• Title/Summary/Keyword: 산란광의 강도

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저압 광 산란 입자측정센서의 신호 분석 알고리즘 연구

  • Mun, Ji-Hun;Yun, Jin-Uk;Jeong, Hyeok;Gwon, Yong-Taek;Gang, Sang-U;Yun, Ju-Yeong;Sin, Yong-Hyeon;Kim, Tae-Seong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2011.02a
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    • pp.35-35
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    • 2011
  • 반도체 공정 및 디스플레이 공정에서 발생하는 오염입자는 공정 불량을 일으키는 가장 큰 원인 중의 하나이며, 수십 나노에서 수 백 나노의 크기를 갖는다. 최근 디스플레이 및 반도체 산업이 발전함에 따라 회로의 선폭이 점차 감소하고 있으며 오염입자의 임계 직경(critical diameter) 또한 작아지고 있다. 현재 반도체 및 디스플레이 산업에서 사용되는 측정방법은 레이저를 이용하여 공정 후 표면에 남아있는 오염입자를 측정하는 ex-situ 방법이 주를 이루고 있다. Ex-situ 방법을 이용한 오염입자의 제어는 웨이퍼 전체를 측정할 수 없을 뿐만 아니라 실시간 측정이 불가능하기 때문에 공정 모니터링 장비로 사용이 어려우며 오염입자와 공정 간의 상관관계 파악에도 많은 제약이 따르게 된다. 이에 따라 저압에서 in-situ 방법을 이용한 실시간 오염입자 측정 기술 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 저압 환경에서 실시간으로 입자를 모니터링 할 수 있는 장비를 입자의 광 산란 원리를 이용하여 개발하였으며, 산란 신호를 입자크기로 변환하는 신호 분석 알고리즘 연구를 수행하였다. 빛이 입자와 충돌하게 되면 산란 및 흡수 현상이 발생하게 되는데 이 때 발생하는 산란 및 흡수량과 입자 크기와의 연관성이 Gustav Mie에 의해서 밝혀졌으며, 현재까지 광을 이용한 입자 크기 분석 장치의 기본 원리로 사용되고 있다. 하지만, Mie 이론은 단일입자가 일정한 강도를 가진 광을 통과할 경우인 이상적인 조건에서 적용이 가능하고 실제 조건에서는 광이 가우시안 분포를 가지며 광 집속에 의해서 광 강도가 위치에 따라 변하기 때문에 이러한 조건을 가지는 광을 입자가 통과할 때 발생하는 산란량은 단순히 Mie 이론에 의해서 계산하는 것이 불가능 하다. 본 연구에서는 이러한 현상을 입자 측정의 불확정성 이라고 규정하고 입자가 특정한 위치를 통과할 확률을 이용하여 신호를 분석하는 알고리즘을 개발 및 연구를 수행하였다.

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Fabrication of PDMS microlens for optical detection (광학적 검출을 위한 PDMS 마이크로렌즈의 제작)

  • Park, Se-Wan;Kim, Hyeon-Cheol;Chun, Kuk-Jin
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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    • v.46 no.4
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    • pp.15-20
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    • 2009
  • In a detection system based on laser light scattering, focusing an excitation laser beam into a focal point of a channel in a microfluidic chip is important for obtaining the highest excitation intensity, and consequently for obtaining a laser light scattering signal using a photodetector with a high efficiency. In this paper, we present a polydimethylsiloxane (PDMS) microfluidic chip consisting of an integrated PDMS microlens for cell detection based on laser light scattering. We fabricated PDMS microlens for optical detection system by simply putting down on PDMS chips. The PDMS microlens was fabricated by photoresist reflow and replica molding. This fabrication technique is simple and has an excellent property in terms of the microlens and a high-dimensional accuracy. The PDMS microlens integrated on the PDMS microfluidic chip has been verified to improve the laser intensity, and accordingly, the signal-to-noise ratio and sensitivity of laser light scattering detection for red blood cells(RBCs)

Surface roughness analysis of distributed Bragg reflectors in vertical-cavity surface-emitting lasers by measuring the scattering distribution function (광 산란 측정을 통한 수직 공진 표면광 레이저 반사경의 계면 거칠기 분석)

  • Ju, Young-Gu;Kang, Myung-Su;lee, Yong-Hee;Shin, Hyun-Kuk;Kim, Il
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.9 no.2
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    • pp.63-69
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    • 1998
  • For detailed characterization of scattering losses occurring in VCSEL's distributed Bragg reflectors, we performed scattering experiment and obtained the information about surface roughness through the analysis of a modified transmission matrix method. The various wafers grown for VCSELs were used for the scattering experiment. The fractal surface assumption and extrapolation is used to estimate the scattered intensity near specular angle. The modified transmission matrix method employed in the analysis considers the scattering loss at each interface and calculates the reflectivity efficiently and easily. As a result, the surface roughness ranges from $4{\AA}$ to $10{\AA}$ The reduction of reflectivity due to the scattering amounts to 0.26% in case of $10{\AA}$ roughness.

