적외선, 가시광선 겸용의 3반사망원경계를 설계하기 위하여 형상설계법 및 3차수차의 보정방법이 연구되었다. 적외선용의 광학계는 3반사경계만으로 구성되었으며 원추곡면화를 통하여 구면수차, 코마, 비점수차를 보정하였다. 가시광선용의 광학계는 적외선용의 3반사경계의 상면앞에 보정렌즈를 추가하여 상면만곡을 보정하였다. 설계된 3반사망원경계는 파장 10.mu.m에서는 시계 2.4.deg. 내에서 회절한계의 결상성능을 가지고 있다. 가싣광선대역의 단파장에 대한 rms spot size는 3.deg. 시계내에서 25.mu.m이하이며, CCD의 사용에 적합하도록 flat field 조건을 만족하고 있다.
조리개가 제 2거울에 있는 inverse Cassegrain 광학계에서 비축시야를 사용하면, 이 2반사경계는 넓은 시야를 가지는 대물광학계로 사용할 수 있다. 하지만 이 전통적인 회전대칭 구조의 반사경계는 설계변수의 수가 너무 적기 때문에 수차보정에 한계가 있다. 이 연구에서는 조리개와 제 2거울을 별도로 횡이동시켜 성능을 개선한 새로운 2반사 광학계를 설계하였다. 새로운 설계변수를 사용하여 5차 코마와 비점수차에 대한 보정이 개선되었으며, 시야 전체에서 보다 좋은 수차균형을 얻을 수 있었다. 새로 설계된 비축시야 2반사경계는 회전대칭 구조의 통상적인 2반사경계와 비교하여 spot의 크기가 1/2 수준으로 줄어들었으며, 개선의 효과가 시야 전체에 고르게 나타나고 있다.
입사광의 진폭 분포가 임의의 방향으로 편위되었을 때 편위량의 증가에 따른 상면에서의 착락원 형태변화와 이러한 입사광의 편위가 난시안에 미치는 영향을 살펴보았다. 이 때 고려된 편위량의 크기는 0.0, 0.25, 0.5 그리고 0.75인 경우이며, 편위 방향은 ${\pi}/2$이다. 또한 광학계에 포함된 비점수차량은 $0.0{\lambda}$, $0.25{\lambda}$, $0.5{\lambda}$ 그리고 $0.75{\lambda}$인 경우를 고려하였다. 상면에서의 착락원 형태는 입광의 실수 진폭 분포의 편위량이 증가함에 따라 원형 대칭에서 비대칭의 타원 형태로 변화되어 나타났으며, 비대칭 타원의 정도는 입사광의 실수 진폭 분포의 편위량이 증가함에 따라 크게 나타났다. 또한 입사광의 실수 진폭 분포가 대칭적이지 못하고 임의의 방향으로 약간씩 편위되어 분포함으로써 광학계에 포함된 비점수차를 보정하고 있음을 알 수 있었으며, 이는 난시안을 갖는 눈에 입사된 입사광은 난시의 효과를 최소화하기 위해 편위됨을 알 수 있었다.
홍채의 이동이 눈에 미치는 영향을 광학적으로 분석하고자 한다. 방법: 기존에 설계되어진 Radial GRIN과 Spherical GRIN 형태의 수정체를 갖는 실안과 유사한 정밀모형안을 이용하여 홍채의 위치를 코 방향으로 0.5 mm 편심하여 실제의 눈과 동일하도록 하였다. 또한, 홍채의 위치는 동공의 크기가 증가함에 따라 이동하게 됨을 고려하여 귀 방향으로 0.4 mm 편심하여 눈의 광학적 성능 변화를 각각 분석하였다. 결과: 홍채의 위치를 코 방향으로 0.5 mm 편심시킨 정밀모형안에서 구면수차의 감소로 실안과 비교하여 많은 차이를 보여주고 있으며, 홍채의 위치를 귀 방향으로 0.4 mm 편심한 정밀모형안에서의 구면수차는 실안보다 약간 증가된 성능을 나타냈다. 결론: 홍채의 위치를 코 방향으로 0.5 mm 편심시켜 실안과 보다 유사한 모형안을 설계하는 경우에 있어서는, 눈의 광학적 성능변화에 영향을 미치므로 구면수차와 주변부 굴절력 오차, 비점수차 등의 성능 변화를 고려하여 각 굴절면의 비구면 계수 등 광학상수들에 대한 연구가 필요하다고 사료된다.
