본 논문에서는 큰 광학면을 Profilometry로 측정하는데 있어서 꼭 필요한 기준계로 공기 중을 전파해가는 레이저 광선을 이용하는 방법을 논의하였다 Profilometer는 stylus tip이 직접 표면에 접촉하여 높이를 읽어가는 방식으로 이때 기준계는 정확한 높이를 구하는데 아주 중요한 역할을 한다 즉, 높이의 측정은 기준계를 기준 하여 이루어지기 때문에 기준계에서의 오차는 곧바로 높이의 오차로 이어지게 된다. (중략)
최근 전자 및 광학 분야에 있어서의 눈부신 발전은 다면경 가공기나 초정밀 연삭기와 같은 초정밀 가공기계의 개발과 실용화에 힘입은 바 크다. 이러한 초정밀 가공기의 성능을 좌우하는 핵심 요소로서 추축계를 들수 있으며, 비교적 소형 경량의 공박물을 가공하는 기계의 주축용 베어링으로는 오일 베어링을 대신하여 공기 베어링이 점차 널리 사용되고 있다. 이러한 가공기에 많이 사용되는 외부 가압 공기 베어링은 동압 공기 베어링과는 달리, 외부에서 가압된 압축공기에 의하여 공기막을 형성하므로, 시동과 정지시 마멸이 없고 저속에서도 비교적 높은 하중 지지력을 얻을 수 있으며, 오일 베어링과 비교하여서는 발열이 적고 윤활제의 유출에 의한 오염의 위험이 없다는 특성외에 공기막에 의한 평균화 효과에 의하여 고정도의 운전이 가능하다는 장점이 있다. 본 연구에서는 점급기원의 가정하게 직접 수치해법을 사용하는 해석 프로그램을 작성하여, 무차원화된 설계 변수들에 대한 외부가압 공기베어링의 정$\cdot$동특성수들을 구하고자 한다.
향후 초박형 렌즈에 있어서 플라스틱 DOE Lens가 주도적으로 사용될 전망이고, 광통신분야에서도 WDM(wavelenght Division Multiplexer)등에 응용 가능성이 높다. DOE Pattern의 회절광량 해석기술, DTM(Diamond Turning Machine)과 Laser가공기의 정밀도 향상 등으로 금형가공기술의 급속한 발전과 함께 DOE의 보편화는 조만간 이뤄질 것으로 보인다.
횡자장하에서 Zeeman 안정화된 He-Ne 레이저를 광원으로 한 두 종류의 공기굴절율 측정용 간섭계를 설계.제작하였다. 제작된 간섭계는 레이저 광속이 진공조와 기체조를 2번 혹은 4변 지나도록 설계하여 분해능을 향상시켰으며 그 경로가 진공조를 중심으로 대칭적으로 지나도록 설계하여 열적인 변형 및 기계적인 진동에 강한 특성을 갖도록 하였다. 진공조와 기체조 사이의 광로차를 위상각 검출 방식의 heterodyne 간섭계로 측정하므로써 homodyne 간섭계에서 발생되는 간섭무늬 해석 오차를 최소화시켜 공기굴절율 측정의 정확도를 향상시켰다. 제작된 두 굴절율계를 이용하여 여러 조건에서 공기굴절율을 측정한 결과 평균값에서의 상호 편차는 $2\times10^{-8}$ 이하였으며 Edlen공식을 이용한 굴절율계와의 편차는 $1\times10^{-7}$ 이하였다.
공초점 방식을 이용하여 두 기판사이의 얇은 공기갭의 두께를 측정하는 방법을 제안하였다. 공기갭이 약 200 nm 이내 일때는 두 기판면이 초점의 레일리 영역 안에 있으므로 완전한 간섭신호를 측정할 수 있었다. 또 초점영역 근처에서의 간섭무늬만 측정되므로 다층 박막중에 존재하는 공기갭이라도 측정할 수 있는 장점이 있다. 간섭무늬 변화가 작은 영역을 제외하면 1 nm 이내의 안정도를 가진다.
완충용액과 분석시료의 확산으로 발생하는 측정 오차를 최소화하기 위하여 공기주입 장치와 공기제거 장치를 설치한 표면 플라즈 몬 공명 타원계측기(surface plasmon resonance ellipsometer: SPRE)를 새로이 제안하고 이를 제작하였다. SPRE에서 완충용액과 분석시료간의 상호 확산은 분석시료의 농도를 변화시켜 굴절률 측정에 영향을 주고, 이 결과 생체분자 물질의 접합 특성이 명확하게 나타나지 않는다. 이러한 SPRE의 측정 장치에 공기를 주입하는 장치를 추가로 설치하여 두 용액의 확산을 막고, 특히 불필요한 공기가 채널 내부로 유입되어 생기는 잡음신호를 없애기 위하여 공기제거 장치를 사용함으로써 신뢰성 있는 SPRE의 측정 결과를 얻을 수 있음을 확인하였다.
1차원의 레이저빔을 공간내의 전방향으로 퍼트리는 새로운 광학기기인 중공형 원통 프리즘에 대해 보고하고자 한다. 중공형 원통 프리즘은 아래의 그림 1과 같이 속이 빈 유리튜브의 구조를 가진다. 레이저광이 유리관의 표면에 입사되면 반사 및 굴절의 현상이 나타난다. 일반적으로 유리는 굴절률이 공기보다 높아 내부반사가 여러 번 일어나므로 유리관 표면에 입사된 레이저빔은 유리관의 곡면을 따라 진행하면서 반사 또는 굴절의 과정을 반복적으로 거치게 된다. (중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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