[논문]조리개와 제 2거울이 횡이동된 비축시야 2반사 광학계 설계

남지우; 이종웅

doi:10.3807/kjop.2020.31.6.304

조리개와 제 2거울이 횡이동된 비축시야 2반사 광학계 설계
Optical Design of an Off-Axial-Field Two-Mirror System with a Displaced Stop and a Secondary Mirror 원문보기

한국광학회지 = Korean journal of optics and photonics, v.31 no.6, 2020년, pp.304 - 313

남지우 (청주대학교 레이저광정보공학과) , 이종웅 (청주대학교 레이저광정보공학과)

초록
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조리개가 제 2거울에 있는 inverse Cassegrain 광학계에서 비축시야를 사용하면, 이 2반사경계는 넓은 시야를 가지는 대물광학계로 사용할 수 있다. 하지만 이 전통적인 회전대칭 구조의 반사경계는 설계변수의 수가 너무 적기 때문에 수차보정에 한계가 있다. 이 연구에서는 조리개와 제 2거울을 별도로 횡이동시켜 성능을 개선한 새로운 2반사 광학계를 설계하였다. 새로운 설계변수를 사용하여 5차 코마와 비점수차에 대한 보정이 개선되었으며, 시야 전체에서 보다 좋은 수차균형을 얻을 수 있었다. 새로 설계된 비축시야 2반사경계는 회전대칭 구조의 통상적인 2반사경계와 비교하여 spot의 크기가 1/2 수준으로 줄어들었으며, 개선의 효과가 시야 전체에 고르게 나타나고 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

By using an off-axial field with an inverse Cassegrain system where the aperture stop is at the secondary mirror, the two-mirror system can be used for a wide-field objective. However, aberration corrections in conventional two-mirror systems are limited because the design parameters are too small. In this study, we present a new improved design of the off-axial-field two-mirror system. The new design has an independently displaced aperture stop and a secondary mirror. The new design parameters yield more improvement in correction for 5th-order coma and astigmatism, and better aberration balancing for the whole off-axial field. The spot sizes of the new design system are reduced to half of those for a conventional reference design, and the improvement effects are shown for the whole field evenly.

주제어

표/그림 (20)

그림 Fig. 1. Optical layout of a centered system (axially symmetric system).
그림 Fig. 2. Displacement of the secondary mirror.
그림 Fig. 3. Displacement of the entrance pupil and M2.
그림 Fig. 4. Optical layout of the Design I (centered system with the off-axial field).
그림 Fig. 5. Spot diagram of the Design I.
그림 Fig. 6. Optical layout of Design II (axially symmetric structure with displaced off-axial stop).
그림 Fig. 7. Spot diagram of Design II.
표 Table 1. Design data of Design I
표 Table 2. RMS s pot s izes o f Design I ( units i n μm)
표 Table 3. Design data of Design II
표 Table 4. RMS spot sizes of Design II (units in μm)
그림 Fig. 8. Optical layout of Design III (decentered system with displaced secondary mirror and off-axial stop).
그림 Fig. 9. S pot d iagram o f Design III.
그림 Fig. 10. Optical layout of the final design (decentered system with displaced secondary mirror and off-axial stop optimized for a square image).
그림 Fig. 11. Spot diagram of the final design.
표 Table 5. Design data of Design III
표 Table 6. RMS s pot sizes o f Design III (units i n μm)
그림 Fig. 12. RMS wavefront error of the designs (units in λ).
표 Table 7. Design data of the final design
표 Table 8. RMS spot sizes of the final design (units in μm)

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