[논문]레이저를 이용하여 원거리의 이미지 평면에서 균일한 빛의 세기를 만드는 렌즈의 설계

레이저를 이용하여 원거리의 이미지 평면에서 균일한 빛의 세기를 만드는 렌즈의 설계 원문보기

최나락 (서울대학교 물리학부, 이오시스템) , 이재형 (서울대학교 물리학부, 이오시스템) , 김재순 (서울대학교 물리학부, 이오시스템) , 정중연 (서울대학교 물리학부, 이오시스템) , 안근옥 (서울대학교 물리학부, 이오시스템)

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한 예로 건축현장에서 레벨링작업에 쓰이는 측량기기에는 이러한 목적으로 설계된 레이저와 렌즈 셋이 들어가 있다. 이 광학계의 목적은 레이저로부터 나온 빛을 90 도정도의 각도로 균일하게 퍼트려서 반사해서 나오는 빛으로부터 자신의 수평 기울기를 측정하는데 있다.

그러나 위의 구조는 전반사에 의한 빛의 손실이 있고 빛의 균일성도 떨어지기 때문에 이점을 보완하기 위해 반복구조인 구면의 반지름을 변화시키고, 반복구조도 기존의 구면에서 비구면으로 바꾸어 보았다. 또한 다른 한쪽 면에 대해서도 평면이 아닌 비구면 설계를 추가하였다.
따라서 입사하는 빛을 셈플링한 후 하나하나의 빛의 광로를 추적해서 반사와 투과를 모두 계산할 수 있는 프로그램을 직접 작성한 후 이를 이용하여 최적의 렌즈를 설계하였다.
그러나 위의 구조는 전반사에 의한 빛의 손실이 있고 빛의 균일성도 떨어지기 때문에 이점을 보완하기 위해 반복구조인 구면의 반지름을 변화시키고, 반복구조도 기존의 구면에서 비구면으로 바꾸어 보았다. 또한 다른 한쪽 면에 대해서도 평면이 아닌 비구면 설계를 추가하였다.

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