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소개글

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목차

Ⅰ. 광학과 근접장광학

Ⅱ. 광학과 기하광학

Ⅲ. 광학과 광자결정광학

Ⅳ. 광학과 광학센서
1. 특성
2. 종류

Ⅴ. 광학과 광학영상
1. 고해상도영상
2. 파장대역별 영상

Ⅵ. 광학과 광학가공기술
1. 현재 사용되고 있는 광학가공기술의 특징
2. 미래형 광학가공기술의 특징

Ⅶ. 광학과 광학식모션캡쳐

Ⅷ. 광학과 광학식염도측정장치

Ⅸ. 광학과 광학식자이로

참고문헌

본문내용

정에 의한 방법 등이 소개 된 바 있다. 또 굴절률 측정의 정도를 높이기 위하여 2개의 서로 다른 파장을 가진 광원을 이용하는 측정방법과 다이오드 레이저 광을 이용한 초소형 굴절계가 개발되어 있다.
굴절률의 측정 시 온도가 변화하면 측정값이 온도에 매우 민감하게 변화함으로 일정한 온도조건에서 측정을 하거나 온도변화에 따른 굴절률의 변화를 보상해 주어야 정확한 굴절률 측정이 가능하므로 굴절률의 온도 의존성을 해결하려는 노력이 계속되고 있다.
현재 많이 사용하는 자동식 굴절계는 굴절률 측정을 위한 빛의 측정을 위해 CCD(Charge Coupled Device)나 광전 다이오드를 사용하여 빛의 굴절 정도를 감지한다. 이러한 굴절계들은 오프라인으로 보통 사용하며 온라인으로 사용하는 경우에도 온도보상이 되지 않아 시료의 온도가 일정한 범위 내에 도달하도록 따로 온도조절 장치가 부착되어 있어 장치의 소형화에 어려움이 따른다. 또 온도조절을 위하여 측정시간을 많이 소요하는 단점을 갖고 있다. 예를 들어 온라인 정밀 굴절계(Kyoto Electronics Co., Japan, Model RA-510)의 경우 시료의 온도가 설정온도에서 ±0.02。C 이내일 때 측정치를 출력하므로 시료의 온도가 일정하지 않거나 설정온도에서 많이 벗어나는 경우 온도조정에 많은 시간을 필요로 하여 측정 시간이 매우 길다. 또 장치가 커서 해수의 염도 측정에 온라인으로 사용하기에는 적합하지 않다. 뿐 만 아니라 굴절률은 염도에 따라 변하기도 하지만 온도에 의해서도 변하기 때문에 온도를 동시에 측정하여 보상을 해줄 필요가 있다.
Ⅸ. 광학과 광학식자이로
광학식 자이로는 1962년 미국 Sperry Corp의 W. Macek에 의한 링레이저 자이로의 실험을 기점으로 1986년 이후에는 기계식 자이로를 대신하여 Boeing757, 767과 Airbus310 등의 여러 민간 항공기 항법장치의 핵심부로 사용되고 있고, 현재 각종 미사일의 유도장치, 인공위성 및 우주탐사선의 자세제어기 등에 응용이 이루어지고 있다.
광학식 자이로는 모두 레이저의 coherent 특성을 이용하는 레이저 자이로로 회전체 자체가 레이저 발진매질인 능동형 자이로, 예를 들면 He-Ne 개스를 사용하는 개스 레이저 자이로와 다면형 특수형태의 YAG:Nd 결정을 이용하는 고체레이저 자이로 등이 있고, 레이저 광원을 사용하나 광경로 조절은 외부소자를 이용하는 수동형 자이로, 예를 들면 원형 다발의 광파이버나, Mach-Zender 간섭계형의 반사경 배열을 응용한 자이로 등이 있다.
