Zemax를 이용한 다채널 Fabry-Perot 분광계의 설계 및 분석

Abstract

본 연구에서는 KSTAR 토카막 진단을 위한 다채널 페브리 페로 간섭계를 설계한다. 기존에 있는 분광계와 간섭계보다 스펙트럼 해상도를 증가시키고 단가를 낮추는게 연구의 목적이다. 색수차와 구면수차를 줄이는 렌즈는 주문 제작을 통해 제작이 되는데 이 연구에서는 주문 제작 렌즈가 아닌 Newport사의 PAC088 F/3.8 색지움 렌즈를 사용함으로써 주문 제작 렌즈보다 값싸게 설계할 수 있었다. PAC088 렌즈 역할은 에탈론에 입사하는 광선이 평행광으로 되게 만들어 주는 역할이다. 그리고 광학 설계 Zemax 프로그램을 통해 실제적인 렌즈와 가깝게 분석 할 수 있었다. 설계한 광학계는 파장 분해능 0.0037 mm에 달하며 이상적인 분해능 0.0035 mm에 미치지 못하지만 준수한 편이다. 그리고 상면(Z) 이동에 따라 데이터가 달라지는 것을 발견했다. 간섭계는 일반 광학계와 다르게 상이 찌그러짐에 따라 간섭데이터 peak값이 높게 나오는 것을 확인 할 수 있었다.