• 제목/요약/키워드: 광학계 측정법

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광산란 거친표면의 고정밀 삼차원 형상 측정을 위한 점회절 간섭계 (Point-diffraction interferometer for 3-D profile measurement of light scattering rough surfaces)

  • 김병창;이호재;김승우
    • 한국광학회지
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    • 제14권5호
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    • pp.504-508
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    • 2003
  • 최근 전자산업계에 새롭게 널리 생산되는 마이크로 전자부품들은 왜곡이 최소화된 정밀한 외관 형상을 갖도록 제조되고 관리되지만, 측정 대상의 표면이 가시광 영역에서 광산란되는 특징을 가짐으로 인해, 기존의 피죠나 마이켈슨 형태의 비교간섭법으로는 고정밀의 삼차원 형상측정이 용이하지 아니하였다. 본 논문에서는 광섬유를 이용한 새로운 개념의 점회절 간섭계를 제안하고, 이를 광산란 거친표면의 대표적인 제품인 칩패키지와 실리콘 웨이퍼의 삼차원 형상 측정에 적용하였다. 측정결과 66 mm 측정영역에서 측정 형상오차 PV(peak-to-valley value) 5.6 $\mu\textrm{m}$, 분산값($\sigma$) 1.5 $\mu\textrm{m}$를 획득함으로써 기존의 비교 간섭 측정법에 비해 더욱 향상된 측정 정밀도를 획득하였다.

위상변이법과 디지탈 영상처리를 이용한 홀로그래피 간섭무늬의 정량적 해석 (Quantitative Interpretation of Holographic Fringe by Using Phase Shifting Method and Digital Image Processing)

  • 고영욱;권영하;강대임;박승옥
    • 대한기계학회논문집
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    • 제16권9호
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    • pp.1728-1735
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    • 1992
  • 본 연구에서는 실시간 홀로그래피 간섭계(real time holographic interfero- metry ststem)를 구성하고 위상변이법과 디지탈 영상처리를 이용하여 물체 변형을 실 시간으로 자동 측정이 가능하도록 하였다. 한편 광학계 구성과 대상물체의 상태에 따른 오차 요인을 해석하기 위해서 외팔보를 대상물체로 하여 측정된 변형값과 이론값 을 비교하였다. 응용예로써는 터빈 블레이드(turbine blade)에 굽힘력이 가해질때 나타나는 미소변형을 측정하였다.

레이저트래커(Laser Tracker)를 이용한 대형 광학 거울의 형상 측정 (Measurement of Large Mirror Surface using a Laser Tracker)

  • 조은하;양호순;이윤우
    • 한국광학회지
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    • 제24권6호
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    • pp.331-337
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    • 2013
  • 대형 광학 거울은 연삭, 연마, 최종연마의 단계를 거쳐 가공된다. 이 가운데 가장 진행이 빠르고 가공량이 많은 연삭 단계에서 정밀하고 신속한 측정이 가능하다면 가공 공정의 효율성을 높일 수 있다. 그런데 연삭 단계의 광학면은 거칠고 광택이 없기 때문에 빛을 이용한 측정이 매우 어렵다. 따라서 간섭계를 사용할 수 없으며 기계적인 방법을 이용하여 면을 측정해야 한다. 레이저트래커는 이동이 가능한 3차원 좌표 측정기로, 이를 이용한 측정 방법이나 데이터 분석을 연구하면 연삭 단계의 광학 거울을 정밀하게 측정할 수 있다. 본 논문에서는 레이저트래커를 이용하여 직경 1 m의 구면 거울의 형상오차를 측정하고, 이 측정 결과를 간섭계로 측정한 것과 비교하였다. 레이저트래커를 이용한 측정법은 형상오차 rms $0.2{\mu}m$, PV $2.7{\mu}m$의 측정 결과를 얻는 것으로 파악되어 연삭 단계 광학면의 정밀한 측정이 가능할 것으로 보인다.

