알루미늄 쌍동선 요트의 소음 및 진동에 관한 연구

유영훈(YoungHun Yu),김봉철(BongChul Kim) 한국소음진동공학회 2012 한국소음진동공학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.10

액체와 DHM을 이용한 소형 광학부품의 굴절률 및 형상측정

신상훈,유영훈,Shin, Sanghoon,Yu, Younghun 한국광학회 2014 한국광학회지 Vol.25 No.3

In this study a method is proposed for measuring both the refractive index and the shape of a transparent object. The proposed method combines a digital holographic microscope with a liquid. The holograms of a sample immersed in different liquids are recorded and then the three-dimensional phase information of the sample is reconstructed numerically. In particular, we have proposed a theoretical model for determining both the refractive index and shape of a sample, and micro-corner cubes are examined experimentally. 디지털 홀로그래피 현미경은 기준광과 시료의 굴절률과 두께에 의한 물체광의 광 경로차를 측정하여 3차원 형상을 측정하는 방법이다. 대량 생산을 위해 사용되는 사출방법을 이용한 광학제품은 공정 조건에 의해 굴절률과 같은 물성이 변화한다. 소형사출 광학제품의 정확한 광학적 기능을 디자인하기 위해서는 물질의 굴절률과 3차원 형상을 정확히 측정 할 필요가 있다. 본 연구에서는 2개의 액체와 투과형 디지털 홀로그래피 현미경을 이용하여 사출된 소형 코너 큐브의 굴절률과 3차원 형상을 측정하는 연구를 하였다.

액체와 투과형 편향법을 이용한 광학부품의 굴절률 분포 측정

신상훈,유영훈,Shin, Sanghoon,Yu, Younghun 한국광학회 2014 한국광학회지 Vol.25 No.6

Phase-measuring deflectometry is a full-field gradient measuring technique that lends itself very well to testing specular optical surfaces. We have measured the deformation of the surface of a lens by transmission deflectometry with liquids. In this study, a method is proposed for measuring the refractive index distribution of a transparent object component. The proposed method combines transmission deflectometry with liquids. The deformed fringe patterns of a sample immersed in different fluids are recorded, and then the three-dimensional phase information of the sample is reconstructed numerically. We have used phase-shifting and temporal phase-unwrapping methods to retrieve the phase from the measured deformed fringe pattern, and we have used a least-squares method to find the height information of the specular surface from the calculated slope. In particular, we have proposed a theoretical model for determining the refractive index of sample and planar convex lens are demonstrated experimentally. 액체 속에 담긴 시료를 투과형 편향법을 이용하여 3차원 형상을 측정하고 시료의 굴절률 분포를 측정하였다. 편향법은 면적이 비교적 크고 거울과 같이 산란이 거의 없는 물체의 3차원 측정을 하는데 유용하다. 편향법을 통해 얻은 왜곡 무늬로부터 위상과 기울기를 구하기 위해 위상이동법과 시간추적 위상펼침 (TPU:Temporal Phase Unwrapping) 방법을 이용하였고, 구한 기울기로부터 높이를 구하기 위해 최소자승법을 이용하였다. 굴절률 분포 측정을 위해 2개의 유체를 이용하였다. 전산기 시늉과 실험결과 액체를 이용한 투과형 편향법을 이용하여 시료내의 굴절률 분포를 측정 할 수 있음을 확인하였다.

액체와 2 파장 투과형 편향법을 이용한 다초점 렌즈 양면 프로파일 동시측정

신상훈,유영훈,Shin, Sanghoon,Yu, Younghun 한국광학회 2015 한국광학회지 Vol.26 No.3

We propose a method for simultaneously measuring the front and back surface profiles of transparent optical components. The proposed method combines dual-wavelength transmission deflectometry with liquids to record distorted phases at different wavelengths, and then numerically reconstructs the three-dimensional phase information to image the front and back surfaces of the lens. We propose a theoretical model to determine the surface information, and a bifocal lens is experimentally investigated. Unlike conventional transmission deflectometry, our proposed method supports direct observation of the front and back surface profiles of the optical elements. 두 개의 액체와 두 개의 파장을 이용한 투과형 편향법을 이용하여 시료 양면의 3차원 형상을 동시에 측정 할 수 있는 모델을 제시하고, 실험적으로 다초점 렌즈의 양면 프로파일을 측정하였다. 편향법은 면적이 비교적 크고 거울과 같이 산란이 거의 없는 물체의 3차원 측정을 하는데 유용하다. 편향법을 통해 얻은 왜곡 무늬로부터 위상 기울기를 구하기 위해 위상이동법과 시간추적 위상펼침 (TPU:Temporal Phase Unwrapping) 방법을 이용하였고, 구한 기울기로부터 3차원 프로파일을 구하기 위해 최소자승법을 이용하였다. 본 연구에 사용된 방법은 기존의 투과형 편향법과는 달리 시료의 이동 없이 동시에 양면 프로파일을 측정할 수 있는 장점이 있다.

