\circ}{\times}8^{\circ}$. In spite of the substantial advantages of off-axis telescopes in the infrared compared to refractive or on-axis reflective telescopes, it is known to be difficult to align the mirrors in off-axis systems because of their asymmetric structures. Off-axis mirrors of our telescope are manufactured at the Korea Basic Science Institute (KBSI). We analyze the fabricated mirror surfaces by fitting polynomial functions to the measured data. We accomplish alignment of this two-mirror off-axis system using a ray tracing method. A simple imaging test is performed to compare a pinhole image with a simulated prediction.

• 천문학회보
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• 제45권1호
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• pp.40.4-40.4
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• 2020

Kyung Hee university invented the Transformable Reflective Telescope (TRT) for optical experiment and education. The TRT kit can transform into three optical configurations from Newtonian to Cassegrain to Gregorian by exchanging the secondary mirror. We designed the Ebert-Fastie spectrograph as an extension of the TRT kit. The primary mirror of the TRT kit serves as both collimator and camera lens, and the reflective grating as the dispersing element is placed along the optical axis of the primary mirror. We designed and fabricated the grating holder and the source units using 3D printer. Baffle was also fabricated to suppress the stray light, which was reduced by 83%. The spectrograph can observe the optical wavelength range (4000Å~7000Å). Measured resolving power (R=λ/Δλ) was ~700 with slit width of 0.18mm. The spectrograph is optimized for f/24, and the spectral pixel scale is 0.49Å/pixel with Canon 550D detector. We present the sample spectra of discharged Ne, Ar and Kr gases. The flexible setting and high performance make this spectrograph a useful tool for education and experiment.

• 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.

• 천문학회보
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• 제46권1호
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• pp.38.1-38.1
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• 2021

본 발표에서는 Transformable Reflective Telescope(TRT kit)의 새로운 버전을 소개한다. TRT kit는 기본형인 뉴턴식 반사망원경에서 부경 교체를 통해 카세그레인식, 그레고리식으로 간단하게 변형 할 수 있는 광학 실험장치이다. 본 장치는 주로 망원경 교육이나 광학계 개발에 필요한 실험에 활용된다. 모듈화 설계를 통해서 여러 종류의 광학계를 쉽게 탈착하여 다양한 실험을 할 수 있다. 광기계부는 정밀하게 제작된 알루미늄 프로파일과 Isogrid구조를 채택하여 경량화 구조로 설계되었다. 이러한 경량부품들을 통해 이전 버전보다 50~70%의 중량 감소율을 달성하였다. 유한요소해석 결과 경량화된 뉴턴식 TRT kit는 이전 버전과 비교해서 자체 하중에 의한 최대 구조 변형이 0.11mm에서 0.023mm로 감소하였다. 부경 지지대 설계에는 자체 하중으로 인한 변형을 최소화하기 위해 트러스 (Truss) 구조가 도입되었다. 부경부의 자체 하중으로 인한 변형은 기존의 80㎛에서 21㎛로 감소하였다. 또한, 십자 레이저 정렬 장치가 추가되어 뉴턴식과 카세그레인식에서 공차 1.5' 이내로 광학계 정렬이 가능하다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제9권2호
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• pp.68-73
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• 2005

When aligning catoptric or catadioptric telescopes for space cameras, it is difficult to align precisely if the field of view is large or there are several reflective surfaces. The quantitative knowledge of mirror misalignments greatly helps align a misaligned telescope precisely, and also reduce the alignment time. This paper describes a generalized reverse-optimization alignment solution algorithm using Zernike sensitivity, and proposes the minimum number of fields to take interferograms. This method was successfully applied on a Cassegrain telescope design for Earth observation from space with arbitrary misalignments and a model including some primary mirror deformation.

• 천문학회보
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• 제46권2호
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• pp.55.5-56
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• 2021

The optical design of the Linear-Astigmatism-Free Three-Mirror-System (LAF-TMS) for KASI-Deep Rolling Imaging Fast-optics Telescope(K-DRIFT) is presented. LAF-TMS is an all-reflective imaging system consists of three freeform mirrors. Due to its well-corrected aberrations and obstruction-free clear aperture, the LAF-TMS provides a wide field of view with very low scattered lights.