두 파장 백색광 간섭계를 이용한 금속물질의 단차 측정 (Self-compensation of the phase change upon reflection in two-wavelength white light interferometry for step height measurement)

  • 김승우
    • 한국광학회지
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    • 제11권5호
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    • pp.317-322
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    • 2000
  • 본 논문에서는 두 파장 백색광 간섭법을 이용하여 금속물질을 단차 측정 시 발생하는 오차를 최소화하는 새로운 자가 보정법을 제안한다. 금속 물질의 파장에 대한 위상 변화율은 백색광 간섭무늬의 가시도 정점에 오차로 작용하는데, 자가 보정법은 위상 변화율을 일차 직선으로 가정하고 이를 추출하여 단차 값에 보상한다. 본 자가 보정법은 두 파장 백색광 간섭무늬가 갖는 두 개의 위상 정점과 한 개의 가시도 정점으로부터 위상 변화율 오차를 추출하므로, 별도의 실험이 필요하지 않다. 실험을 통하여 두 개의 금속 물질로 이루어진 단차를 $\pm2nm$ 이내의 오차로 측정함을 보인다.

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삼차원 좌표 측정을 위한 부피 간섭계의 오차분석 및 성능평가 (Error analysis and performance test of the volumetric interferometer for three dimensional coordinate measurements)

  • 이혁교;주지영;김승우
    • 한국광학회지
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    • 제13권6호
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    • pp.521-529
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    • 2002
  • 본 연구에서는 삼차원 공간상에서 절대 좌표를 측정하기 위한 부피 간섭계의 오차원인을 분석하고 각 오차원인이 최종 결과에 미치는 영향을 계산했다. 계산결과 광검출기 배열의 비선형성, 압전소자의 비선형성, 광섬유 내부의 온도변화 둥이 오차의 주요 원인임을 알 수 있다. 제안된 간섭계의 성능을 실험적으로 검증하기 위해 분해능 측정 및 이차원 광학식 스케일과의 비교를 수행했다. 또한 간섭계의 성능을 좀 더 엄밀하게 검증하기 위해 자가보정법을 적용해서 공간상에서 간섭계가 갖는 계통오차를 추출했으며 60mm$\times$60mm$\times$20mm공간에서 최대오차 1 $\mu\textrm{m}$ 이하를 얻었다.

위상이동법을 이용한 3차원 형상측정법의 연구 (3-D Profilometry by Phase Shifting Profilometry)

  • 오동석;남기봉
    • 한국광학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.191-197
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    • 1994
  • 본 연구에서는 물체의 형상을 측정하기 위하여 사용할 수 있는 여러 가지 방법중 위상이동법을 이용하여 주어진 물체의 형상을 재구성하였다. 투영하는 직선형 무늬는 Twyman-Green 간섭계를 이용하여 발생시켰고 PZT를 이용하여 이들 무늬를 공간적으로 이동시켰다. Hariharan의 위상복구 알고리즘을 사용하여 시료에 투영된 간섭무늬 영상을 해석하여 주어진 시료의 형상을 보정 상수의 범위이내로 재현할 수 있음을 보였다. 그러나 레이저광의 높은 가간섭성에 의한 여러잡음 성분들에 의한 부작용이 관찰되었으며, 정확한 보정의 문제도 주목되었다.

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진동 원편광 이색성 분광기를 사용한 키랄 에폭사이드의 광학순도 분석 (Determination of Enantiopurity of Chiral Epoxides by Vibrational Circular Dichroism Spectroscopy)

