본 연구는 항공, 선박, 자동차, 철강, 철도, 건설 산업 등에서 필수적으로 사용되고있는 여러 비자성 금속의 전기전도도에 대하여 4단자 측정방법 및 비접촉 측정방법에 의한 정밀측정원리를 적용하여 전기전도도를 측정한 결과 4단자 측정방법의 경우 ${\pm}$0.1 %이하의 표준편차 범위 내에서 안정된 값을 보였고, 그 결과를 비접촉 측정방법(eddy current원리를 활용한 전기전도도 측정기)으로 측정한 결과와 상호 비교하였으며, 두 측정방식에 따른 전기전도도 측정결과는 최대 1.5 %이내에서 일치 하였다.
안테나 복사 특성을 효과적으로 측정하는 방법 중 하나인 안테나 근역장 측정 알고리즘의 개선을 논한다. 로렌츠 상호작용 원리와 상호작용 표기법을 이용하여 근역장-원역장 변환공식의 핵심인 프로브 교정 알고리즘을 간략히 유도한다. 제안된 일반적인 프로브 교정 방정식과 제작된 시스템을 사각 혼안테나에 대한 평면주사법에 적용하여 근역장 복사 패턴을 얻고 이를 원역장 복사 패턴과 비교하여 복사 특성이 유사한 것을 보인다. 이를 통해 본 논문의 접근법이 매우 간단하면서도 대부분의 안테나 측정에 유용하게 쓰일 수 있는 것을 보인다.
박막재료 및 반도체의 면저항 측정에는 주로 Four Point Probe(FPP) 원리를 이용한 측정기를 사용하고 있다. FPP에 의한 측정방식은 single 및 dual configuration method가 있으며, dual configuration은 single configuration에 비해 probe spacing 변화나 시료의 가장자리 효과 등에서 측정편차가 적은 장점이 있어서 dual configuration 기술을 사용하는 추세이다. 개발된 휴대용 면저항 측정기는 dual configuration원리를 적용하여 제작되었으며, 박막재료의 면저항을 누구나 쉽고 정확하게 측정할 수 있도록 설계되었다. 또한 시료의 크기가 핀 간격에 비해 5배 이상 크면 보정계수를 거의 무시할 수 있는 장점이 있어 작은 시료라도 정확한 면저항을 측정할 수 있다. 이측정기의 측정 불확도는 지시값의 1 % 이하이고, 측정범위는 (2$\sim$2000)$\Omega/sq$이다.
산업기술의 발달에 따라 각 분야마다 정밀한 부품을 요구하고 있다. 이는 이들 부품이 시스템의 성능에 영향을 미치고 있기 때문이다. 부품의 정도는 길이정도와 표면의 정도를 모두 의미한다. 길이정도는 부품의 상대적 크기정도를, 표면정도는 3차원 형상정도를 나타낸다. 이들 부품의 정도를 평가하기 위해서는 반드시 측정이라는 방법이 수행되어야 하며, 측정은 요구되는 측정정도에 따라 이에 상용되는 방법으로 행해지게 된다. 요구되는 측정정도는 시간이 지남에 따라 점차 증가되고 있다. 이 러한 경향은 그림1의 시대에 따른 측정정도를 보면 확인할 수 있다. 시대에 따라 측정정도는 급격히 증가하고 있고 현재의 측정은 초정밀측정이라 말하는 약 0.1nm의 정밀도를 갖고 있다. 측정정도에 따라 표면측정기술도 여러가지 방법이 행해지고 있는데 이들 측정방법은 크게 접촉식 측정방법과 비접촉 측정 방법으로 나눌 수 있다. 대표적인 접촉식 측정방법으로는 촉침식 측정방법을 들 수 있다. 이 방법은 다이아몬드 촉침을 표면상에 접촉하여 주사이동하게 하고 이때 표면의 요철에 따른 촉침의 상하운동을 고성능 변위센서를 이용하여 표면형상을 측정하는 것이다. 이는1nm의 수직분해능을 갖고 측정이 가능 하다. 이 방법은 표면에 접촉함으로 인해 신뢰성이 높지만, 표면의 접촉압력으로 인해 표면의 손상 우려가 있다. 이런 이유로 현재 비접촉 측정방법이 주목받고 있다. 표면측정을 실현하는 데에는 광학 기술이 적극적으로 활용되고 있으며, 최근에는 물리학의 원리들이 도입되고 있다. 본 글에서는 이러한 측정기술의 기본원리를 소개하고 각 기술이 응용되는 예를 소개하고자 한다.
