조두진 공현배 2012-08 12755 https://aurora.ajou.ac.kr/handle/2018.oak/10224 학위논문(석사)아주대학교 일반대학원 :물리학과,2012. 8 본 논문에서는 두 매의 BD-2 렌즈와 비구면 회절 광학을 포함하는 F/1.2, 시야각 15.2도와 8-14micronmeter의 파장대를 가지는 적외선 광학계를 설계 및 분석하였으며, 이 광학계는 uncooled camera에 사용될 수 있을 것이다. 현대의 고성능 광학계 설계에 있어서 회절렌즈의 사용은 필수 시 되고 있는데 이는 적은 수의 회절렌즈의 사용으로 구면렌즈 4매 이상의 광학계 성능을 구현할 수 있기 때문이다. 따라서 본 논문에서 설계한 적외선 광학계는 4번째 면에 회절면을 포함하고 있다. 효과적인 광학설계의 최적화를 위하여 기하광학과 렌즈설계에 관한 수식을 통해 정확한 광학계의 초기 값을 결정하였고, 이를 바탕으로 이미지 면에서 먼 곳의 면부터 비구면 계수를 차례로 적용시키며 최적화를 진행하였다. CODE V등의 상용화 되어있는 광학설계 소프트웨어는 회절면이 포함된 광학계를 분석할 때 회절면에 의해 생성되는 회절차수가 광학계 성능에 미치는 영향과 기판위에 설계된 회절면의 두께를 고려하지 않기 때문에 정확한 광학계의 성능을 평가하기가 어렵다. 따라서 본 논문에서는 CODE V의 UDS 기능을 이용하여 회절면이 주어진 두께를 가지는 물리적인 면으로 취급하였으며, 일반적인 방법으로 설계된 광학계와 비교하였다. 광학계의 성능 비교는 출사동공법, 회절차수 합성법 등 기존의 방법들에 의한 것과 BSP(Beam Synthesis Propagation)를 이용한 방법을 MTF를 통하여 비교하였다. 제 1 장 서 론 .............................................. 1 제 2 장 비구면과 회절면 .................................... 3 2.1 비구면의 특징 .................................. 3 2.2 회절면의 특징 .................................. 5 2.3 회절면의 구분 .................................. 6 2.4 회절효율 ....................................... 9 제 3 장 F/1.2의 적외선 광학계 설계 ........................ 13 3.1 렌즈재질의 선택 ............................... 13 3.2 광학계 설계를 위한 초기값 설정 ................ 14 3.3 광학설계 소프트웨어를 이용한 적외선 광학계 설계 .18 3.4 UDS 적용 ...................................... 29 제 4 장 회절광학 분석 방법 ................................ 32 4.1 회절광학 분석 방법에 대한 간단한 소개 ......... 32 4.2 SDOM .......................................... 32 4.3 BSP ........................................... 33 제 5 장 MTF 비교 .......................................... 35 5.1 BSP 분석 ...................................... 35 5.2 BSP, DOE, UDS, SDOM 방법에 의한 MTF 비교 ...... 39 제 6 장 결 론 ............................................. 48 참고문헌 ................................................... 51 ABSTRACT ................................................... 52 kor The Graduate School, Ajou University 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다. 회절광학을 이용한 적외선 광학계 설계 및 BSP(Beam Synthesis Propagation)를 이용한 성능 평가, 분석 Hyun-Bae Kong Thesis 아주대학교 일반대학원 Hyun-Bae Kong 일반대학원 물리학과 2012. 8 Master http://dcoll.ajou.ac.kr:9080/dcollection/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000000012755 Diffractive optics Optical system design Infrared optics Beam synthesis propagation