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    Study of Retrieving the Aerosol Size Distribution from Aerosol Optical Depths

    에어로졸 광학깊이를 이용한 에어로졸 크기분포 추출 연구

    Dukhyeon Kim

    김덕현

    In this study, aerosol size distributions were retrieved from aerosol optical depth measured over a range of 10 wavelengths from 250 to ...

    본 연구에서는 250 nm와 1100 nm 사이에 있는 10개의 파장에서의 에어로졸 광학 깊이를 이용하여 에어로졸의 크기분포를 역산하는 연구를 수행하였다. 10개의 파장은 주요 ...

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    In this study, aerosol size distributions were retrieved from aerosol optical depth measured over a range of 10 wavelengths from 250 to 1100 nm. The 10 wavelengths were selected where there is no absorption of atmospheric gases. To obtain the solar spectrum, a home-made solar tracking system was developed and calibrated. Using this solar tracking system, total optical depths (TODs) were extracted for the 10 wavelengths using the Langley plot method, and aerosol optical depths (AODs) were obtained after removing the effects of gas absorption and Rayleigh scattering from the TODs. The algorithm for retrieving aerosol size distributions was suggested by assuming a bimodal aerosol size distribution. Aerosol size distributions were retrieved and compared under various arbitrary atmospheric conditions. Finally, we found that our solar tracking spectrometer is useful for retrieving the aerosol size distribution, even though we have little information about the aerosol’s refractive index.


    본 연구에서는 250 nm와 1100 nm 사이에 있는 10개의 파장에서의 에어로졸 광학 깊이를 이용하여 에어로졸의 크기분포를 역산하는 연구를 수행하였다. 10개의 파장은 주요 대기 가스의 흡수선과 밴드를 피한 파장을 찾아서 선택하였다. 태양의 스펙트럼을 얻기 위해서 태양 추적시스템과 분광기를 구축하고 자체적으로 장치를 검정하였다. 본 장치를 이용해서 총 광학 깊이를 구하고 가스의 흡수나 공기의 산란을 제거하여 에어로졸의 광학 깊이를 구했다. 이정점 분포를 지닌 에어로졸 크기 분포를 역산하는 알고리즘을 제안하였고, 장치를 통해서 구한 에어로졸의 광학 깊이를 이용하여 다양한 임의의 대기 조건에서 그 크기분포를 역산하고 비교하였다. 이를 통하여 본 연구에서 사용한 방법론과 장치들이 미지의 입자 크기 분포를 추출하는데 매우 유용할 것으로 판단하였다.

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    August 2018
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    Design of a Telecentric Lens with a Smartphone Camera to Utilize Machine Vision

    머신비전을 위한 스마트폰용 텔레센트릭 렌즈의 설계

    Yeon-Chan Choi and Cheon-Seog Rim

    최연찬ㆍ임천석

    A generalized structural design equation can be used to simplify and systematize a telecentric lens system composed of multiple lenses, as a ...

    본 연구에서는 다수의 요소렌즈들로 이루어진 렌즈시스템을 단순화 및 구조화할 수 있는, 저자들만의 독창적인 설계기법인[1-2], 일반화된 구조설계 방정식을 제안하고 이를 통해 스마트폰 카메라 ...

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    A generalized structural design equation can be used to simplify and systematize a telecentric lens system composed of multiple lenses, as a creative design method of the authors[1-2]. Through this structural equation, we have investigated the feasibility and design methodology of a telecentric lens equipped with a conventional smartphone camera for machine vision. As a result, we could verify and present a useful, generalized structural equation termed the fθ formula, being able to divide and combine the whole telecentric lens system into two modularized lens groups.


    본 연구에서는 다수의 요소렌즈들로 이루어진 렌즈시스템을 단순화 및 구조화할 수 있는, 저자들만의 독창적인 설계기법인[1-2], 일반화된 구조설계 방정식을 제안하고 이를 통해 스마트폰 카메라 렌즈와 연동될 수 있는 텔레센트릭 렌즈의 존재 가능성 및 설계방법을 탐구하였다. 결과적으로, 텔레센트릭 렌즈 시스템을 모듈화하고 조립설계 할 수 있는 fθ 공식을 도출 및 검증할 수 있었고, 이 공식으로부터 공장자동화와 같은 머신비전에 효과적으로 활용될 수 있는 스마트폰용 텔레센트릭 렌즈를 설계할 수 있었다.

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    August 2018
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    Polarization-maintained Single-mode 400-W Yb-doped Fiber Laser with 2.5-GHz Linewidth from a 3-stage MOPA System

    3단 MOPA 시스템에서 2.5 GHz 선폭을 가지는 편광유지 단일모드 400 W 이터븀 첨가 광섬유 레이저 연구

    Young Ho Park, Young Seok Youn, Min Wan Jung, Changsu Jun, Bong-Ahn Yu, and Woojin Shin

    박영호ㆍ윤영석ㆍ정민완ㆍ전창수ㆍ유봉안ㆍ신우진

    In this paper, we report on the high power amplification of a narrow-linewidth Yb-doped polarization-maintained (PM) fiber laser in a 3-stage, all-fiber ...

