• 제목/요약/키워드: Precision optical alignment

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Latch-up 특성을 갖는 평면형의 열구동 마이크로 액츄에이터 (A thermoelastic microactuator with planar latch-up operation)

  • 이종현;권호남;전진철;이선규;이명래;장원익;최창억;김윤태
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.865-868
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    • 2001
  • We designed and fabricated a planner-type thermoelastic microactuator with a latch-up operation for optical switching. Latch-up actuation is prerequisite to implement an optical switch with low power consumption and high reliability. The proposed microactuator consists of four cantilever-shaped thermal actuators, four displacement linkages, two shallow arch-shaped leaf springs, a mobile shuttle mass with a micromirror, and four elastic boundaries. The structural layer of the planar microactuator is phosphorous-doped 12$\mu\textrm{m}$-thick polysilicon, and the sacrificial layer is LTO(Low Temperature Oxide) of 3$\mu\textrm{m}$thickness. The displacement of actuator is as large as 3$\mu\textrm{m}$when the length of actuation bar is 100$\mu\textrm{m}$in length at 5V input voltage. The proposed microactuators have advantages of easy assembly with other optical component by way of fiber alignment in the substrate plane, and its fabrication process features simplicity while retaining batch-fabrication economy.

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Study of Ultra-Small Optical Anisotropy Profile of Rubbed Polyimide Film by using Transmission Ellipsometry

  • Lyum, Kyung Hun;Yoon, Hee Kyu;Kim, Sang Jun;An, Sung Hyuck;Kim, Sang Youl
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제18권2호
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    • pp.156-161
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    • 2014
  • Anisotropy profile of a rubbed polyimide film is investigated using both a modified ultra high precision transmission ellipsometer and the analysis software previously developed to determine the optic axis distribution of discotic liquid crystals in the wide view film. The distorted sinusoidal variation of the ellipsometric constants obtained at an oblique angle of incidence indicates that the optic axis varies from $14.7^{\circ}$ to $40.6^{\circ}$ from the sample plane. The magnitude and distribution of anisotropy is expressed in terms of no, ne, and the cosine-shaped tilt angle distribution of the optic axis in a rubbed polyimide film.

개선된 투과형 타원계를 사용한 러빙된 Polyimide 배향막의 초미세 위상지연 정밀 측정 (Precise Measurement of Ultra Small Retardation of Rubbed Polyimide Alignment Layer Using an Improved Transmission Ellipsometer)

  • 염경훈;박상욱;양성모;윤희규;김상열
    • 한국광학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.77-85
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    • 2013
  • 시료를 회전시키는 기존의 시료회전형 타원계에서 시료를 고정시키고 편광자모듈을 회전시키는 모듈회전형 타원계로 구조를 변경하고 광원교체와 회전모듈 동기화, 배경 미세이방성 보정 등을 통해서 위상지연값 측정정밀도를 $3{\sigma}$ <0.005 nm 까지 향상시켰다. 개선된 모듈회전형 타원계를 사용하고 RVD(Retardation Vector Difference) 방법을 도입함으로써 1.0 nm 정도의 잔류이방성을 가지는 유리기층의 효과를 배제한 러빙된 Polyimide 배향막의 순수 배향효과만에 의한 초미세 광학이방성을 정밀하게 측정하는 방법을 제시하였다. 순수 러빙으로 인한 배향막의 위상지연값은 0.05 nm 에서 0.15 nm 정도의 크기를 가짐을 확인하였다.

DEVELOPMENT OF LIGHTWEIGHT OPTICAL TELESCOPE KIT USING ALUMINUM PROFILE AND ISOGRID STRUCTURE

  • Park, Woojin;Lee, Sunwoo;Han, Jimin;Ahn, Hojae;Ji, Tae-Geun;Kim, Changgon;Kim, Dohoon;Lee, Sumin;Kim, Young-Jae;Kim, Geon-Hee;Kim, Junghyun;Kim, Ilhoon;Pak, Soojong
    • 천문학회지
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    • 제55권1호
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    • pp.11-22
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    • 2022
  • We introduce the Transformable Reflective Telescope (TRT) kit that applies an aluminum profile as a base plate for precise, stable, and lightweight optical system. It has been utilized for optical surface measurements, developing alignment and baffle systems, observing celestial objects, and various educational purposes through Research & Education projects. We upgraded the TRT kit using the aluminum profile and truss and isogrid structures for a high-end optical test device that can be used for prototyping of precision telescopes or satellite optical systems. Thanks to the substantial aluminum profile and lightweight design, mechanical deformation by self-weight is reduced to maximum 67.5 ㎛, which is an acceptable misalignment error compared to its tolerance limits. From the analysis results of non-linear vibration simulations, we have verified that the kit survives in harsh vibration environments. The primary mirror and secondary mirror modules are precisely aligned within 50 ㎛ positioning error using the high accuracy surface finished aluminum profile and optomechanical parts. The cross laser module helps to align the secondary mirror to fine-tune the optical system. The TRT kit with the precision aluminum mirror guarantees high quality optical performance of 5.53 ㎛ Full Width at Half Maximum (FWHM) at the field center.

