• 센서학회지
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• 제9권4호
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• pp.316-326
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• 2000

본 논문에서는 백색광 간섭현상 (white light interferometry)을 위한 신호처리 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘으로 간섭기의 광경로 절대길이 (absolute optical path length)를 정확하게 측정할 수 있다. 그리고 제안하는 알고리즘은 간섭 무늬 (fringe scan)의 상호 상관관계 함수 (cross-correlation function)와 가설 검증을 사용한다. 가설 검증은 간섭 무늬의 상호 상관관계 함수가 대칭이 되는 봉우리를 영차 간섭 봉우리 (zero order fringe peak) 후보자로 선정함으로써 영차 간섭 봉우리를 오판할 확률을 줄인다. 산탄잡음(shot noise)이 제안된 알고리즘의 성능에 미치는 영향을 컴퓨터 모의 실험을 통하여 조사하였다. 모의 실험결과와 보외법 (extrapolation)을 사용하여 신호대산탄잡음비 (signal-to-shot noise ratio)가 31 dB 보다 클 때의 알고리즘의 성능을 예측하였다. 간섭 봉우리의 세 가지 매개변수 변화 (신호대산탄잡음비, 간섭 스캔 샘플링율 광원의 가간섭성 길이)에 따른 영차 간섭 봉우리 추정 오차를 계산하였다. 모의 실험 결과를 통하여 제안한 알고리즘이 영차 간섭 무늬 봉우리를 정확하게 판별할 수 있음을 보여주었다. 제안하는 신호처리 알고리즘은 소프트웨어적인 기법으로서 경제적이고 속도가 빠르며 간단한 알고리즘이다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제14권4호
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• pp.357-362
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• 2010

The joint transform correlator (JTC) has been the best known technique for pattern recognition and identification. This paper proposes a new technique of fringe adjustment by adopting a sinusoidal amplitude-modulated iterative filter convolved with an interference fringe pattern in the joint power spectrum (JPS) domain. The comparison of our new technique and other techniques is presented to show that the newly proposed technique can successfully improve both the correlation peaks and the peak signal-to-noise ratio (PSNR). Simulated results of enhanced interference fringes are also presented.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.276-279
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• 2003

The phase change upon reflection from target surfaces in white-light interferometer induces measurement errors when target surfaces are composed of dissimilar materials. We prove that this phase change on reflection considered of the polarization of the white-light causes the shift of both envelope peak position and fringe peak position of several tens of nanometer. In addition, we propose a new equation of white-light interference fringe pertinent to the polarization of source.

• 한국광학회지
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• 제15권4호
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• pp.331-336
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• 2004

백색광주사간섭계는 금속 물질의 반사시 발생하는 위상 변화에 의해 금속의 두께 측정에서 수십 나노 미터(nm)의 오차를 갖는다. 실제로 반도체 공정이나 초 정밀가공 부품에 많이 쓰이는 금, 은, 알루미늄, 크롬 등의 금속은 약 10∼30 nm의 측정 오차를 야기 시킨다. 본 논문에서는 수치 해석을 통해 백색광의 편광을 고려한 반사시 위상 변화에 의해서 간섭무늬의 두 정점, 위상 정점과 가시도 정점이 이동함을 보인다. 또한 백색광의 두 편광성분, 수직 편광성분과 수평 편광성분에 의해 재구성된 간섭 무늬식을 제안한다.

• 한국정밀공학회지
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• 제18권6호
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• pp.80-86
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• 2001

This paper proposes a precision displacement measuring method of detecting fringe movement of interferograms with a nanometric resolution. It is well known that the laser interferometer plays a useful and essential role in scientific and industrial application, but they have such error sources as an unequal gain of detectors, imbalanced beams, and lack of quadrature. These error sources degrade the accuracy of the interferometer. However, the fringe movement of interferograms has little relation with these error sources. In order to investigate performance of the proposed method. analysis and simulation were executed over random noise and wavefront distorion. Results of the simulation show that the proposed method is robust against these errors. Experiment was implemented to verify this method.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제17권5호
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• pp.415-422
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• 2013

