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레이저(Laser)의 위험단계와 안정성 # 레이저가 위험한 이유 어렸을 때, 레이저 장난감은 쉽게 접할 수 있었다. 학교에서 선생님들이 설명하는 용도로 사용하는 작은 레이저도 일상에서 쉽게 볼 수 있다. 보통 어릴 때는 위험성을 자각하지 못하고 친구한테 레이저를 쏘는 행동을 한다. 이는 매우 위험한 행동이다. 왜 위험한지 다음의 그림을 살펴보자. 레이저가 다른 광원에 비해 위험한 이유는 intensity에 있다. 100W로 똑같은 전력의 백열전등과 레이저를 비교하였을 때, 위 그림과 같이 1m의 같은 거리에서 안구에 노출되는 빛의 intensity가 다르다. 동일한 조건의 상황과 안구에서 irradiation의 intetnsity는 약 2.1x\(10^{9}\)이다. 즉 생체에 레이저를 조사할 경우 위험한 정도가 훨씬 높다. 만약 power가..
수차의 3차 이론_3rd order theory of aberration ▷Third order theory of aberration◁ 이번 글은 Ray tracing formula를 알고 있다는 전제하에 살펴보도록 하겠다. 혹시 Ray tracing formula를 모른다고 하면 다음 글을 먼저 보고 오도록 하자. ↓↓ 2020/06/10 - [꿀나리의 광학 이야기 ★] - Ray tracing formula_실제 시스템에서 광선 추적 공식 구하기 Ray tracing formula_실제 시스템에서 광선 추적 공식 구하기 ▷Ray tracing formula◁ 이전에 꿀나리 블로그에 올린 광학 관련 글을 보면, 근축광선(Paraxial ray)을 적용했었다. 근축광선을 적용하면 이미지의 위치와 크기를 비교적 간단한 방법으로 계산이 가능했 kkulnari.tistory.com..
라이다(LIDAR)는 무엇일까?_라이다의 기술동향 4차 산업혁명에 관심 없는 사람도 자율주행 자동차는 많이 들어봤을 것이다. 자율주행 자동차의 원리 중 하나가 빛을 detection 하는 데에 있다. 이번 글은 자동차가 핵심은 아니고, 빛을 detection 하는 라이다(LIDAR)에 대한 내용이 주제가 된다. 자율주행 자동차를 통해 LIDAR를 처음 들어본 사람들은, LIDAR 기술이 일반적으로 자동차에서 사용됐다고 체감할 수도 있다. 하지만 LIDAR기술은 나사에서 주로 사용하는 기술이며, 미세먼지 측정 등 에 활용되어왔다. 라이다가 무엇인지 이번 글을 통해서 살펴보자. *LIDAR의 명칭 LIDAR는 Light Detection and Ranging의 약자로써 빛을 활용하여 물체를 탐지하는 장치이다. 또한, LIDAR는 Radar와 light을 혼..
LED 특성을 나타내는 기본 용어 정리 ▷LED 특성을 나타내는 9가지 용어◁ 1. 광속 (Luminous Flux, \(\phi\)), 단위 : [lm] 루멘(lumen) 광원으로부터 나오는 모든 빛(가시광)의 총량을 광속이라고 하며, 광원에서 나오는 빛 에너지를 눈이 느끼는 세기에 따라 표시한 것이다. (적외선과 자외선은 광원으로부터 방사되는 에너지에 해당하지만, 눈에 보이지 않으므로 빛 에너지에는 포함되지 않는다.) 수식을 나타낼 때 주로 F 또는 방사 속을 나타내는 \(\phi\) 기호를 사용한다. 2. 광도 (luminous intensity, I), 단위 : [cd] 칸델라(candela) 빛의 강도를 말하며 광원으로부터 어떤 방향으로 얼마만큼의 광량이 방출되는지를 나타낸며 임의의 방향에 대한 발산 광속의 입체각 밀도를 포함한다. ..
