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직경 450 mm Cassegrain 형태 시준장치의 제작
양호순,이재협,이윤우,이인원,김종운,김도형 한국광학회 2004 한국광학회지 Vol.15 No.3
고해상도 인공위성용 망원경의 조립 및 평가를 위해서는 평행빔 만들어주는 시준장치가 꼭 필요하다. 전통적으로 큰 직경의 시준장치로는 비축포물면 거울을 많이 사용하여 왔다. 하지만, 평가대상망원경의 초점거리가 긴 경우 비축포물면은 보다 긴 초점거리를 가져야 하고 공기의 유동효과를 효과적으로 제어하지 못할 경우, 정확한 평가가 이루어지기 어려운 단점이 있다. 이에 비해 Cassegrain 형태 시준장치는 빔을 꺾어 사용하므로, 초점거리에 비해 적은 공간을 차지하고 공기의 유동효과도 상당히 줄일 수 있는 장점이 있다. 따라서, 본 논문에서는 직경 300 mm 인공위성 망원경을 측정하기 위해 직경 450 mm 의 Cassegrain 형태 시준장치를 설계하고 제작한 과정을 설명한다. 주경 및 부경을 제작한 후 시준장치를 구성한 결과 최종 파면수차는 0.07λ(λ=633 nm)로 diffraction limited 성능을 보였다. The collimator is necessary for the assembly and evaluation of high resolution satellite telescope. Traditionally, the off-axis paraboloid has been used as a collimator. However, it has some disadvantages in that it can suffer from air turbulence when the focal length of a collimator is long, which may result in some error in the measurement. In contrast, since the Cassegrain type collimator folds the beam, it occupies smaller space compared to the off-axis paraboloid for the same focal length. This can reduce the air turbulence, which can improve the measurement accuracy. In this paper, we explain the process of design and manufacturing of a diameter 450 mm Cassegrain type collimator, to evaluate the diameter 300 mm satellite telescope. After assembly of primary and secondary mirrors, the final wavefront error of the collimator was 0.07λ(λ=633 nm), which is the diffraction limit.
양호순,이윤우,김정주,엄해동,이수상,김연수,김현숙,Yang, Ho-Soon,Lee, Yun-Woo,Kim, Jeong-Ju,Eum, Hae-Dong,Lee, Soo-Sang,Kim, Yeon-Soo,Kim, Hyun-Sook 한국광학회 2005 한국광학회지 Vol.16 No.6
우리는 국내에서 처음으로 직경 300 mm인 광집속장치를 정렬 및 조립하였다. 이 장치는 주경, 부경 그리고 5개의 연결 거울로 구성된다. 이중에서 가장 중요한 부품인 주경은 각 구조물들과의 조립때마다 발생할 수 있는 변형을 정밀 측정하였다. 또한 사용되는 거울의 개수가 많기 때문에 광학정렬에는 체계적인 정렬 알고리즘을 도입하였다. 최종 조립결과 파면수차는 1.9 wave rms(wave =633 nm)로 예상치의 7배정도 큰 값이었다. 이것의 주원인은 조립 과정에서 발생한 연결 거울들의 변형인 것으로 확인되었다. 본 광집속장치를 정렬하면서 발생했던 문제점들에 대한 고찰은 향후 대형광학계를 만들 때 유용하게 사용될 수 있다. We assembled the optical beam director with diameter 300 mm. This consists of primary, secondary mirrors and 5 folding mirrors. Among them, the primary mirror is the most important component so that we measure any possible deformation on it at every step of assembly. Also, we developed the systematic alignment algorithm, which is essential because the number of mirrors is 7. The final wavefront error of the system is 1.9 wave rms (wave=633 nm) which is 7 times larger than we expected. The main source is the deformation of the 131ding mirrors. We expect that what we have learned from the assembly of this system would be helpful when we deal with a larger system in the future.