광학식 자이로의 기본적 원리는 다음과 같다. 시계방향(CW)과 반시계방향(CCW)으로 동시에 레이저 빔이 진행되도록 되어 있으며, 동일 회전체 주위를 서로 반대방향으로 두 개의 광파(Wave)가 진행하는 경우 회전체의 회전방향과 같은 방향으로 진행하는 파는 반대방향으로 진행하는 파보다 경로가 길어진다는 물리적인 원리를 이용한다. CW와 CCW방향으로 진행하는 빔이 분할기에 도달하는데 걸리는 시간의 차이를 라고 하면, 에 해당되는 광 경로차 을 구할 수 있고, 여기서 에 의해 주어지는 위상차 를 계산하여 회전체의 회전 정도를 측정한다.
능동형 자이로는 발진매질로 He과 Ne가스를 약 9:1정도로 혼합하여 링 공진기 내에 37 torr의 기압으로 채운 He-Ne 레이저 일종이다. 일반의 선형 He-Ne레이저와 틀리는 점은 Hole Burning 효과의 제거와 CW와 CCW 방향으로 안정된 발진을 얻기 위해 에 동위원소의 혼합체를 사용, 0.6328이나 경우에 따라서는 1.15로 발진시킨다. 고체 레이저 자이로는 현재 미국의 Lightwave Electronics에서 상품화하였으며, 이는 반도체 여기 고체 링레이저와 같은 구조를 가지며 특수형태 YAG 공진기에 자계를 인가함에 의해 생기는 서로 역으로 진행하는 빔 사이의 회전에 의한 발진주파수 차이를 이용한다. 고체 레이저 자이로는 가스레이저 자이로에서 필요한 고 진공과 고 전압을 필요로 하지 않는 장점이 있으며, 또한 소형화가 가능하다. 능동형의 경우는 회전에 의해 순방향과 역방향의 발진주파수가 달라지므로 아주 낮은 각속도의 경우도 위상차의 검출이 가능하다. 현재 링레이저 자이로는 발진 채널의 총길이가 6cm인 것으로 /hr의 측정 정도를 얻고 있어, 이미 소형화도 크게 진행되어 있다. 또한 3축을 일체로 하는 Monolithic He-Ne 가스 레이저 자이로의 개발도 시도되고 있고, GPS(Global positioning system)와 결합하여 측정정도 향상을 위한 연구도 진행중이다.
수동형 자이로의 대표적인 경우로 광파이버 자이로를 들 수 있는데, 광파이버 자이로의 경우는 편광이 유지되는 단일모드 광파이버를 이용 다발을 만들어 사용하는 것이 가능하므로, turn수에 비례하여 위상차를 증가시킬 수 있어 감도향상이 가능하나 광파이버 내의 산란이나 반사에 의한 문제와 온도, 자계, 진동 등에 대한 민감성 등 광파이버 자체가 가지는 고유적인 제한성이 있어 감도향상에 한계가 있다. 그리고 수동형 광학식 자이로는 도플러 효과에 의한 순방향과 역방향 진행파의 위상차를 검출하므로 각속도가 낮은 경우는 위상차의 검출이 어렵다. 최초의 광파이버 자이로는 1975년 미국의 유타대학에서 개발되었으며, 미국, 독일과 일본 등에서는 상품화되었고, 다른 수동형 광학식 자이로는 미국의 Northrop에서 개발하고 있는 Micro-Optic자이로로 Monolithic 실리콘 기판 위에 여러 겹의 박막형 광도파로와 전자회로를 집적화 시킨 초소형 자이로 등이 있다
참고문헌
○ 고선아(2003), 근접장 광학 현미경 제작 및 소멸파 측정, 한양대학교
○ 임천석 외 1명(2006), 현대광공학 개론 Ⅰ : 기하광학, 한국광학회
○ 임조령 외 3명(2010), 광학센서 시선벡터에 대한 궤도 변화 영향 해석, 한국우주과학회
○ 우정원(2005), 광자결정의 비선형 광학성질, 한국광학회
○ 양한진 외 1명(2011), 광학 영상의 강인한 정합 알고리즘, 제어ㆍ로봇ㆍ시스템학회
○ 한국천문연구원(2008), NEWS FOCUS - 차세대 광학가공 기술개발

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광학,   근접장광학,   기하광학,   광자결정광학,   광학센서,   광학영상,   광학식염도측정장치,   광학식자이로