파장 13nm의 연 X-선을 사용하여 초고밀도 반도체 칩을 네작할 수 있는 고분해능의 투사 결상용 2-반사경계(배율=1)을 설계하였다. 등배율(1:1)의 광학계는 holosymmetric system으로 구성하였을 때 코마와 왜곡수차가 완전히 제거되는 이점을 갖는다. 2-반사경 holosymmetric system에서 추가적으로 구면수차를 제거하기 위해 두 반사경을 동일한 포물면으로 만들고 두 반사경 사이 거리를 조절하여 비점수차와 Petzval 합이 상쇄되게 함으로써 상면만곡 수차를 보정하였다. 이렇게 구한 aplanat flat-field 포물면 2-반사경 holosymmetric system은 크기가 작고 광축회전대칭의 간단한 구조를 가지면 중앙부 차폐가 아주 작다는 특징을 갖고 있다. 이 반사경계에 대해 잔류 수차, spot diagrams, 회절효과가 고려된 NTF의 분석 등을 통해 연 X-선 리소그라피용 투사 광학계로서의 성능이 조사된 결과, $0.25\mum$및. $0.18\mum$의 해상도가 얻어지는 상의 최대 크기가 각각 4.0mm, 2.5mm로 구해졌고 초점심도는 각각 $2.5.\mu$m, $2.4.\mum$로 얻어졌다. 그러므로 이 반사경계는 256Mega DRAM 및 1Giga DRAM의 반도체 칩 제작의 연구에 응용될 수 있다.
본 연구에서는 여러 형태의 회절광학요소의 field performance를 조사하였다. Zemax 프로그램을 이용하여 다섯 개의 회절광학요소, 즉 투과형 평면 DOE, 투과형 곡면 DOE, 반사형 포물면 DOE, 반사형 평면 DOE, 그리고 반사형 곡면 DOE를 설계하였다. 그리고 이들 회절광학요소에 극자외선 파장인 13 nm와 가시광선 파장인 632.8 nm를 적용시켰다. 이들 DOEs에 사입사 조명시의 회절 한계 하에서의 시야각의 크기 및 파장에 따른 특성, 그리고 주된 수차의 형태를 상호분석 비교하였다. 회절한계 하에서 투과 및 반사 형태 모두에서 곡면 DOEs의 시야각이 평면 DOEs의 시야각보다 훨씬 크다는 것을 알 수 있었다. 또한 사입사 경우에 평면 DOEs와 포물면경의 주된 수차는 코마이며, 곡면 DOEs의 주된 수차는 비점수차와 상면만곡의 혼합된 형태로 나타남을 알 수 있었다. 측정을 통하여 얻은 시야각의 크기와 수차의 종류가 이론적인 결과와 잘 일치함을 알 수 있었다. 또한 극자외선영역에서 평면형 DOEs에 비해 곡면형 DOEs의 field angle의 증가율이 가시광선에서보다 더 효과적임을 알 수 있었다.
파장 792 nm의 AlGaAs 레이저 다이오드로 펌핑되는 Nd:YLF 레이저를 제작하여 펌핑세기와 펌핑빔의 파장에 대한 출력특성을 조사하였다. Brewster 각으로 되어있는 Nd:YLF봉에서 발생하는 비점수차를 보정하기 위하여 공진기 구조를 접힌형태로 하였다. 연속 출력 2.6Watt로 펌핑하였을 때 발진파장 1053 nm에서 최대 출력 1.1Watt를 얻었으며, 이때 전체효율이 39% 였다.
We designed a novel ultra-miniaturized microcolumn structure having an stigmator to significantly improve throughput per unit time, which is the biggest disadvantage of microcolumns. We adopted the structure of the stigmator in the form of an electrostatic octupole electrode, and used an electrostatic quadrupole deflector with a relatively simple structure considering the increase in wiring due to the introduction of the stigmator. We have dramatically reduced the effect of astigmatism that occurs when the electron beam probe is scanned to the periphery of the target by introducing the stigmator between the control electrode and the deflector. As our numerical analysis simulation results, the field of view obtained as a result of this study is about 46.3% improved compared to our previous study, and the electron beam probe size of less than 10 nm was achieved in the entire field of view.
The optical design of the Linear-Astigmatism-Free Three-Mirror-System (LAF-TMS) for KASI-Deep Rolling Imaging Fast-optics Telescope(K-DRIFT) is presented. LAF-TMS is an all-reflective imaging system consists of three freeform mirrors. Due to its well-corrected aberrations and obstruction-free clear aperture, the LAF-TMS provides a wide field of view with very low scattered lights.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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