레이저를 이용한 미세변위 측정 실험

목차

1. 서론
1.1 개요 및 실험 목적
1.2 간섭계가 사용되는 응용분야
1.3 재료의 공차와 미세 변위 측정과의 연관성
1.4 열에 의한 변화(열팽창)와 기계부품의 조립과의 연관성

2. 본론
2.1 실험에 사용되는 이론
2.2 실험 내용
2.2.1 실험 장치
2.2.2 실험 내용
2.3 M_1, M_2 거울이 광축과 수직이고, BS로부터 거리가 다를 때의 간섭무늬의 형태와 그 이유
2.4 M_1, M_2 거울이 BS로부터 거리가 같고, 광축과의 거리가 M_1은 수직이고, M_2는 기울어져 있을 때(광축과 수직이 아닌 경우), 간섭 무늬의 패턴과 그 패턴이 생성되는 이유

3. 결론
3.1 측정된 열팽창 계수를 통해 실험에 사용된 재료 유추
3.2 오차분석 및 소감

본문내용

1.1 개요 및 실험 목적
기술이 발전함에 따라 주변의 많은 제품들이 정밀화 되고 있다. 특히 MEMS, IT, BIO, 항공, 우주 관련 산업기술이 발전하면서 각 분야에 사용되고 있는 정밀한 제품에 대한 검사 및 분석에 관한 방법이 요구되고 있다. 예로, 허블 우주 망원경에 사용되는 거울 표면 제작 과정에 간섭계로 표면의 정밀도를 검사하거나, LCD TV에 사용되는 유리 표면의 거칠기를 측정하는 것을 들 수 있다.
여기서 간섭계란, 빛의 간섭 현상을 이용 매질에 대한 정보를 얻거나 물체의 운동을 분석하는데 사용되는 기기를 일컬으며, 이러한 간섭계의 응용분야는 매우 광범이 하지만 주로 제품과 재료의 미세 변위 측정, 박막의 두께 측정 등에 많이 사용된다. 대표적인 간섭계로는 마이컬슨 간섭계를 들 수 있다.
이번 실험에서는 마이컬슨 간섭계를 이용하여 금속 재료의 미세 변위를 측정하고, 이를 통해 금속재료의 열팽창계수를 측정함으로써 간섭계를 이용한 재료의 미세 변위 측정 원리를 이해하고자 한다.

1.2 간섭계가 사용되는 응용분야
간섭계는 빛의 간섭 현상을 이용하여 변위를 측정하는 광학계로, 빛의 파장을 기준 단위로 사용하기 때문에 굉장히 정밀한 변위 측정 도구이다. 그만큼 설계하기 복잡하고 외부 환경에 민감하게 반응하기에 다음과 같은 정밀 측정을 요구하는 특수한 경우에 주로 사용하게 된다.
 편평한 물체의 평면도를 비 접촉식으로 빠르고 정밀하게 측정이 필요한 경우
반도체 제조의 소재가 되는 실리콘 웨이퍼 상에 회로를 새기는 공정에서, 실리콘 웨이퍼가 평평하지 않으면 핀트가 맞는 부분과 맞지 않는 부분이 생긴다. 이 경우 세밀한 회로를 생산할 수 없게 되거나 제조 시 수율 악화로 이어지게 된다. 또, 기억장치인 하드디스크의 내부에서는 알루미늄이나 유리로 제조된 원반이 고속으로 회전하고 있는데, 원반의 평면도가 좋지 않으면 원반의 회전이 안정되지 않고 독해 헤드가 원반의 상하 움직임에 추종하는 것이 곤란하게 되어 하드디스크 기록의 고밀도화에 방해가 되게 된다.

참고 자료

없음