    본 논문에서는 3단으로 구성된 전광섬유(all-fiber) Master Oscillator Power Amplifier (MOPA) 구조의 협대역 이터븀 첨가 편광유지 광섬유 레이저 증폭에 대해 보고한다. 편광유지 단일모드 ...

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    In this paper, we report on the high power amplification of a narrow-linewidth Yb-doped polarization-maintained (PM) fiber laser in a 3-stage, all-fiber master oscillator power amplifier (MOPA) system. The linearly polarized single-mode output power was 400 W with an 85% slope efficiency, with a linewidth of 2.5 GHz (full width at half maximum). Furthermore, mitigation of mode instability (MI) has been demonstrated by tightly coiling the gain fiber to a diameter of 11 cm. In addition, methods for higher power scaling are discussed.


    본 논문에서는 3단으로 구성된 전광섬유(all-fiber) Master Oscillator Power Amplifier (MOPA) 구조의 협대역 이터븀 첨가 편광유지 광섬유 레이저 증폭에 대해 보고한다. 편광유지 단일모드 출력은 85%의 기울기 효율을 가지는 400 W 출력을 얻을 수 있었고, 레이저 반치폭은 2.5 GHz였다. 더불어, 이득매질 광섬유를 11 cm 지름으로 코일링하여 모드 불안정성을 완화할 수 있었다. 추가적으로 레이저 출력 증가를 위한 방법들에 대해 논하였다.

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    August 2018
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    Prediction Method for Moisture-release Surface Deformation of a Large Mirror in the Space Environment

    우주환경에서 대형 반사경의 습기 방출에 의한 형상 변화 예측방법

    In-Ung Song, Ho-Soon Yang, Hagyong Khim, Seong-Hui Kim, Hoi-Yoon Lee, and Sug-Whan Kim

    송인웅ㆍ양호순ㆍ김학용ㆍ김성희ㆍ이회윤ㆍ김석환

    In this paper, we propose a new method to predict a mirror’s surface deformation due to the stress of moisture release by ...

    본 논문에서는 우주의 진공환경에서 반사경 코팅이 흡수한 습기를 방출하면서 나타나는 경면 형상의 변화를 예측하기 위한 새로운 방법론을 제안한다. 직경 50 mm, 두께 ...

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    In this paper, we propose a new method to predict a mirror’s surface deformation due to the stress of moisture release by a coating in the environment of outer space. We measured the surface deformation of circular samples 50 mm in diameter and 1.03 mm thick, using an interferometer. The results were analyzed using Zernike fringe polynomials. The coating stress caused by moisture release was calculated to be 152.7 MPa. This value was applied to an analytic model of a 1.25 mm thickness sample mirror, confirming that the change of surface deformation could be predicted within the standard deviation of the measurement result (78.9 ± 5.9 nm). Using this methodology, we predicted the surface deformation of 600 mm hyperbolic mirror for the Compact Advanced Satellite, which will be launched in 2019. The result is only 2.005 µm of focal shift, leading to 2.3% degradation of modulation transfer function (MTF) at the Nyquist frequency, which satisfies the requirement.


    본 논문에서는 우주의 진공환경에서 반사경 코팅이 흡수한 습기를 방출하면서 나타나는 경면 형상의 변화를 예측하기 위한 새로운 방법론을 제안한다. 직경 50 mm, 두께 1.03 mm의 원형 시편과 간섭계를 통해 진공환경에서 나타나는 시편 형상 변화량을 측정하고 제르니케 프린지 다항식(Zernike fringe polynomial) 곡률항으로 나타내었다. 그 결과 습기 방출에 따른 코팅 스트레스는 152.7 Mpa로 계산되었다. 계산된 스트레스는 1.25 mm 두께 시편의 수치모사 모델에 적용하여 변화된 형상의 곡률항을 측정결과의 표준편차 이내(78.9 ± 5.9 nm)로 예측할 수 있음을 검증하였다. 이 방법론을 2019년에 발사 예정인 차세대중형위성의 직경 600 mm 쌍곡면경에 적용, 습기 방출에 의한 경면 형상 변화를 계산하여 반사경의 초점거리가 약 2.005 µm 만큼 짦아짐을 예측하였다. 초점거리 변화는 광학 탑재체의 MTF를 한계공간주파수(Nyquist frequency)에서 2.3% 가량 낮추지만, 요구 사양을 만족하여 우주에서도 문제없이 운용 가능함을 확인하였다.

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    August 2018