고정밀 레이저 스크라이버 장비의 공정 시뮬레이션 분석에 관한 연구 (A Study on the Process Simulation Analysis of the High Precision Laser Scriber)

  • 최현진;박기진
    • 한국기계가공학회지
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    • 제18권7호
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    • pp.56-62
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    • 2019
  • The high-precision laser scriber carries out scribing alumina ceramic substrates for manufacturing ultra-small chip resistors. The ceramic substrates are loaded, aligned, scribed, transferred, and unloaded. The entire process is fully automated, thereby minimizing the scribing cycle time of the ceramic substrates and improving the throughput. The scriber consists of the laser optical system, pick-up module of ceramic substrates, pre-alignment module, TH axis drive work table, automation module for substrate loading / unloading, and high-speed scribing control S/W. The loader / unloader unit, which has the greatest influence on the scribing cycle time of the substrates, carries the substrates to the work table that carries out the cutting line work by driving the X and Y axes as well as by adsorbing the ceramic substrates. The loader / unloader unit consists of the magazine up / down part, X-axis drive part for conveying the substrates to the left and right direction, and the vision part for detecting the edge of the substrate for the primary pre-alignment of the substrates. In this paper, the laser scribing machining simulation is performed by applying the instrument mechanism of each component module. Through this study, the scribing machining process is first verified by analyzing the process operation and work area of each module in advance. In addition, the scribing machining process is optimized by comparing and analyzing the scribing cycle time of one ceramic substrate according to the alignment stage module speed.

KrF 엑시머 레이저를 이용한 웨이퍼 스텝퍼의 제작 및 성능분석

  • 이종현;최부연;김도훈;장원익;이용일;이진효
    • 한국광학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.15-21
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    • 1993
  • 본 연구에서는 설계제작된 KrF 엑시머 레이저 스텝퍼는 광원인 KrF엑시머 레이저, 조명광학계, 축소트영광학계, 정밀구동 웨이퍼 스테이지, 정렬시스템 및 이들을 제어하기 위한 제어계로 구성되어 있다. 본 실험에서 사용한 KrFdprtlaj 레이저는 밴드폭 3pm, 반복주파수 200Hz, 평균축력 3W이고, 5:1 투영렌즈는 N.A. 0.42, 전체 필드영역 $\varphi$21.2mm, 왜곡수차 최대 60nm 이하이다. 또한 정밀구동 웨이퍼 스테이지의 재현성과 해상도는 각각 $\pm$0.08$\mu\textrm{m}$/200mm(3 sigma), 100mm 반경에서 0.05 $\mu\textrm{m}$이다. 자동 초점 시스템은 $\pm$50$\mu\textrm{m}$범위에서 0.1$\mu\textrm{m}$의 해상도를 나타냈으며, 자동수평시스템은 120 arcsec 범위에서 larcsec의 해상도를 나타냈다. OFF-AXIS 정렬방식에서는 0.2$\mu\textrm{m}$의 해상도를 가지며, 두빔의 간섭을 이용한 새로운 TTL 정렬은 0.1$\mu\textrm{m}$의 해상도를 나타냈다. 스텝퍼 패턴 실험결과 SAL603레지스트를 사용하였을 때 웨이퍼의 노광후 열처리 $105^{\circ}C$, 60초에서 0.3$\mu\textrm{m}$ Lines and Spaces(L/S)까지 해상되었으며, 0.34$\mu\textrm{m}$ L/S에서 1$\mu\textrm{m}$의 초점심도를 얻을 수 있었다. 마스크 패턴과 레지스트 패턴의 선형성은 0.4$\mu\textrm{m}$ L/S가지 유지 되었다. 또한 XP-89131레지스트의 경우 노광후 열처리 $110^{\circ}C$, 60초에서 0.34$\mu\textrm{m}$ L/S까지 해상됨을 알수 있었다.

