• 한국광학회지
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• 제20권6호
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• pp.311-318
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• 2009

본 논문에서는, 2가지 종류의 광학보정소자에 의해 고차의 구면수차와 상면만곡이 보정된, 서브마이크론 (1.0 ${\mu}m$이하)의 광학 분해능을 갖는 매력적인 실시간 in-vivo 내시현미경을 소개한다. 덧붙여 소개된 내시현미경은 대물렌즈부의 직경이 1 mm인 GRIN (Gradient Index) 렌즈로 구성되어 있기 때문에 최소 침습적인 장점도 갖고 있다.

• Current Optics and Photonics
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• 제4권4호
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• pp.330-335
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• 2020

We have investigated optimization of the working distance (WD) for a highly miniaturized imaging probe for endoscopic optical coherence tomography (OCT). The WD is the axial distance from the distal end of the imaging probe to its beam focus, which is demanded for dimensional margins of protective structures, operational safety, or full utilization of the axial imaging range of OCT. With an objective lens smaller than a few hundred micrometers in diameter, a micro-optic imaging probe naturally exhibits a very short WD due to the down-scaled optical structure. For a maximized WD careful design is required with the optical aperture of the objective lens optimally filled by the incident beam. The diffraction-involved effect was taken into account in our analysis of the apertured beam. In this study, we developed a simple design formula on the maximum achievable WD based on our diffraction simulation. It was found that the maximum WD is proportional to the aperture size squared. In experiment, we designed and fabricated very compact OCT probes with long WDs. Our 165-㎛-thick fiber-optic probes provided WDs of 3 mm or longer w ith reasonable OCT imaging performance.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제14권4호
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• pp.431-437
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• 2010

A stack of gradient-index (GRIN) rod lenses cannot be used for coherent anti-Stokes Raman scattering (CARS) microendoscopy for insertion to internal organs through a surgical keyhole with minimal invasiveness. That's because GRIN lens has large amount of inherent chromatic aberrations in spite of absolutely requiring a common focus for pump and Stokes beam with each frequency of ${\omega}_p$ and ${\omega}_S$. For this endoscopic purpose, we need to develop a long slender probe-type objective, namely probe-type microscope objective (PMO). In this paper, we introduce the structure, the working principle, and the design techniques of PMO which is composed of a probe-type lens module (PLM) and an adaptor lens module (ALM). PLM is first designed for a long slender type and ALM is successively designed by using several design parameters from PLM for eliminating optical discords between scanning unit and PLM. A combined module is optimized again to eliminate some coupling disparities between PLM and ALM for the best PMO. As a result, we can obtain a long slender PMO with perfectly diffraction-limited performance for pump beam of 817 nm and Stokes beam of 1064 nm.

• 한국광학회지
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• 제19권2호
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• pp.87-94
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• 2008

공초점 내시 현미경의 경우 살아있는(in vivo) 동물체들의 뇌 속에서의 암세포나 특정 세포를 분석할 수 있으며, 비 침습적으로 얻을 수 있는 기술과 동시에 실시간으로 암을 검출할 수 있는 장점이 있다. 공초점 내시 현미경의 경우 최소 직경과 고 분해능을 요하게 된다. 본 논문은 최소 직경을 가지는 GRIN 렌즈와 유동적으로 움직일 수 있는 광섬유 다발을 연결시킴으로써 보다 측정에 용이하도록 하였다. 직경이 1 mm이고 수치구경이 0.5이며 pitch가 0.25인 GRIN렌즈를 사용하였으며, 광섬유 다발은 30,000개의 코어로 구성된 유동적인 광섬유 다발을 사용하였다. 본 논문은 GRIN 렌즈에 의해서 발생되었던 구면수차는 광학보상자를 이용하여 보정하였다. 그 결과 설계되어진 공초점 내시 현미경 대물렌즈의 경우 종 분해능은 $1.63\;{\mu}m$이고 축상물점과 비축물점에서의 에너지 분포가 100%일 때 각각의 spot size는 축상물점에서 $0.3\;{\mu}m$ 비축물점에서 $0.83\;{\mu}m$의 결과를 얻었으며 보다 값싸고 제작에 용이한 양산 비구면 렌즈로 대체 구현된 결과에서는 종 분해능이 $1.74\;{\mu}m$이고, 축상 물점에 대한 spot size는 $1.1\;{\mu}m$이고 비축물점에서는 spot size가 $2.94\;{\mu}m$로 설계되었다.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제29권2호
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• pp.249-254
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• 2000

Objective : As a minimally invasive strategy, endoscopic technique was introduced for removal of the traumatic intracerebral hematoma. Material and Method : A 54-year-old man with three-day history of seizure and progressive mental deterioration after traffic accident was presented. Computerized Tomography(CT) of the brain showed a huge intracerebral hematoma on the right frontal lobe and ventricle. The operation was performed via right frontal superolateral keyhole with 2cm eyebrow skin incision. Using 0-degree and 30-degree angled lens 4mm rigid endoscopes, nearly all of the hematoma was evacuated under the direct endoscopic visualization and a ventricular catheter was exactly placed into the frontal horn of the right lateral ventricle at the end of procedure. Results : The seizure was discontinued and neurological status had been improved during postoperative periods. Postoperative CT demonstrated that most of the hematoma was removed and the ventricular drainge tube was exactly placed in the right foramen of Monro. Conclusion : With endoscopic technique, the authors successfully evacuated traumatic intracerebral hematoma and exactly placed the ventricular drainage catheter under direct visualization. This technique may be considered as an another option for removal of traumatic intracerebral hematoma.

• 한국광학회지
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• 제33권6호
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• pp.295-302
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• 2022

FHD급 고해상도 연성 내시경을 설계하기 위한 wedge prism 적용 방법을 연구하였다. 기존의 연성 내시경 광학계의 경우, 넓은 피사계 심도 범위에서 동일한 결상 성능을 얻기 위해 F 넘버를 크게 가져가거나 액체 렌즈를 적용하였다. 하지만 이는 추가적인 light guide와 기구물을 필요로 하여 광학계의 직경이 커진다는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해, 연성 내시경 광학계에 2매의 wedge prism을 적용하여 각 물체거리별로 상거리를 조절하였다. 먼저 설계한 내시경 광학계에 2매의 wedge prism을 대칭으로 배치하고, 각 물체거리별로 목표 결상 성능을 만족하는 상거리 값을 도출하였다. 그 다음, 상거리를 조절하기 위한 wedge prism 디센터 값을 도출하였다. 이 두 가지 데이터를 조합하여, 각 물체거리에서 목표 결상 성능을 만족하는 wedge prism 디센터 값을 다중구성으로 적용하였다. Wedge prism을 적용한 최적 설계 결과, 100 mm-7 mm의 전체 피사계 심도 범위에서, 분해능 178 cycles/mm에 대한 변조전달함수 20% 이상의 목표 결상 성능을 만족하였다.