  • 이주현;이충영;김건중
    • 공업화학
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    • 제23권6호
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    • pp.577-582
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    • 2012
  • 진동 원편광 이색성(VCD; Vibrational Circular Dichroism) 분석기기를 사용한 키랄 유도체의 광학순도 분석을 수행하였다. 이 분석법을 통하여 광학이성체의 절대배위와 2% 이내의 오차 범위 내에서 %EE 값을 용이하게 측정할 수 있었다. 또한 VCD분석을 연속순환방식으로 시간 변화와 함께 수행하여 키랄화합물의 %EE 값을 측정하였다. ECH와 글리시돌 두 키랄 성분이 섞인 2성분 계에서 특별한 분리조작 없이 각 성분에 대한 농도 및 %EE 변화를 동시에 모니터링하는 것이 가능하였다. 본 연구에서 응용한 VCD 분석법은 반응 중의 반응 속도 등을 연속적으로 측정하는데 유용한 기법이며, 서로 다른 키랄 화합물이 혼합되어 있는 경우에 각각의 광학순도를 시간 변화와 함께 비파괴법으로 측정하기에 편리한 방법임을 확인하였다.

레이저 스폿의 칼날주사 방법에 의한 복사계 개구 면적의 정밀측정 (Precision measurements of radiometric aperture area by laser spot scanning along the edge of the aperture)

  • 강창호;김석원;박승남
    • 한국광학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.258-262
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    • 2004
  • 검출기의 분광감응도 표준으로부터 출발하여 SI 기본 단위의 하나인 칸델라(candela)눈금의 불확도는 복사계 개구의 면적 측정 불확도에 의해서 제한을 받는다. 칸델라 눈금을 새로 실현하기 위하여 다이아몬드 선삭가공기를 사용하여 개구의 가장자리가 칼날과 같도록 가공하였다. 이 개구를 디지털 되먹임 알고리듬을 채용한 x-y 이송대에 설치한 후, 출력이 안정화된 레이저 광선을 빔 허리가 5 $\mu\textrm{m}$ 이하가 되도록 집속시키고, 이송대를 이동하면서 개구의 가장자리 좌표를 칼날주사 방법으로 검출하였다. 이 좌표들을 지나는 최적의 타원을 최소 제곱법으로 결정하여 개구의 면적으로 구하였다. 측정 불확도를 분석한 결과 제작한 장치의 면적 측정의 상대 측정 표준 불확도(k=1)는 8${\times}$$10^{-5}$이다.

Arrayed-Waveguide Grating의 경로 오차 측정을 위한 저 간섭 광원 간섭계 (Low Coherence Interferometer for Measurement of Path Length Errors in Arrayed-Waveguide Grating)

  • 송영기;허남춘;정영철
    • 한국광학회지
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    • 제15권6호
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    • pp.539-546
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    • 2004
  • 고밀도 AWG (Arrayed-Waveguide Grating)의 광 경로차 에러를 정확히 측정하기 위하여 개선된 형태의 저간섭 광원 간섭계를 구성하였고, 새로운 해석방법을 제시하였다. 소프트웨어적인 방법을 이용하여 하드웨어면에서 실험장치를 간략화할 수 있었다. 또한 인접 간섭신호들 사이의 실제 피크 위치 차이를 보간법을 이용하여 정확히 측정할 수 있다. 특정 AWG의 위상 에러를 측정하였고, 이 에러를 가정하여 계산한 파장 투과 특성이 실제 AWG의 파장투과 특성과 유사함을 보임으로써, 제시한 측정 장치의 정확성을 입증하였다.

광학식 비중계 제작에 관한 연구 (Study on the Construction of Optical Hydrometer)

  • 황의진;이진욱;김명수
    • 대한화학회지
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    • 제36권3호
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    • pp.442-445
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    • 1992
  • 용액의 굴절율이 비중에 따라 달라지는 현상을 이용하여 광학식 비중계를 제작하였다. 이 비중계는 비중에 따른 빛의 반사량을 전기신호로 출력하므로 용액의 비중 변화를 계속 관찰하거나, 용액의 비중을 자동으로 조절하고자 할 때 유용하다. 빛의 매개체로 U자형 유리봉을 사용하였으며 빛의 양을 정확히 측정하기 위하여 위상 감별 검출법을 사용하는 전자회로를 고안하였다. 이 비중계를 사용하여 황산의 비중을 측정한 결과, 비중에 따른 출력신호의 직선성이 매우 좋았다.

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