칼코게나이드 유리 소재의 PGM 가공 렌즈를 사용한 저가의 적외선 광학계 설계와 제작
Design and Fabrication of Low Cost Infrared Optical System Using Precision Glass Molding Lens Made by Chalcogenide Glass
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초록
본 논문에서는 적외선 광학장비의 가격 경쟁력을 확보하고자 상대적으로 저렴한 비용으로 제작이 가능한 PGM(Precision Glass Molding) 가공 렌즈로 구성된, 비냉각형 검출기용 적외선 광학계를 설계 및 제작하였다. PGM 가공이 가능하도록 광학계의 모든렌즈에 칼코게나이드 유리(Chalcogenide Glass) 소재를 사용하였으며, 자체 비열화가 구현되도록 설계하였다. 또한 기존 가공법인 SPDT(Single Point Diamond Turning) 방법으로 제작된 렌즈로, 동일한 광학계를 구성하여 PGM 가공 렌즈의 성능 측정에사용하였다. 제작된 두 광학계의 변조전달함수(MTF) 측정 결과와 실제 영상의 촬영 결과를 비교하여 분석한 결과, 가공 방법에따른 렌즈의 성능 차이는 그리 크지 않음을 확인할 수 있었다. 따라서 향후 PGM 가공 렌즈의 사용이 증가하면, 적외선 광학장비의 가격 경쟁력이 향상될 것으로 기대된다.
Abstract
In this paper, for low cost infrared optical equipment, we design and fabricate an infrared optical system for an uncooled detector using PGM(Precision Glass Molding) lenses. The designed infrared optical system has a good athermalization, and the material of all of its lenses is a chalcogenide glass suitable for the PGM method. In addition, we also fabricate the same infrared optical system using SPDT(Single Point Diamond Turning) lenses in order to measure the optical performance of PGM lenses. We measure the MTF(Modulation Transfer Function) of the two infrared optical systems which use the PGM lenses and the SPDT lenses. And then we compare and analyze the images of them both. As a result, we find that they have only a very small difference in optical performance. If the use of PGM lenses increases, we expect to reduce the cost of infrared optical equipment.
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