적응광학 시스템의 파면 측정 알고리즘 개발 및 전산모사를 이용한 성능 검증

Abstract

샥-하트만 센서는 파면 측정 장치로써 다양한 분야에 널리 사용되고 있다. 특히, 적응광학은 주요 응용분야 중 하나이다. 적응광학 시스템은 실시간으로 동작해야 하므로, 고속 파면 측정은 필수적이다. 고속 파면 측정 시, 샥-하트만 센서의 이미지 검출기에 입사하는 광량이 작기 때문에 판독 잡음과 광자잡음과 같은 다양한 잡음에 큰 영향을 받게 된다. 따라서 잡음에 둔감하고 계산속도가 빠른 실시간 파면 측정을 위한 중심점 탐색 알고리즘이 필요하다. 본 연구에서는 다중 해상도 상관관계법이 제안되었다. 이 방법은 다중 해상도의 영상을 이용함으로써 고속 푸리에 변환을 이용한 상관관계법에 비해 계산속도를 크게 개선하였다. 또한 제안된 방법을 이용하였을 때, 샥-하트만 파면측정 센서의 측정 정확도는 기존의 상관관계법을 사용한 경우의 측정 정확도와 유사한 결과를 보이는 것을 전산모사를 통해 확인하였다. 적응광학 시스템의 성능은 파면 측정 성능에 크게 의존한다. 본 연구에서는 제안된 알고리즘이적용 된 적응광학 시스템의 성능을 평가하기 위해 대기 난류에 의한 파면 왜곡을 전산모사를 통해 표현하였다. 또한 적응광학 시스템의 각 구성요소에 대한 전산모사와 통합을 통해 적응광학 시스템의 전체 전산모사를 수행하였다. 적응광학 시스템의 전산모사를 통해 본 연구에서 제안한 다중 해상도 상관관계법을 이용한 적응광학 시스템의 성능 평가를 수행하였다.