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Shack-Hartmann 센서를 이용한 파면측정의 정확도 향상에 관한 연구
A Study on the Improvement of Wavefront Sensing Accuracy for Shack-Hartmann Sensors 원문보기

한국광학회지 = Korean journal of optics and photonics, v.17 no.5, 2006년, pp.383 - 390  

노경완 (한국원자력안전기술원, 현안기술연구실) ,  엄태경 (한국과학기술원 기계공학과, 영상정보특화연구센터) ,  김지연 (한국과학기술원 기계공학과, 영상정보특화연구센터) ,  박상훈 (한국과학기술원 기계공학과, 영상정보특화연구센터) ,  윤성기 (한국과학기술원 기계공학과, 영상정보특화연구센터) ,  이준호 (공주대학교 광공학과, 영상정보특화연구센터)

초록
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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.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The SharkHartmann wavefront sensors are the most popular devices to measure wavefront in the field of adaptive optics. The Shack-Hartmann sensors measure the centroids of spot irradiance distribution formed by each corresponding micro-lens. The centroids are linearly proportional to the local mean s...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 지금까지여러 가지 중심점 탐색 방법에 대한 비교 연구가 수행되어 왔으나 아직 만족할 만한 최적해가 제시되지 못하고 있다.  논문에서는 현재 가장 널리 사용되고 있는 무게중심법과 상관관계법의 노이즈 특성을 비교하였으며 또한 오차를적절히 제거하기 위한 무게중심법의 문턱값 설정에 대한 연구를수행하였다.
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참고문헌 (16)

  1. Ben C. Platt, Roland Shack, 'History and Principles of Shack-Hartmann Wavefront Sensing,' Journal of Refractive Surgery, Vol. 17, pp. 573-577, 2001 

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  3. David L. Fried, 'Reconstructor Formulation Error,' Proc. SPIE Optical Pulse and Beam Propagation III, Vol. 4271,2001 

  4. J. Pfund, N. Lindlein, and J. Schwider, 'Misalignment effects of the Shack-Hartmann sensor,' Applied Optics, Vol. 37, pp. 22-27, 1998 

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  14. Joseph W. Goodman, 'Introduction to Fourier optics,' 2nd ed, McGraw-HIll, 1996 

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  16. W. J. Smith, 'Modern Optical Engineering,' 2nd ed, McGraw-Hill, New York, 1990 

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