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Design of Linear Astigmatism Free Three Mirror System (LAF-TMS) for Sky Monitoring Programs

  • Park, Woojin;Pak, Soojong;Chang, Seunghyuk;Kim, Sanghyuk;Kim, Dae Wook;Lee, Hanshin;Lee, Kwangjo
    • 천문학회보
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    • 제42권2호
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    • pp.88.1-88.1
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    • 2017
  • We report a novel design of the "linear astigmatism-free" three mirror system (LAF-TMS). In general, the linear astigmatism is one of the most dominant aberration degrading image qualities in common off-axis systems. The proposed LAF-TMS is based on a confocal off-axis three mirror system, where higher order aberrations are minimized via our numerical optimization. The system comprises three pieces of aluminum-alloy freeform mirrors that are feasible to be fabricated with current single-point diamond turning (SPDT) machining technology. The surface figures, dimensions, and positions of mirrors are carefully optimized for a LAF performance. For higher precision-positioning mechanism, we also included alignment parts: shims (for tilting) and L-brackets (for decentering). Any possible mechanical deformation due to assembly process as well as 1-G gravity, and its influence on optical performances of the system are investigated via the finite element (FE) analysis. The LAF-TMS has low f-number and a wide field of view, which is promising for sky monitoring programs such as supernova surveys.

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대형 비구면의 초정밀 가공을 위한 자동무수차점 방식의 널 렌즈 설계 및 측정 정밀도의 한계에 관한 연구 (A study for null lens design of autostigmatic type and the limitation of measurement accuracy for ultra precision manufacturing of large aspherical surface)

  • 김길선;임천석
    • 한국광학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.71-78
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    • 2005
  • 대형 비구면의 측정을 위하여 자동무수차점 방식의 2매 구성 널 렌즈를 설계하였고, 제작과 정렬 오차에 따른 측정 정밀도의 한계를 이론적으로 분석해 보았다. 측정 정밀도의 한계를 결정짓는 주요한 공차 요소는 널 렌즈면의 불규칙도(irregularity)임을 확인하였으며, 불규칙도의 가공 정도에 따라 5λ/100∼4λ/1000 정도까지의 신뢰할 수 있는 측정 정밀도가 한정지어졌다. 이로써 실제의 정렬 오차 및 널 렌즈 제작오차까지 고려하여 신뢰할 수 있는 정밀도 한계를 제시할 수 있었다.

포토리소그래피를 통한 광통신용 실리콘 렌즈 제작 및 특성 연구 (Research on Fabrication of Silicon Lens for Optical Communication by Photolithography Process)

  • 박준성;이대장;노호균;김성근;허재영;류상완;강성주;하준석
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.35-39
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    • 2018
  • 광결합 효율(Fiber coupling efficiency)을 개선하기 위해서는 Laser diode에서 넓은 각도로 방출된 빛을 광섬유의 중심(Core) 부분으로 모아주는 집광렌즈(Collimating lens)가 필수적이다. 현재 사용되는 집광렌즈는 형틀(Mold)을 이용한 글래스 몰드(Glass mold) 공법이 널리 사용되고 있다. 이 방식은 생산단가가 저렴하지만, 정교한 성형이 어렵고 구면수차와 같은 품질문제가 있다. 본 연구는 기존의 글래스 몰드 공법을 반도체 공정으로 대체함으로써 표면 가공의 정밀도를 높이고, 렌즈의 재질 또한 반도체 공정에 적합한 실리콘으로 변경하였다. 반도체공정은 PR을 이용한 포토리소그래피(Photolithography) 공정과 플라즈마를 이용한 건식 식각(Dry etching) 공정으로 구성된다. 광결합 효율은 실리콘 렌즈의 광학적 특성을 평가하기 위해 초정밀 정렬 시스템을 사용하여 측정되었다. 그 결과, 렌즈 직경 $220{\mu}m$ 일 때의 최대 광결합 효율은 50%로 측정되었고, 렌즈 직경 $210-240{\mu}m$ 범위에서는 최고 광결합 효율 대비 5% 이하의 광결합 특성저하를 보여줌을 확인하였다.

병진운동 강체의 온라인 5자유도 운동오차 측정시스템 설계 및 해석 (Synthesis of an On-Line 5 Degrees of Freedom Error Measurement System for Translational Motion Rigid Bodies)

  • 김진상;정성종
    • 한국정밀공학회지
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    • 제15권5호
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    • pp.93-99
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    • 1998
  • Although laser interferometer measurement system has advantages of measurement range and accuracy, it has some disadvantages when measurement of multi degrees of freedom of motion are required. Because the traditional error measurement methods for geometric errors (two straightness and three angular errors) of a slide of machine tools measures error components one at a time. It may also create an optical path difference and affect the measurement accuracy. In order to identify and compensate for geometric errors of a moving rigid body in real time processes, an on-line error measurement system for simultaneous detection of the five error components of a moving object is required. Using laser alignment technique and some optoelectronic components, an on-line measurement system with 5 degrees of freedom was developed for the geometric error detection in this study Performance verification of the system has been performed on an error generating mechanism. Experimental results show the feasibility of this system for identifying geometric errors of a slide of machine tools.

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