소행성 지형 탐사용 라이다가 온도 범위 및 진공 환경 요구사항을 충족하도록 탐지 사각지대, 탐지 범위 제한, 조명 배열 및 픽셀 배열의 정밀 정렬 어려움 등 기술적 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 임무 요구사항을 바탕으로 반투명 거울, 다곡률 구면 렌즈 및 평판 유리를 기반으로 한 수신 광학 시스템을 제안한다. 80% 반사율을 가진 반투명 거울을 45°로 배치하여 송신 광학 시스템과 수신 광학 시스템의 공동 광축을 구현하였다. 다곡률 구면 렌즈의 서로 다른 구경 영역이 서로 다른 곡률 반경을 가지는 특성을 활용하여 탐지 사각지대를 방지하고 초광대역 탐지 범위를 달성하였다. 렌즈 재료 및 렌즈 간 간격 공차 최적화를 통해 광학 시스템의 열 감수성 및 왜곡과 초점 거리의 정밀 제어를 실현하였다. 시험 결과 수신 광학 시스템은 Ø1.91°의 시야각, 30~300m의 초광폭 작업 거리를 구현하였으며 0~40 ℃의 작업 온도 범위, 진공 및 대기압 두 가지 작업 환경에 적응 가능하여 소행성 지형 탐사용 라이다에 성공적으로 적용되었다.

라이다; 수신 광학 시스템; 광학 설계; 다곡률 구면 렌즈