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적응광학 시스템의 파면 측정 알고리즘 개발 및 전산모사를 이용한 성능 검증 = The development of new centroid finding algorithm for a SHWFS and performance verification using AO simulation
서명 / 저자 적응광학 시스템의 파면 측정 알고리즘 개발 및 전산모사를 이용한 성능 검증 = The development of new centroid finding algorithm for a SHWFS and performance verification using AO simulation / 유재은.
저자명 유재은 ; Yoo, Jae-Eun
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2008].
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초록정보

Shack-Hartmann sensor is widely employed as a wavefront measuring device in various applications. Especially, adaptive optics is one of the major applications. Since adaptive optics system (AO system) should be operated in real-time, high-speed wavefront measuring is essential. In high-speed operation, integration time of an image detector is very short. In this case, noises such as readout noise and photon noise greatly influence the accuracy of wavefront measuring. Therefore fast and noise-insensitive centroid finding algorithm is required for the real-time wavefront measuring. In this paper, the multi-resolution correlation method is proposed. By employing multi-resolution images, the method greatly reduces the computation time when compared to the fast Fourier transform (FFT) correlation method. Also, the accuracy of a Shack-Hartmann wavefront sensor using the proposed algorithm is proved to be comparable to that of the conventional correlation method. The verification is performed through the computational simulation. The performance of AO system is largely dependent upon the accuracy of a wavefront measuring. In this paper, turbulence-induced wavefront aberration is generated from the numerical simulation and the simulation of AO system is realized. The performance of AO system using the multi-resolution correlation method is investigated by numerical simulation of AO system.

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.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {MME 08025
형태사항 vii, 86 p. : 삽도 ; 26 cm
언어 한국어
일반주기 저자명의 영문표기 : Jae-Eun Yoo
지도교수의 영문표기 : Sung-Kie Youn
지도교수의 한글표기 : 윤성기
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 기계공학전공,
서지주기 참고문헌 : p. 83-86
주제 Adaptive optics;Shack-Hartmann sensor;Centroid finding;Correlation;Numerical simulation
적응광학;샥-하트만 센서;중심점 탐색;상관관계;전산모사
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