• 항공우주기술
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• 제1권1호
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• pp.177-187
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• 2002

본 논문에서는 위성탑재용 고해상도 카메라 광학부의 예비설계 내용을 소개하고 차기 위성탑재체 개발에 필요한 기술적 제안사항을 수록하였다. 위성탑재용 고해상도 전자광학카메라 개발을 위한 광학 설계로서, 685㎞ 고도에서 지상 해상도 5m 성능을 가진 카세그레인 응용 Catadioptric 설계와 Unobscured Reflective Triplet 설계를 각각 수행, 그 spot diagram 및 MTF 등을 분석하였으며 이를 제작하는데 필요한 재질과 궤도상 운용조건까지 고려하여 실제 개발에 충분한 성능을 가진 광학설계 임을 입증하였다. 또한 차세대 위성탑재용 분광영상카메라(Hyperspectral Imager) 개발을 위하여 HSI Development Model을 설계하고 제작하였는데 그 설계 내용을 본 논문에 수록하였다. Off-axis 2-mirror 체계인 Telescope 부분과 Collimator-Grating-Reimaging lens cell로 이루어진 항우연 HSI DM의 광학 설계를 소개하고, 약 25%에 이르는 MTF성능을 포함한 설계부터 성능특성까지 주요기술사항을 기록하였다.

• 천문학회보
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• 제41권2호
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• pp.52.3-53
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• 2016

일반적으로 사용되는 소구경 망원경은 경통에 의한 차폐로 인해 내부 구조를 보기 쉽지 않으므로, 망원경 광학계를 이해하기에는 적합하지 않다. 본 연구에서는 최소한의 배플 만을 사용하여 경통이 없는 구조의 개방형 망원경을 설계 및 제작하였다. 개발된 변환식 반사망원경 키트(TRT Kit, Transformable Reflecting Telescope Kit)는 부경 모듈을 교체하는 방식만으로 뉴턴식 망원경(Newtonian Telescope), 카세그레인식 망원경(Cassegrain Telescope), 그리고 그레고리식 망원경(Gregorian Telescope)으로 변형하는 것이 가능하다. 주경, 부경을 비롯한 망원경의 모든 부분은 사용자가 직접조립할 수 있도록 모듈화(Modularization) 하였다. 또한 부경에 부착된 슬라이딩 장치 및 리니어 스테이지(Linear Stage)는 망원경의 초점을 정밀하게 맞출 수 있도록 설계하였다. TRT Kit를 이용하여 학생들은 세 가지 형태의 망원경 광학계를 직접 조립하고 그 구조 및 성능을 비교해 볼 수 있으며, 광축 정렬, 정밀 초점 조절 과정을 통해 기본적인 광학계의 원리를 이해 할 수 있다.

• 한국광학회지
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• 제22권3호
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• pp.151-158
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• 2011

본 논문에서는 반사형 장거리 정밀 변위 감지기용 광학계를 설계하고 실제 구성을 해 봄으로써 작동 성능을 측정한 결과를 소개하고자 한다. 10 m ~ 250 m 거리에 있는 교량 및 건축물 등의 진동 및 변위를 감지하는 장거리 변위 감지기용 광신호 송신 및 수신용 광학계를 설계하고, 관측 거리에 따라 관측 대상체에 다양한 반사광학계를 설치하여 실제 제작된 변위 감지기의 변위 감지 분해능을 측정하였다. 광신호 송신부는 두 개의 850 nm 파장대 LED와 수렴광학계로 구성되고, 수신부에서는 위치 센서(PSD: Position Sensitive Detector)와 망원형 수렴광학계가 사용되었다. 관측 대상체의 거리에 따라 10 m 거리에서는 0.1 mm 변위 분해능과 250 m 거리에서는 3 mm 이하의 변위 분해능이 가능함을 확인하였다.