Hilbert 변환과 투과형 편향법을 이용한 3차원 측정연구

나실인,유영훈,Na, Silin,Yu, Younghun 한국광학회 2016 한국광학회지 Vol.27 No.2

광학 부품 표면의 3차원 측정을 위하여 투과형 편향법을 이용하였다. 한 장의 영상으로부터 변화된 위상을 추출하기 위하여 Hilbert 변환을 이용하였다. 편향법은 면적이 비교적 크고 거울과 같이 산란이 거의 없는 물체의 3차원 측정을 하는데 유용하다. 편향법을 통해 얻은 왜곡 무늬와 hilbert 변환한 영상을 이용하여 위상을 구했으며, 이로부터 파면의 기울기를 측정하고, 구한 기울기로부터 3차원 프로파일을 구하기 위해 최소자승법을 이용하였다. 전산기 시늉과 실험을 통해 Hilbert 변환을 이용한 3차원 측정법이 유용함을 확인하였다. We used transmission deflectometry to measure the three-dimensional shapes of optical components, and we used the Hilbert transform to retrieve the phases from measured deformed fringe images. Deflectometry is useful for measuring large-scale samples, and specular samples. We have retrieved the phases from deformed fringe images and Hilbert-transformed images, and have used the least-squares method to find the height information. We have verified that phase retrieval using Hilbert transform is useful by computer simulation and experiment.

프레즈넬-불루스타인 변환을 이용한 2파장 디지털 홀로그래픽 연구

신상훈,김두철,유영훈,Shin, Sanghoon,Kim, Doocheol,Yu, Younghun 한국광학회 2012 한국광학회지 Vol.23 No.6

Dual-wavelength holography has a better axial range than single-wavelength holography, allowing unambiguous phase imaging. The size of a reconstructed image depends on the reconstruction distance and wavelength. The two phase image sizes of different wavelength holograms should be the same in order to apply dual-wavelength holography. The Fresnel-Bluestein transform method is proposed to eliminate the dependence on the reconstruction distance and wavelength. We found that the Fresnel-Bluestein transform is very useful for making different reconstructed image sizes experimentally. Also we applied the Fresnel-Bluestein transform to make the same reconstruction image size in dual wavelength holography. 이 파장 디지털 홀로그래피는 단파장 디지털 홀로그래피에 비해 보다 큰 단차를 얻는데 사용할 수 있다. 이파장 홀로그래피 방법을 이용하기 위해서는 각각의 파장에서 얻은 홀로그램으로부터 재생된 위상 이미지 크기가 동일하여야하는데, 위상 이미지 크기는 재생거리와 파장에 의존한다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 프레즈렐-불루스타인 변환법이 제안되었다. 이변환법은 재생상의 크기를 재생거리와 파장에 의존하지 않고 자유롭게 만들 수 있다. 본 연구에서는 프레즈렐-불루스타인 변환법을 이파장 홀로그래피에 적용하여 파장에 의존하지 않는 동일한 위상 재생상을 얻을 수 있음을 실험적으로 확인하였다.

편향법을 이용한 웨이퍼 변형 측정

이호동,신상훈,유영훈,Lee, Hodong,Shin, Sanghoon,Yu, Younghun 한국광학회 2013 한국광학회지 Vol.24 No.6

편향법을 이용하여 면적이 비교적 크고 거울과 같이 산란이 거의 없는 물체의 3차원 측정을 하였다. 편향법을 통해 얻은 왜곡 무늬로부터 위상과 기울기를 구하기 위해 푸리에변환 방법을 이용하였고, 구한 기울기로부터 높이를 구하기 위해 최소자승법을 이용하였다. 웨이퍼에 미세 응력을 주었을 때 변형을 편향법을 이용하여 측정할 수 있음을 확인하였다. Phase-measuring deflectometry is a full-field gradient measuring technique that lends itself very well to testing specular optical surfaces. We have measured deformation of a large specular surface by deflectometry. In this work, we have used a Fourier-transform method to get the phase from a measured deformed fringe pattern, and we have used least squares method to obtain the height information of the specular surface from the calculated slope. Experimentally, we have confirmed that deflectometry can be used for deformation measurement of a specular surface like that of a wafer.