비접촉방법데 의한 변위 측정기술은 공작물의 가공중(in-process)형상치수의 측정 또는 각종 계 측에 대한 자동화기술의 필요성이 증대됨에 따라 다양한 원리를 응용하여 발전되고 있다. 전통적인 방법으로는 가변 리럭턴스(variable reluctance)형, 와전류(eddy current)형, 콘덴서(capacitance)형 등의 전기적 센서들이 주를 이루고 있으나 최근에 들어서는 광전자기술의 발달에 힘입어 여러 광학 측정법들이 연구되어 실용화 되고 있다. 본 연구에서는 측정자동화 용도로 사용될 수있는 광삼각법에 의한 비접촉방식의 광학센서에 대한 기본 연구 결과를 서술하였다. 광삼각 비접촉 측정의 기본 원리와 측정 범위 및 분해능 관점에서의 센서 설계의 기본 방법을 제시하며 또한, 실제적인 센서의 설계 및 제작을 위해 응용될 수 있는 기본광학소자의 현 기술적 수준과 성능을 기술하였다. 최종적으로는 실제적인 센서의 설계제작 과정과 시제품의 성능 실험을 통한 응용 가능성이 검토되었다.
빛은 공간상에서 전파되는 특성상 전자기파(electromagnetic wave)로 규정될 수 있다. 빛의 파동성은 여러 형태의 간섭을 유발한다. 이중 정밀 길이측정에는 광위상간섭(phase measuring interferometry)의 원리가 대표적으로 이용된다. 그림1은 광위상간섭의 기본원리를 Michelson 광학계를 이용하여 설명하고 있다. 하나의 동일한 광원으로부터 출발된 광속(optical beam)은 광분할기(beam splitter)에 의해 두 개로 별도 광속으로 분활 된다. (중략)
양자 정보에 대한 도청은 양자 상태에 대한 측정이며, 양자역학에서의 측정은 양자 상태의 붕괴를 수반하게 되므로 원래의 정보 형태를 변형시키게 된다. 이를 이용하여 도청 시도의 여부를 거의 완벽하게 판단할 수 있으며, 따라서 고도의 보안이 유지되는 키분배 방식이 가능하게 된다. 이를 양자 암호 혹은 양자 키분배 프로토콜이라고 한다. 양자 역학의 기본 구조와 일반 원리를 제시하고, 이를 바탕으로 한 양자 암호의 기본 개념과 원리를 설명하고자 한다. 이에 대한 예로 대표적인 키분배 방식을 소개한다.
본고에서는 근접장 분광분석을 중심으로 측정원리나 개요를, 특히 다른 고공간분해측정 방법과 비교하면서 정리한 후 근접장광을 발생시키는 광학소자인 근접장 프로브와 근접장 분광측정을 하기 위한 시스템을 소개하겠다. 그리고 그 측정예로써 액정 등에 이용되고 있는 컬러 필터의 분석예 및 반도체 등의 제조과정에서 문제가 되는 매우 작은 유기계 이물의 측정예를 나타냈다.
간단한 기하학적 원리에 의해 접촉각을 계산할 수 있는 방안을 모색하였다. 접촉각 측정에 일반적으로 이용되는 기기를 사용하지 않고, 단지 고체 표면의 용액 렌즈가 형성하는 접촉원의 지름과 렌즈의 높이를 측정함으로써 상당한 신뢰성을 가진 접촉각의 크기를 계산할 수 있었다. 이 방법의 신뢰성을 확인하기 위하여 동일한 용액 렌즈에 대해 일반적인 접촉각 측정 장치로 접촉각을 측정하여 그 값들을 상호 비교한 결과 오차 한계의 범위내에서 거의 일치함을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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