레이저 간섭계 실험

목차

1. 레이저 간섭계의 종류에 대해 조사하고 각 차이점을 기술하라.

[1] 레이저 간섭계의 종류
[2] 레이저 간섭계의 차이점

2. 제시하는 데이터를 이용하여, 전체범위에서의 다음 값을 구하라.(그래프 포함할 것)
[1] 측정치, 치수변환 값, 오차 값
[2] 순방향, 역방향, 양방향 오차 값 및 백래쉬 값
[3] 순방향, 역방향, 양방향 반복 정밀도 및 정확도
[4] 고찰

본문내용

1. 레이저 간섭계의 종류에 대해 조사하고 각 차이점을 기술하라.

[1] 레이저 간섭계의 종류

 모아레


Phase Shifting Interferometry 공간적인 주기를 가진 두 개 이상의 무늬가 겹쳐질 때 더 낮은 공간 주파수의 새로운 무늬가 생겨나는 데 이 것을 모아레 무늬라 하며 이를 이용한 모아레 간섭계는 비파괴 비접촉식 형상측정 분야에서 중요한 부분을 차지하고 있다. 모아레 간섭계는 다른 3차원측정법에 비해 측정 시간이 짧으면서 마이크로 미터의 분해능을 가지고 있으므로 고해상도의 3차원정보를 얻을 수 있다. 이런 모아레 간섭계에는 그 장치구성에 따라 크게 그림자식(Shadow type) 모아레 간섭계와 투영식(projection type) 모아레 간섭계로 나누어지며, 이 두 방법은 서로 장단점을 가지고 있기 때문에 측정 물체나 측정 환경에 따라 적합한 장치가 적용되어진다.





마하젠다 간섭계


빛의 위상 차이를 세기 차이로 바꾸어주는 간섭계의 한 종류. 그림은 광섬유 방향성 결합기 두개와 광섬유로 구성된 광섬유 마하젠다 간섭계의 개략도임. 광원에서 나와 간섭계 입력단으로 입사된 빛은 첫번째 광섬유 결합기에서 나뉜 뒤 서로 다른 경로를 진행한 다음 두번째 광섬유 결합기에서 다시 만나 서로 간섭함. 이때 두 광경로차에 따른 위상차에 의해 두 출력단으로 나오는 간섭신호의 세기가 그림처럼 주기적으로 변하는데 두 간섭신호의 세기변화는 서로 반대임. 마하젠다 간섭계는 미세 변화의 감지가 요구되는 광센서, 광통신용 고속 광세기 변조기 등을 비롯한 다양한 분야에 활용되고 있음.

백색광 간섭계

<그림1> 백색광 주사 간섭계에 의한 3D 측정 데이터의 형상화

백색광 간섭계와 광위상 간섭계(단색광)는 측정속도에 대해서는 PZT 구동 간격 및 구간에 관계되므로 큰 차이가 없다고 생각한다. 제조회사들의 자료에 의하면 광위상 간섭계의 측정속도는 3~수초, 분해능은 백색광 간섭계와 단색광 간섭계는 0.1 nm를 최고값으로 보는 경우도 있고 단색광은 그 이하라고 주장하지만 객관적으로 입증된 사실은 아니다. 또한 광위상 간섭계와 백색광 간섭계의 국내외 메이저 업체는 Zygo, SNU, K-MAC 등이며, 다양한 Solution을 보유하고 있는 Zygo의 경우 그 이외의 간섭계에 대해서도 활발히 연구가 진행되고 있는 것으로 알려져 있다.

<그림2>은 케이맥이 백생광 주사 간섭계의 개념도를 나타낸 것이다. 입사된 빛은 Mirau Lens의 Reference Mirror에서 반사된 빛과 시료 표면 또는 계면에서 반사되어 나오는 두 반사광의 경로차에 의해 간섭현상이 발생하며, 이들의 Interferogram(①, ②)을 FFT(Fast Fourier Transform) 또는 Bucket 방식에 의해 정점에서의 위상 보정에 의해 측정값을 얻어내고, 이 값으로 표면의 단차를 알아낸다.

최근 FPD 공정에서는 Line의 자동화 추세에 맞추어 In-situ를 요구하고 있으며, 단일 기능보다는 하나의 시스템에서 여러 가지 복합기능을 선호하는 추세이다. 이에 따라 케이맥은 박막두께 측정을 위한 Reflectometry와 3D Surface Profiler가 결합된 Hybrid 방식의 장비를 공급하고 있다.

참고 자료

없음