Ray tracing and paraxial ray formula_두번째 이야기_공식모음 ▷두 번째 Ray tracing formula◁ 이전 글에서 아래의 Ray tracing formula의 6가지 방정식을 소개한 적이 있다. 실제 시스템에서 광선의 경로를 계산하기 위해 사용되는 대표적인 계산법이라고 볼 수 있겠다. 렌즈의 반경, 높이, 크기 등 알고 있는 값을 활용하여 다음 공식의 값을 계산함으로써 Image distance를 찾을 수 있게 된다. (1). \(sin\phi=\frac {r+s}{r} sin\theta\) (2). \(sin\phi'=\frac {n}{n'} sin\phi\) (3). \(\theta'=\phi'+\theta-\phi\) (4). \(s'=r-r\frac {sin\phi'}{sin\theta'}\) (5). \(sin\phi=\frac {h}{r}\) (..
Ray tracing formula_실제 시스템에서 광선 추적 공식 구하기 ▷Ray tracing formula◁ 이전에 꿀나리 블로그에 올린 광학 관련 글을 보면, 근축광선(Paraxial ray)을 적용했었다. 근축광선을 적용하면 이미지의 위치와 크기를 비교적 간단한 방법으로 계산이 가능했기 때문이다. 하지만 실제 시스템에서는 대부분의 렌즈 aperture가 너무 커서 근축광선은 아주 작은 부분만을 구성하게 된다. 이번 글은 근축이 아닌 광선, Oblique ray를 통해 Ray tracing formula를 유도하는 것이 목적이다. 위 그림을 살펴보기 전에 각도의 표시법을 확인하도록 하자. -각도의 표시법(Signs of the angles)- 먼저, 경사각(Slope angle)은 축에서 \(\frac {\pi}{2}\) 보다 작은 각도를 통해 반시계 방향으로 회전할 때..
비네팅 현상은 왜 나타날까?_Vignetting In Optics ▷비네팅과 기하광학◁ - 비네팅 현상은 왜 나타날까? - 이번 글은 비네팅(Vignetting) 현상에 대하여 알아보는 내용이다. 비네팅(Vignetting)은 렌즈 주변부의 광량 저하로, 사진의 외곽 부분이 어둡게 나오는 현상이다. 티스토리 블로그 이미지 편집 기능에도 비네팅 효과 기능이 있다. 꿀나리 블로그 메인사진을 티스토리 편집 기능으로 비네팅 100의 효과를 줘봤다. ( 제주도 놀러 갔을 때 호텔 테라스에서 찍은 사진이다. ) 왼쪽이 비네팅 전, 오른쪽이 비네팅 후 사진이다. 한눈에 봐도 사진의 외곽부가 어둡게 나온다는 것을 알 수 있다. 비네팅 현상은 의도하지 않은 상황에서 발생할 수도 있고, 위 사진처럼 분위기를 연출하기 위해 의도적으로 만들 수 있다. 이번 글은 비네팅 현상이 발생하게 되는..
거울의 구면수차_Mangin and Paraboloidal mirror ▷거울의 구면수차◁ -Spherical aberration In Optics- 이번 글에서는 거울의 구면수차가 무엇인지와 구면수차 보정을 위한 방법 중에서 Mangin mirror, Paraboloidal mirror에 대하여 알아보고자 한다. 이전에 거울의 공식(Mirror formula)을 다루면서, concave mirror의 특성을 알아보았었다. 위 그림이 기존에 다루었던 수차를 고려하지 않은 상태의 concave mirror모습이다. 평행하게 입사하는 광선이 거울의 표면에서 반사된 후, 광축과 만나는 점이 초점이었다. 그렇다면, 위 그림에서 구면수차를 고려하게 되면 어떻게 될까? 바로 이 그림이, 구면수차 현상이 나타난 거울이다. 렌즈의 구면수차에서,..