차세대 대규모 다천체 분광 탐사용 광섬유 FRD·투과율 자동 측정 시스템 개발
Spec-S5와 광시야 분광망원경(WST) 등 차세대 분광 탐사 설비는 25,000개가 넘는 광섬유를 사용할 예정이지만, 이를 수작업으로 검사하기에는 시간이 지나치게 많이 걸린다. 연구진은 초점비 저하(FRD)와 상대 투과율을 측정하면서 입사각·파장·굽힘 반경·비틀림 각도·외부 하중 등 광학적·기계적 스트레스 조건을 체계적으로 변화시키고 조합할 수 있는 자동화 측정 플랫폼을 제시했다. 하드웨어 제어와 데이터 수집·분석을 자동화하는 소프트웨어 프레임워크를 갖춰 최소한의 개입으로 대규모 측정이 가능하다. 다중모드 광섬유를 이용한 검증 측정에서는 FRD가 입사각과 굽힘 반경에 의존하고 외부 압축 하중에는 상대적으로 둔감하며, 비틀림 각도에 대해 재현 가능한 주기적 의존성을 보인다는 결과가 나왔다. 또한 입사각 증가에 따른 상대 투과율 감소는 단순한 투영 면적 모형만으로는 설명되지 않는 것으로 나타났다.
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연구팀은 미세 거울 배열을 두 개의 불연속 각도로 전환해 다천체 분광용 슬릿 마스크를 만드는 DMD 기반 다천체 분광기(DMD-MOS)를 설계하고, 거울의 두 위치에 각각 대응하는 두 개의 광학 채널(천체 선정용 영상 채널과 분광 채널)을 구성했다. 이 방식으로 망원경 시야를 영상 채널로 촬영하는 동시에 선택한 천체의 빛만 특정 미세 거울을 작동시켜 분광 채널로 보낼 수 있다. 논문은 분광 분해능, 선퍼짐함수(LSF), 파장 범위, DMD면과 영상 채널면 간의 매핑 등 실험실 시험 결과를 제시하며, 매핑을 통해 제어 소프트웨어가 관측 대상에 맞춰 DMD를 즉시 설정할 수 있다.
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