양호순,이재협,전병혁,이윤우,이경묵,최세철,김종민,Yang, Ho-Soon,Lee, Jae-Hyeob,Jeon, Byung-Hyug,Lee, Yun-Woo,Lee, Kyoung-Muk,Choi, Se-Chol,Kim, Jong-Min 한국광학회 2008 한국광학회지 Vol.19 No.4
망원경의 조립 및 평가를 위해서는 평행광선을 만들어주는 시준장치가 반드시 필요하다. 최근에 고해상도 카메라의 초점거리가 길어짐에 따라 상대적으로 적은 부피를 차지하는 Cassegrain 형태의 시준장치가 많이 사용되고 있다. 하지만 이러한 형태는 적외선 광학계를 평가할 때 부경이 가지는 온도로 인하여 불필요한 열복사선을 방출하여 적외선 광학계의 평가 정밀도를 떨어뜨리게 된다. 본 논문에서는 직경이 800 mm이고 초점거리가 2 m인 적외선 광학계를 평가하기 위하여 초점거리는 6m이고 물리적인 직경 1 m, 유효 직경이 930 mm인 비축포물면을 Zerodur를 이용하여 가공하고 측정한 과정을 설명한다. 약 4개월간의 작업 끝에 면의 최종 파면수차는 30.4 nm rms($\lambda$/138, ${\lambda}=4.2\;{\mu}m$)를 얻어서 적외선 광학계뿐만 아니라 가시광 영역 광학계도 측정 가능한 성능을 보유하였다. The collimator which makes a collimated beam, is an essential instrument for assembly and evaluation of telescopes. Recently, the Cassegrain type collimator has been widely used for its compact size as the focal length of high resolution cameras becomes longer. However, this kind of collimator has a disadvantage in that the secondary mirror is a heat source which can degrade the evaluation accuracy for an IR camera system. In this paper, we present the fabrication and measurement process for an off-axis parabolic mirror with the physical diameter pf 1 m, effective diameter 930 mm, and the focal length 6 m. After four months of works we obtained the final surface wave-front error of 30.4 nm rms ($\lambda$/138, ${\lambda}=4.2\;{\mu}m$), which is capable of evaluation of an IR camera as well as a visible camera.
국내 광학부품산업의 현재와 미래-대형 광학거울 제작 기술 동향
양호순,이윤우 한국광학기기산업협회 2008 光學世界 Vol.118 No.-
국광학거울을 제작하기 위해서는 가공기술과 초정밀 측정기술이 수반되어야 한다. 국내에서는 100개 이상의 광학렌즈 및 거울 가공업체가 있으나 대부분 직경 1인치 이내의 소형광학계를 주로 생산하고 있고 면 형태 역시 구면이 대부분이다. 최근 휴대폰 카메라 등에 비구면을 사용하고 있지만 대부분 다이아몬드터닝 머신 등을 이용한 정밀급 가공수준이므로 대형 광학거울에 같은 기술을 적용할 수 있다고 보기에는 무리가 따른다. 본 원고에서는 대구경 정밀 광학거울 가공, 평가 및 코팅기술을 설명하고 관련 기술의 전망에 관하여 간단히 언급하고자 한다.
양호순,Yang, Ho-Sun 한국광학기기산업협회 2007 光學世界 Vol.112 No.-
국내에는 약 100여 군데의 광학렌즈의 및 거울 가공관련 업체가 있으나 대부분 직경 1 인치 이내의 소형광학계 생산을 주로 하고 있고 면 형태 역시 구면이 대부분이다. 최근 휴대폰카메라등에 비구면 사용이 늘었으나 대부분 다이아몬드터닝 머신 등을 이용한 정밀 가공수준에서 머무르기 때문에 대형광학거울에 같은 기술을 적용할 수 있다고 보기에는 무리가 따른다. 현재 국내에서 제작되고 있는 직경 1 m급 정밀 비구면 광학거울은 모두 표준과학연구원에서 제작하고 있다. 본 고에서는 표준과학연구원이 보유하고 있는 대구경 정밀 광학거울 제작 시설 및 기술들을 위주로 광학거울 제작 기술에 대해 소개하고자 한다.