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저자정보
송인웅 (연세대학교) 양호순 (한국표준과학연구원) 김학용 (한국표준과학연구원) 김성희 (한국항공우주연구원) 이회윤 (한국표준과학연구원) 김석환 (연세대학교)
저널정보
한국광학회 한국광학회지 한국광학회지 제29권 제4호
발행연도
2018.8
수록면
166 - 172 (7page)

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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.
#Space environment #Optical coating #Moisture expansion #Satellite optics #우주 환경 #광학 코팅 #습기 팽창 #위성광학계

목차

Ⅰ. 서론
Ⅱ. 시편을 이용한 형상변화 측정과 스트레스 도출
Ⅲ. 수치모사 해석
Ⅳ. 우주용 반사경 적용 결과
Ⅴ. 결론
References

참고문헌 (27)

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M. A. Norris / 1995 / Moisture expansion measurement and data analysis techniques for composite structures / Proc. 40th International SAMPE Symposium :1867~1879 google schola H. K. Pulker / 1972 / Correlation between film structure and sorption behaviour of vapour deposited ZnS, cryolite and MgF2 films / Thin Solid Films 9:57~66 Crossref H. A. Macleod / 1986 / Structure-related optical properties of thin films / J. Vac. Sci. Technol. A 4:418~422 google schola H. K. Pulker / 1979 / The origin of mechanical stress in vacuum-deposited $MgF_2$ and ZnS films / Thin Solid Films 59:65~76 Crossref K. Kinosita / 1969 / Porosity of $MgF_2$ films - evaluation based on changes in refractive index due to adsorption of vapors / J. Vac. Sci. Technol. 6:730~733 Crossref

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