White-light phase-shifting interferometry (WLPSI) is widely recognized as a standard method to measure shapes with high resolution over a long distance. In practical applications, WLPSI, however, is associated with some degree of ambiguity of its phase, which occurs due to a phase delay, which is the offset between the phase of the fringes and the fringe envelope peak position. In this paper, a new algorithm is proposed for the determination of a fringe order suitable for samples in which the phase delay mainly occurs due to noise, diffraction and a steep angle. The concepts of the decouple factor and the connectivity are introduced and a method for calculating the decouple factor and the connectivity is developed. With the phase-unwrapping procedure which considers these values, it is demonstrated that our algorithm determines the correct fringe order. To verify the performance of the algorithm, a simulation was performed with the virtual step height under noise. Some specimens such as step height standard and a column spacer with a steep angle are also measured with a Mirau interference microscope, after which the algorithm is shown to be effective and robust.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제14권1호
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• pp.33-37
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• 2010

The joint transform correlator (JTC) has been the best known technique for pattern recognition and identification. The JTC optically compares the reference image with the sample image then examines match or non-match by acquiring a correlation peak. However, the JTC technique has some problems such as weak correlation discrimination and noise which originates from the interference fringes in the Fourier transform plane. In order to solve these problems, this paper proposes a new technique of modifications of the interference fringes by adopting special iterative filters. Experimental results are presented to show that the proposed technique can successfully improve the correlation peaks and the level of discrimination.

• 한국광학회지
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• 제12권5호
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• pp.362-370
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• 2001

간섭계의 수차는 물체광과 기준광이 서로 상쇄하는 것으로 알려져 있지만, 물체가 기울어진 경우 완벽한 상쇄가 이루어지지 않아 간섭무늬에 영향을 준다. 본 논문에서는 수치 해석을 통해 이 현상이 백색광 주사 간섭무늬의 두 정점 중, 위상 정점에 직접적인 영향을 주어 오차로 작용함을 보인다. 위상 정점은 가시도 정점에 비하여 높은 분해능과 외란에 대해 강인한 반면, 광학계의 수차에 의해 차수 계산의 부정확함이 유발되고, 측정 정밀도가 떨어지는 단점을 갖는다. 두 정점의 차이 값 계산을 실험한 결과, 위상 정점은 100nm 수준의 오차를 갖고, 특히 그 오차가 광학계의 정렬 오차에 기인함을 보인다.

• 한국광학회지
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• 제16권4호
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• pp.319-325
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• 2005

고속으로 간섭피크의 위치를 찾기 위해 일련의 아날로그 신호처리를 수행하는 백색광간섭(WLI)센서용 신호처리 방식을 고안하고, 이를 WLI 온도센서 시스템에 적용하였다. 새로운 신호처리방식을 적용한 결과 잡음은 $0.019^{\circ}C/\sqrt{Hz}$로 측정되었으며, 선형성도 우수하였다. 그러나 보상용 간섭계에서의 온도변화가 센서출력의 드리프트로 나타났으며, 현재의 구성에서 드리프트의 온도 의존성은 $1.42{\mu}m/^{\circ}C$인 것으로 계산되었다. 또한 간섭피크간 간격이 광원의 가간섭길이에 비해 충분히 넓지 않은 경우 간섭무늬 피크의 간격과 신호처리기가 측정한 피크 간격과의 관계가 비선형적으로 나타날 수 있음도 확인하였다.

• 한국광학회지
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• 제11권6호
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• pp.395-399
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• 2000

백색광 간섭계에서는 신속하고 그리고 정확하게 주사방향의 간섭무늬 봉우리점을 추출하는 것이 중요한 관건이다. 봉우리점 산출 속도 향상을 목표로 하여 많은 연구가 진행되어 왔지만, 본 연구에서는 가장 간단한 셈법을 이용하여 기준 시료가 얼마나 정확하게 재구성 되는가를 비교 검토하였다. 두 방법 모두 nm 수준의 정밀도로 단차를 측정할 수 있었는데 역상관을 이용한 셈법이 표면 구조나 수직한 면의 재구성에 더 충실한 결과를 산출함이 관찰되었다.