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우주용 광학계 개발을 위한 광학 시험 및 평가

이윤우,양호순 저

교문사 2025.09.26.

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책소개

현대 과학기술의 정수라 일컬어지는 광기술은 이제 단순한 영상 형성을 넘어, 우주의 극한과 미시 세계의 깊은 차원에 이르기까지 인류의 지적 탐구를 확장하는 도구가 되고 있다. 전통적인 카메라, 망원경, 현미경을 비롯하여 극자외선 노광기, 고해상도 위성 카메라, 초대형 망원경, 우주망원경 그리고 일상 속의 스마트폰 카메라에 이르기까지, 정밀 광학계는 과학과 산업 전반을 이끄는 보이지 않는 동력으로 자리매김해 왔다. 지난 40여 년간 한국표준과학연구원(KRISS)은 초정밀 광학 부품과 광학계 개발 그리고 측정 기술의 고도화에 매진해 왔다. 초정밀 렌즈와 거울의 가공, 고해상도 위성 카메라의 정렬 및 성능 평가에 이르기까지 수행된 수많은 연구개발 과제를 통해 축적된 경험과 통찰은 오늘날 한국 광기술의 저력으로 이어지고 있다. 이 책은 연구실과 산업 현장 간의 기술적 간극을 메우며, 초정밀 광기술의 표준적 기준점을 제시하는 것을 목적으로 한다. 광학계의 설계, 가공, 측정, 평가에 이르는 전 과정을 아우르되, 체계적이면서도 실용적인 지침을 제공하는 데 중점을 두었다. 오늘날 광기술은 비구면 및 자유곡면 설계, 인공지능 기반 수차 보정, 자동 정렬, 우주 환경 대응을 위한 경량화 및 열 안정화 기술 등을 중심으로 비약적으로 발전하고 있다. 이러한 변화는 단순한 성능 향상을 넘어, 고해상도 AI 영상 시스템, 고집적 반도체 제조 공정, 국방 및 우주 산업과 같은 전략적 분야의 새로운 기반을 마련하고 있다. 이에 따라 초정밀 가공과 측정 기술은 설계와 더불어 필수적인 요소로 자리 잡았으며, 통합적 이해와 응용이 그 어느 때보다 요구되는 시점에 이르렀다. 이 책은 이러한 시대적 요청에 부응하여 광기술의 이론적 기초로부터 응용 및 실제에 이르기까지를 총망라한다. 그 내용은 다음 여섯 장으로 구성되어 있다. · 제1장: 빛의 성질과 파면 개념, 광학 수차, 회절 한계 등 결상 광학의 기초 이론 · 제2장: 광학소재의 특성, 렌즈 가공 기술, 정렬 및 광학 공차 등 기초 제작 기술 · 제3장: 레이저 간섭계 및 위상이동 간섭법을 활용한 고정밀 파면 측정 기술 · 제4장: CGH 널 렌즈와 바느질 간섭계 등을 이용한 비구면 형상 측정 기술 · 제5장: 광학계 성능평가를 위한 광전달함수 이론과 측정 방법 · 제6장: 우주용 광학계의 설계, 제작, 측정, 환경 시험을 아우르는 전체 개발 절차 광학이란 궁극적으로 빛을 다루는 기술이다. 그러나 그 빛은 단순한 물리적 현상을 넘어, 인류가 세상을 관찰하고, 미래를 설계하며, 기술적 한계를 넘어설 수 있도록 인도한다. 앞으로의 광학계는 AI, 나노기술, 우주기술과의 융합을 통해 정밀성과 지능을 겸비한 새로운 패러다임을 열어갈 것이다. 이 책이 그 길을 준비하는 이들에게 하나의 이정표이자 실천의 출발점으로 자리하기를 진심으로 바란다.

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저자 소개 2

저이윤우

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한국표준과학연구원 1983년 부산대학교 물리학과를 졸업하고, KAIST 물리학과에서 석사 및 박사학위를 취득하였다. 1985년부터 한국표준과학연구원에서 40여 년간 초정밀 광학 부품 및 광학계 개발, 관련 측정표준 확립에 기여해 왔다. 국가 전문연구단장, 산업측정표준 본부장, 한국광학회 회장, 국가 핵융합 실무위원 등을 역임하였으며, 현재는 차세대 우주용 대구경 광학계 연구를 수행하고 있다.

저양호순

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한국표준과학연구원 1990년 연세대학교 물리학과를 졸업하고, KAIST 물리학과에서 석사학위를, 영국 University College London에서 박사학위를 취득하였다. 2003년부터 한국표준과학연구원에서 약 22년간 우주용 대형 거울의 가공 및 측정 업무를 담당해 왔으며, 현재는 SiC 소재를 활용한 우주용 거울 개발 관련 연구를 수행하고 있다.