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대기외란 보정 적응광학기술 원문보기

광학과 기술 = Optical science and technology, v.16 no.4, 2012년, pp.27 - 35  

최영수 (국방과학연구소 제3기술연구본부 1부)

초록이 없습니다.

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제안 방법

  • “고에너지 고체레이저 발진기” 과제에서는 48채널 bimorph 변형거울(NightN사, 러시아)과 25x25렌즈릿을 지닌 60Hz 파면측정용 샥하트만센서(NightN사, 러시아)를 사용하여 레이저빔 품질을 향상시키는 연구를 수행하였다.
  • “고에너지 레이저 광전송장치” 과제에서는 32채널 PZT 구동기를 사용한 bimorph 변형거울(ILOT사, 러시아)과 14×14렌즈릿과 320x240비냉각검출기(ULIS, 프랑스)로 개발된 30Hz 적외선 파면측정용 샥-하트만센서(SUSS 프랑스)를 사용하여 중적외선 고출력 레이저(3.4∼4.2μm)를 개발하였다.
  • 그림 11은 샥-하트만 센서의 영상점을 이용한 국부 파면기울기 측정과 파면복원 과정이다. 무게중심법을 이용하여 왜곡파면의 영상점의 중심점을 구한 후 기준 영상점과 비교하여 변위차를 측정하고 국부파면 기울기를 계산하여 파면복원 및 변형거울의 보상전압을 환산하여 인가한다.

대상 데이터

  • [15] 레이저 유도 기준별(laser guided star)은 관측하고자 하는 시야에 기준으로 삼을만한 밝은 자연별을 대신하여 기준광원으로 사용된다. SOR 1.5m 망원경은 200W급의 구리 증기 레이저(CVL, Copper Vapor Laser)을 이용한 고도 10km Rayleigh 유도 기준별을 사용하였고, SOR 3.5m 망원경은 50W Sodium 레이저로 90km 상공의 중간권(mesospheric) 나트륨층(sodium layer)에 sodium 유도 기준별을 생성하여 기준광원으로 사용하였다.[16, 17]
  • 5 μrad의 분해능을 갖는다. 적응광학시스템에 사용된 직경 28.8cm, 두께 2mm ULE(Ultra Low Expansion) 연속 면형의 변형거울은 Xenetics사에서 제작되었고 941개 PMN(lead magnesium niobate) 구동기를 가진다. 샥-하트만 파면측정기는 32×32 배열 렌즈릿과 픽셀크기 21㎛ 이고 128×128픽셀 CCD검출기로 MIT 링컨연구소에서 개발되었고 구동속도가 2520Hz이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
대형망원경으로 고품질의 영상을 얻기 위해서는 적응광학기술이 필요한 이유는? 현재 주요 천문대의 망원경 직경은 8~10m급에 운용되고 있고, 직경 30~40m급의 거대망원경이 연구개발 중이다. 그러나, 대기외란에 의한 대기의 굴절률 변화로 발생하는 광파면의 위상변화가 영상의 해상도를 저하시킨다. 따라서 대형망원경으로 고품질의 영상을 얻기 위해서는 적응광학기술이 필요하다.
적응광학이란? 적응광학(adaptive optics)은 실시간으로 광파면의 위상변화를 제어하는 기술로 국내에도 기술내용이 소개된바 있다.[1] 그림 1은 대기외란으로 발생한 왜곡파면을 측정하고 보정하는 과정을 나타내는 적응광학장치의 개략적 구성도이다.
한국원자력연구원에서는 원자력 산업용 레이저 개발(‘00 ∼’03)을 위하여 어떤 장비를 사용하였는가? 하지만, 현재 국내에서는 적응광학계의 핵심 구성요소 기술에 관한 원천기술이 실험실 수준으로, 구성요소 핵심부품은 아직 기술적 미성숙 단계로 해외 구매에 의존하는 실정이다. 한국원자력연구원에서는 원자력 산업용 레이저 개발(‘00 ∼’03)을 위하여 37채널 PZT 변형 거울(Xinetics, 미국)와 샥-하트만 파면측정기(AOA 미국)를 이용하여 5Hz 수준의 폐루프 파면 보정 성능을 가진 적응광학계로 파면측정 연구를 수행한 바 있다.[5] 한국과학기술원은 영상정보특화센터 전자광학센서 연구실의 “적응광학계 고속파면 보정기술” (‘04~’09) 과제를 통해 적응광학계 구성을 위한 파면측정기술[6] 및 파면보정기술에 대한 전산모사 연구가 수행되었다.
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