안와 내에서 안구의 상대적 위치는 여러 병적인 상태를 짐작할 수 있는 하나의 기준이 될 수 있다. 특히 안와골절, 갑상선 안질환, 안와 종양 등의 진단과 이에 약물 및 수술적 치료의 결과를 판단하는데 유용하다. 현재 안구 돌출 값을 측정하기 위해 주로 사용되는 대표적 측정 기기인 Hertel과 Naugle 안구돌출계 등은 검사자가 다를 경우, 같은 검사자가 반복적으로 측정하더라도 검사할 때마다 안와의 고정부위가 달라지는 등 측정자에 의한 오차가 필연적이다. 또한 동일한 안구 돌출 계라고 하더라도 제조 회사가 다르다면 안와의 고정부위 디자인이 달라 검사자에의한 측정 오차가 발생한다. 본 논문에서는 안구돌출값의 측정을 3차원 영상 측정기술인 백색광 간섭계를 이용하여 검사 정밀도 및 반복 정도를 크게 올릴 수 있는 자동 측정 방법에 대한 연구를 제안하고자 한다.
대시야 백색광간섭계(WSI ; White Light Scanning Interferometer)를 이용하여, Flip Chip Bump 검사 공정에 적용하는 것을 목적으로 한 인라인 형태의 플립칩 범프 3차원 검사 장치를 개발한다. 여러 서브스트레이트에 있는 플립칩 범프 높이 측정 결과와 이에 의한 동일한 여러 범프에 대한 반복성 측정 실험 결과를 제시한다. 테스트 벤치에서의 실험 결과와 개발된 플립칩 범프 3차원 검사 장치에서의 실험 결과를 비교하였으며 진동의 영향이 감소되어 개선된 반복성 실험 결과를 얻을 수 있었다. 플립칩 범프 3차원 검사 장치의 검사성능을 평가할 수 있는 기준을 제시한다.
초음파 진단용으로 널리 사용되는 1차원 배열 압전형 초음파 변환기는 변환기내의 인접한 소자들간의 간섭에 의해 그 특성에 많은 영향을 받는다. 특히 각 소자 사이에 위치한 커프 및 음향 벽의 형상은 변환기 내 음향 간섭에 매우 큰 영향을 미친다. 그러므로 본 연구에서는 일반적으로 복부진단용으로 사용되는 압전형 1차원 배열 의료용 초음파 변환기에서 커프 및 음향 벽의 형상에 따른 음향간섭 레벨의 변화 경향을 유한 요소 해석법을 이용하여 분석하였다. 해석 결과를 바탕으로 소자간 음향간섭을 일으키는 원인을 규명하고, 나아가 음향 간섭레벨을 최소화하기 위한 구조적 방안을 도출하였다. 이러한 연구 결과는 향후 진단용 초음파 변환기의 최적 설계를 위해 중요한 자료가 될 것이며, 의료 치료용, 비파괴 검사용, 그리고 수중 초음파 변환기에도 적용이 가능할 것이다.
SAR(Synthetic Aperture Radar) 영상은 반사 신호의 상대적 거리를 나타내는 위상 정보를 제공한다. 영상레이더 간섭기법(InSAR)은 동일한 지표면에 대해 다른 위치에서 획득된 두 SAR 자료간 위상차를 이용하여 지표면의 3차원 공간정보를 획득하는 기술이다. 차분간섭기법(DInSAR)의 간섭도에는 지형과 변위에 의한 위상이 복합적으로 포함되어 있으므로, 지형정보에 대한 정보를 나타내는 수치표고모델(DEM)을 이용하여 지형의 위상을 제거함으로써 지형과 변위에 대한 위상 효과를 분리하게 된다. 두 SAR 자료의 관측 기간 중 변위가 없는 경우에는 잔여 위상은 DEM의 오차를 반영한다. 본 연구에서는 영상 레이더 간섭기법을 이용하여 ERS-l/2 tandem 간섭쌍으로 DEM을 제작하였고, 차분간섭기법(DInSAR)으로 원래의 DEM 값을 갱신하여 정확도를 향상 시켰다. 제작된 DEM은 GPS 측량을 통해 획득된 검사점(check point)를 이용하여 정확도를 평가하였다.
본 연구에서는 He-Ne레이저를 광원으로 하는 시준기 교정용 레이저 각도 간섭 계를 설계 제작하였으며 이 장치의 계통적 오차(systematic error)를 분석하였다. 또 간섭계의 반사경으로 사용된 두 코너큐브(corner cube) 중심 사이의 간격측정을 위 한 새로운 방법을 연구하였으며 이 측정의 정확도를 실험적으로 검사하였다.
레이저 계측의 광범위한 분야에서 홀로그래픽 간섭법과 전자스펙클무늬 간섭법을 중심적으로 살펴보았다. 이 방법들은 거친 표면을 갖는 다양한 물제에 대해 간섭적 방법에서 가능한 정밀도로 측정 할 수 있으므로 매우 폭넓은 응용가능성을 가지고 있고 지금도 새로운 아이디어들이 제시되고 있다. 특히 ESPI는 CCD카메라의 발전과 영상처리기술의 발전에 따라 피파괴검사 분야에서 중심적인 역할을 할 것으로 전망된다. 그러나 국내에서는 이제까지 이러한 첨단계측법들이 산업기술분야에서 별로 활용되지 못하고 있는 실정으로 가까운 장래에 큰 역할을 할 것으로 기대해 본다.
탄성파에 의한 미소 동적 변위를 측정하기 위하여 안정화 회로가 부착된 Michelson 간섭계를 개발하였다. 안정화 회로는 외부 진동신호에 따른 광로차의 교란을 보상하기 위하여 압전구동기가 부착된 기준거울을 사용하였다. 안정화 회로를 사용함으로써, 간섭계는 외부 진동신호의 영향을 줄일 수 있었고, 항상 직각조건(quadrature condition)을 만족하여 광검출기의 출력신호가 최대의 감도와 선형성을 유지할 수 있었다. 검출가능한 최소 변위는 10MHz 대역에서 0.3nm 이었다. 개발된 간섭계를 사용하여 유리관 파괴 및 강철구 충격에 의한 진앙점에서의 변위를 검출하여 이론적으로 계산된 값과 비교하였다.
마하젠더 간섭계를 왕복한 간섭신호를 영점검출하여 광섬유 격자 센서의 신호처리를 위한 기준 트리거로 사용하는 방법을 제안하였다. 영점 트리거에 의해서 얻은 센서신호로부터 측정 물리량에 선형적으로 비례하는 위상성분을 추출하여 간단한 구조로도 정밀하게 광섬유격자의 파장변화를 감지할 수 있는 복조방식을 구현하였다. 제안한 복조방식을 적용하면 위상변조의 속도나 비선형성, 또는 환경적 외란에 관계없이 광섬유 격자 센서에 가해지는 동적, 정적 변형률과 온도변화를 효율적으로 측정할 수 있음을 실험적으로 증명하였으며, 실험결과로부터 계산된 센서시스템의 파장측정 분해능은 8 pm이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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