표준연, 대형 적외선 카메라 평가장치 개발
거대마젤란망원경 사업 활용 계획

<사진=한국표준과학연구원>
<사진=한국표준과학연구원>
대형 적외선 카메라의 정확한 성능 평가를 할 수 있는 장치가 국내 연구진에 의해 개발됐다. 미국, 러시아에 이어 세계 3번째로 국산화에 성공했다. 한국표준과학연구원(원장 김명수) 우주광학센터(센터장 이윤우) 양호순 박사팀은 국내 연구기관과 산업체와 함께 대형 적외선 카메라 성능평가장치를 개발했다고 12일 밝혔다.

이번에 개발된 성능평가장치는 직경 최대 800mm 적외선 광학계가 온도를 0.01도 이하로 분해할 수 있는지 여부를 평가할 수 있다.

▲양호순 우주광학센터 박사. ⓒ2009 HelloDD.com
평가장치는 온도조절이 가능한 물체부와 물체부에서 나오는 적외선을 평행광으로 만들어 마치 물체가 아주 먼 곳에 있는 것과 같은 효과를 내주는 '직경 1 m 시준장치'와 전체 시스템을 운영하고 측정결과를 분석하는 소프트웨어로 구성됐다.

시준장치로는 완전한 평행광을 만드는 비축포물면을 주로 사용한다. 특히 직경 수백 mm에 이르는 대형 반사경을 사용하는 적외선 카메라 성능을 평가하기 위해서는 평가하고자 하는 적외선 카메라 보다 더 크고 성능이 뛰어난 시준장치가 필수적이다.

대형 시준장치는 군사용으로 사용이 가능하기 때문에 선진국에서 수출을 제한하고 있다. 양 박사팀은 특허 출원된 비축포물면 가공시스템을 이용해 직경 1 m 비축포물면을 형상오차 30 nm(나노미터) 이하로 제작했다. 이 시스템을 사용하면 기존의 방법보다 재료 손실이 적고 가공시간을 최대 75% 이상 단축할 수 있다.

성능측정용 소프트웨어는 검출기에 들어오는 영상을 분석해 적외선 카메라의 성능을 평가하는 역할을 한다. 평가 항목으로는 최소온도분해능, 잡음등가온도, 신호대 잡음비, 시야각, 초점거리 등으로 적외선 카메라와 관련한 거의 모든 성능을 평가할 수 있다. 특히 이번에 특허를 출원한 비축포물면 가공 시스템은 직경이 1 m 보다도 큰 비구면 거울 제작에도 이용할 수 있다.

연구팀은 가공 시스템을 확대해 거대마젤란망원경(GMT :Giant Magellan Telescope) 사업에 활용할 계획이다. 표준연은 한국천문연구원과 함께 직경 1.1 m 비축비구면 7장을 제작해 이 사업에 참여할 계획이다.

양호순 박사는 "대형 적외선 카메라 성능평가장치를 국산화함에 따라 관련 장비에 대한 수입대체 효과는 물론 해외로 수출도 가능하다"며 "개발한 장비의 일부 기능은 가시광 카메라에서도 이용 가능하기 때문에 국내에서 개발하는 고해상도 위성용 카메라의 성능평가에도 활용할 수 있을 것"이라고 말했다.

▲전문용어 설명
-비구면 : 평면, 구면이 아닌 모든 면을 비구면이라고 하는데 들어오는 빛을 한점에 맺혀주는 능력이 탁월해 영상의 질을 높여주기 때문에 최근 우주용 카메라, 천체망원경 및 디지털 카메라등 영상장치에 많이 사용됨.

- 비축포물면 : 포물면은 비구면의 일종으로 비축의 의미는 형상이 중심대칭이 아니라는 의미임. 큰 포물면에서 중심을 포함하지 않는 일부분을 잘라내면 비축포물면이 됨. 주로 구경이 가려지지 않는 완전한 평행광을 만드는데 사용됨.
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