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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김학용
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 과학기술연합대학원대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수3
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본 논문에서는 37개의 채널을 갖는 적응광학계용 SiC 변형거울 개발에 관한 내용을 다룬다. 이 SiC 변형거울은 추후 개발 예정인 일체형 냉각수로를 갖는 냉각형 SiC 변형거울의 시제품으로써, 고출력 레이저를 이용하는 적응광학계에 적용될 것이다. 이러한 고출력 레이저용 변형거울은 거울면의 불완전한 반사 코팅 때문에 흡수된 에너지가 거울면을 왜곡시켜 전체 시스템의 성능을 저하시키는 심각한 열 변형 문제를 가지고 있다. 따라서 고출력 레이저용 변형거울은 열 변형을 최소화 시킬 수 있는 냉각시스템이 필수적이고 거울면 재질의 선택 또한 매우 중요하다.
우리가 제작한 SiC 변형거울은 두께 2 ㎜, 직경 100 ㎜의 SiC 거울면 뒤에 37개의 적층된 형태의 압전소자 구동기가 사각형의 격자무늬 형태로 부착되어있다. 유리재질의 거울면을 갖는 일반적인 변형거울과 달리, SiC는 높은 열 확산률을 가지고 있어 열에 의한 왜곡을 최소화 시킬 수 있다. 또한 내부에 일체형 냉각수로를 만들기 위해 두꺼운 거울면을 갖는다. 이 두꺼운 SiC 거울면은 높은 굽힘 강성을 가지고 있지만 구동기와 거울면 사이에 플렉셔 구조를 추가하여 접착제 부분의 전단응력은 줄이고 광학적 성능은 유지하였다.
이러한 SiC 변형거울의 특성을 파악하기 위해, 유한요소해석법을 통해 영향함수를 전산모사 하였고, 간섭계로 측정한 결과와 비교하였다. 또한 측정된 영향함수들을 이용하여 제르니케 다항식의 여러 파면을 복원하고, 임의로 왜곡된 파면을 잔여오차 RMS 30 ㎚ 이하로 보상함으로써, SiC 변형거울의 광학적 성능을 확인하였다.
우리가 제작한 SiC 변형거울은 두께 2 ㎜, 직경 100 ㎜의 SiC 거울면 뒤에 37개의 적층된 형태의 압전소자 구동기가 사각형의 격자무늬 형태로 부착되어있다. 유리재질의 거울면을 갖는 일반적인 변형거울과 달리, SiC는 높은 열 확산률을 가지고 있어 열에 의한 왜곡을 최소화 시킬 수 있다. 또한 내부에 일체형 냉각수로를 만들기 위해 두꺼운 거울면을 갖는다. 이 두꺼운 SiC 거울면은 높은 굽힘 강성을 가지고 있지만 구동기와 거울면 사이에 플렉셔 구조를 추가하여 접착제 부분의 전단응력은 줄이고 광학적 성능은 유지하였다.
이러한 SiC 변형거울의 특성을 파악하기 위해, 유한요소해석법을 통해 영향함수를 전산모사 하였고, 간섭계로 측정한 결과와 비교하였다. 또한 측정된 영향함수들을 이용하여 제르니케 다항식의 여러 파면을 복원하고, 임의로 왜곡된 파면을 잔여오차 RMS 30 ㎚ 이하로 보상함으로써, SiC 변형거울의 광학적 성능을 확인하였다.
목차
Ⅰ. 서 론 ····················· 1Ⅱ. SiC 변형거울의 설계 및 제작 ·········· 61. 거울면 재질의 선택 ············· 62. 구동기의 선택 ················ 83. SiC 변형거울의 제작 ············· 134. 플렉셔 유무에 따른 접착제에 의한 응력비교 ·· 16Ⅲ. SiC 변형거울의 전산모사 및 실험결과 ······ 191. 유한요소해석을 통한 영향함수 전산모사 ···· 192. 간섭계를 이용한 영향함수 측정 ········ 213. 파면 복원 실험 ··············· 254. SiC 변형거울을 이용한 파면 보상 실험 ···· 305. SiC 변형거울의 주파수 응답 측정 ······· 33Ⅳ. 결 론······················ 36참고문헌 ···················· 38
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