적외선 광학계용 MTF 측정장치 개발
Development of a MTF Measurement System for an Infrared Optical System
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초록
본 논문에서는 적외선 파장대에서 렌즈의 변조전달함수(MTF)를 칼날 주사방식으로 측정하는 적외선 MTF 측정장치를 구성하고 평가하였다. 측정장치는 물체부, 평행광을 만들어주는 시준부, 형성된 상을 분석하는 분석부로 나뉜다. 광원으로는 텅스텐 필라멘트 광원을 사용하였으며 중적외선 영상을 검출하기 위해 MCT를 사용하였다. 이 장치를 사용하여 ZnSe 재질의 f 수가 5인표준렌즈의 MTF를 중적외선 파장대인 3~5 μm에서 측정하고 Zemax 프로그램을 통해 계산한 이론값과 측정값 차이를 비교하여차단주파수(Cut-off frequency)인 50 1/mm까지 전구간에서 ±0.035이내임을 확인하였다. 또한 측정값의 신뢰도를 확인하기 위한A형 측정불확도를 계산한 결과 MTF의 대표 공간 주파수인 20 1/mm에서 0.002으로 동일한 조건 하에서 측정 시 측정값의 변화가 거의 없음을 알 수 있었다.
Abstract
In this paper, we developed a MTF (Modulation Transfer Function) measurement system using a knife-edge scanning methodfor infrared optics. It consists of an objective part to generate the target image, a collimator to make the beam parallel, and adetector to analyze the image. We used a tungsten filament as the light source and MCT (Mercury Cadmium Telluride) to detectthe mid-infrared(wavelength 3-5 ㎛) image. We measured the MTF of a standard lens (f=5, material ZnSe) to test this instrumentand compared the result to the theoretical value calculated using the ZEMAX commercial software. It was found that thedifference was within ±0.035 at the cut-off frequency (50 1/mm). Also, we calculated the A-type measurement uncertainty tocheck the reliability of the measurement. The result showed only 0.002 at 20 1/mm in spatial frequency, which means very littlevariation in the MTF measurement under the same conditions.
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