액체와 Digital Holographic Microscopy을 이용한 비구면 렌즈 측정 연구

김두철,신상훈,유영훈,Kim, Doocheol,Shin, Sanghoon,Yu, Younghun 한국광학회 2013 한국광학회지 Vol.24 No.6

디지털 홀로그래피 현미경은 기준광과 시료의 굴절률과 두께에 의한 광경로 차이를 간섭 방법을 이용하여 측정하여 3차원 형상을 측정하는 방법이다. 그리고 광 경로차는 시료의 두께와 시료와 시료 주변의 굴절률 차이에 의존한다. 시료 형상 기울기가 매우 큰 경우에는 광 경로차가 커져 일반적인 간섭 방법으로는 측정이 어렵다. 이런 경우 시료를 액체에 담그어 측정하면 광 경로차가 매우 작아져서 일반적인 간섭 방법을 이용하여 측정할 수 있다. 본 연구에서는 디지털 홀로그램 현미경과 액체를 이용하여 기울기가 큰 비구면 렌즈의 형상을 측정하는 연구를 하였다. 시료의 굴절률과 비슷한 액체를 선택함으로서 비구면 렌즈의 정밀한 3차원 측정이 가능하였다. Digital holographic microscopy allows optical path difference measurement. Optical path difference depends on both the refractive index and the morphology of the sample. When interference fringes are very closely spaced, the phase data contain high frequencies where $2{\pi}$ ambiguities cannot be resolved. The immersion testing method, which is a transmission test while the sample is immersed in liquid, is very effective in reducing high frequency fringes in transmission measurements so that large dynamic range testing is possible for a non-null configuration. We developed a digital holographic microscope using liquid that can measure the high numerical aperture aspheric morphology of a sample. This system provides highly precise three-dimensional information on the sample. By improving the experimental method, choosing liquids which have similar refractive index to the sample, we can measure more accurate three-dimensional information on the samples.

Hilbert 변환과 Lissajous Ellipse Fitting을 이용한 Specular 표면의 3차원 측정

신상훈(Sanghoon Shin),유영훈(Younghun Yu) 한국물리학회 2022 새물리 Vol.72 No.11

이 논문에서는 한장의 줄무늬 데이터와 Hilbert 변환된 줄무늬 데이터로부터 데이터 전처리 없이 측정 대상체의 3차원 위상 데이터를 얻어내는 방법을 연구하였다. 줄무늬 투영 3차원(3-Dimensional) 측정 기법은 물체의 3차원 형상을 측정하는 효과적인 기법이고, 변형된 줄무늬로부터 위상을 추출하는 것은 3차원 측정에서 중요한 과정이다. 한장의 줄무늬 데이터를 이용하여 위상 데이터를 얻기 위해서는 백그라운드 잡음 제거와 모듈레이션 규격화를 위한 전처리가 필요하다. 본 연구에서는 줄무늬 데이터와 이를 Hilbert 변환한 데이터를 이용하여 Lissajous 도형을 구성하고, 이를 타원방정식 피팅 방법을 이용하여 전처리 없이 Lissajous 도형으로부터 줄무늬 문양의 변형된 위상을 얻는 방법을 전산기 시늉과 투과형 편향법 실험을 통해 연구하였다. This work presents a method for obtaining phase data from fringe image data and investigated Hilbert-transformed data without data preprocessing. The fringe projection technique is an effective method for measuring the three-dimensional shape of an object, and phase extraction from the deformed fringe is an important process in three-dimensional measurement. Preprocessing for background noise removal and modulation normalization is required to obtain phase data by using a single fringe image data. In this study, a Lissajous figure was constructed from fringe and Hilbert-transformed data, and the method for obtaining the deformed phase of the stripe pattern without preprocessing using the elliptic equation fitting method was studied through computer simulation and transmission-type deflection experiments.

참조광의 편광을 이용한 축상 디지털 홀로그래피 현미경에서 0차 회절광 제거 연구

윤선규(Seon Kyu Yoon),신상훈(Sanghoon Shin),유영훈(Younghun Yu) 한국물리학회 2024 새물리 Vol.74 No.1

축상 (on-axis) 디지털 홀로그래피 현미경에서 참조광의 편광을 조절한 홀로그램을 이용하여 0차 회절광을 제거하는 방법을 연구하였다. 홀로그램은 참조광과 물체광의 간섭으로 형성되고, 간섭 무늬는 0차 회절광과 실상 허상 정보를 가지고 있다. 참조광과 물체광의 편광 방향의 차이는 허상 실상에는 영향을 주나 0차 회절 광에는 영향이 없음을 이론적으로 알 수 있었으며, 이를 이용하여 0차 회절 광을 제거 할 수 있음을 전산기 시늉과 실험을 통해 확인하였다. 즉 홀로그램 기록시 물체파의 편광 방향과 다른 편광 방향을 가지는 두 개의 참조파를 이용하여, 동일한 물체파에 대해 2개의 홀로그램을 얻고, 두 홀로그램 차를 명암 영상 재구성에 이용하면 0차 회절광이 제거된 영상을 얻을 수 있다. A method was studied to remove the zero-order term in holography, utilizing the subtraction of two on-axis holograms and the adjustment of reference wave polarization. A hologram is created by the interference of reference light and object light, containing 0th-order diffraction light and information about real and virtual images. By subtracting two holograms, both formed by the interference of two reference waves with different linear polarization directions but with the same polarization object wave, a zero-order cancellation hologram can be created. This technique was validated through both computer simulations and experiments, confirming that the 0th-order diffracted light can be effectively eliminated.