컴퓨터 제작 홀로그램과 데오도라이트를 이용한 인공위성 카메라 주 반사경의 정점 좌표 측정
Measurement of Primary-mirror Vertex Coordinates for a Space Camera by Using a Computer-generated Hologram and a Theodolite
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초록
우주용 인공위성 카메라를 구성하는 반사경의 정렬은 광학계의 고분해능, 고성능을 얻기 위한 중요한 과정 중 하나이다. 반사경들의 상호정렬에는 큐브미러(cube mirror)가 대신 사용되기 때문에, 각 반사경과 해당 큐브미러 간의 상호위치관계 정보가 우선필요하다. 따라서 우주용 카메라 반사경들의 정렬을 위해 각 반사경의 정점과 해당 큐브미러의 상대 좌표값을 정확하게 측정해야하며, 본 논문에서는 컴퓨터 제작 홀로그램(computer-generated hologram, CGH)의 정렬용 세그먼트와 광섬유를 이용하는 새로운측정 시스템을 제안함으로써 우주용 카메라를 구성하는 반사경의 정점을 요구조건 이내로 측정할 수 있었다. 측정 시스템은 광학계 평가용 간섭계, CGH, 광섬유, 반사경으로 구성되어 있으며, 최종적으로 데오도라이트를 이용해 큐브미러를 기준으로 주 반사경의 정점에 위치한 광섬유 끝단의 3차원 상대 좌표값을 25 μm 이하의 정밀도로 측정할 수 있었다.
Abstract
Alignment of the mirrors composing a space telescope is an important process for obtaining high optical resolution andperformance of the camera system. The alignment of mirrors using cube mirrors requires a relative coordinate mapping betweenthe mirror and the cube mirror before optical-system integration. Therefore, to align the spacecraft camera mirrors, the relativecoordinates of the vertex of each mirror and the corresponding cube mirror must be accurately measured. This paper proposesa new method for finding the vertex position of a primary mirror, by using an optical fiber and alignment segments of acomputer-generated hologram (CGH). The measurement system is composed of an optical testing interferometer and a multimodeoptical fiber. We used two theodolites to measure the relative coordinates of the optical fiber located at the mirror vertex withrespect to the cube mirror, and achieved a measurement precision of better than 25 μm.
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