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액체로켓용 충돌형 인젝터의 질량분포 측정을 위한 PLLIF 기법에 대한 연구

  • 정기훈;고현석;이인수;윤영빈
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2002.04a
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    • pp.1-1
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    • 2002
  • PLLIF(Planar Laser Liquid Induced Fluorescence) 기법은 분무장을 교란시키지 않고 고해상도의 2차원 질량분포를 빠르게 측정할 수 있기 때문에 기존의 기계적인 분무 분포 측정방법의 한계를 극복하였을 뿐만 아니라 접근이 불가능하였던 인젝터 근방의 분무에 대한 중요한 정보를 제공하고 있다. 그러나 레이저 광을 받은 액적에 의한 산란광의 강도가 클 경우에는 인접한 액적들을 형광시킬 수 있고 액적의 형광신호가 액적들을 통과하면서 감쇠되는 이차산란에 의한 오차는 PLLIF 기법의 정량화에 가장 큰 난점으로 인식되고 있다. 특히 이러한 현상은 분무 분포의 밀도가 높고 액적의 크기가 클수록 강하게 나타나는데, 액체로켓에서 일반적으로 사용되고 있는 like-doublet 인젝터는 이러한 분무 특성을 갖는다. 따라서 Mechanical Patternator 및 PDPA(Phase Doppler Particle Analyzer)로부터 측정한 like-doublet 인젝터의 분무 질량 분포 결과와 비교하여 이차산란에 의한 오차를 파악하여 PLLIF 기법의 적용 가능성을 진단하였다.

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Development of the Analysis Software for a Sphere-Scanning Radiometer (회전식 방향성 복사측정기 자료해석 Software 개발)

  • 박경윤
    • Korean Journal of Remote Sensing
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    • v.4 no.1
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    • pp.17-29
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    • 1988
  • 본 연구에서는 지면의 표적물 및 하늘과 구름애서 산라되어 나오는 방향성 복사량을 효 율적으로 측정하고, 이들 산란광에 의한 Remote Sensing(원격탐사) 자료해석상의 영향을 조사 연 구하기 위해 만들어진 나선형식으로 회전하며 거의 전반구를 11초 이내에 주사하는 Sphere-Scanning Radiometer의 자료를 분석하는 데 필요한 software(S/W)들을 개발하였다. 개발 된 S/W 에는 개개의 측정자료가 기록될 순간에 측정기의 Field of View (FOV)에 의해 실제로 산란광이 집적된 지표면상의 부분을 시각적으로 나타내 주고 복사강도를 Grey Level로 나타낼 수 있는 도면표시 Algorithm과 FOV각의 크기에 따라 overlap부분의 면적을 계산하는 Algorithm 등이 포함되어 있다. 또한, 실험농장에서 본 radiometer로 측정한 자료를 이 S/W를 사용하여 분 석해 본 결과 밝혀진 몇 가지 방향성 복사량의 특성들을 간단히 소개 하였다.

저압 광산란 입자측정센서 개발 및 성능 평가

  • Mun, Ji-Hun;U, Dae-Gwang;Kim, Myeong-Jun;Yun, Jin-Uk;Jeong, Hyeok;Gwon, Yong-Taek;Gang, Sang-U;Yun, Ju-Yeong;Sin, Yong-Hyeon;Kim, Tae-Seong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.02a
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    • pp.327-327
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    • 2010
  • 디스플레이 및 반도체 산업이 발전함에 따라 회로의 선폭이 점차 줄어들고 있으며, 이에 따라서 대표적인 오염원이 되는 오염입자의 임계 직경(critical diameter) 또한 작아지고 있다. 현재 반도체 및 디스플레이 산업에서 사용되는 측정방법은 레이저를 이용하여 공정 후 표면에 남아 있는 오염입자를 측정하는 ex-situ 방법이 주를 이루고 있다. Ex-situ 방법을 이용한 오염입자의 제어는 웨이퍼 전체를 측정할 수 없을 뿐만 아니라 실시간 측정이 불가능하기 때문에 공정 모니터링 장비로 사용이 어려우며 오염입자와 공정 간의 상관관계 파악에도 많은 제약이 따르게 된다. 이에 따라 저압에서 in-situ 방법을 이용한 실시간 오염입자 측정 기술 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 저압 환경에서 실시간으로 입자를 모니터링 할 수 있는 장비를 입자의 광산란 원리를 이용하여 개발하였다. 빛이 입자에 조사되면 크게 산란 및 흡수현상이 일어나게 되는데, 이 때 발생하는 산란광은 입자의 크기와 관계가 있으며 Mie 이론으로 널리 알려져 있다. 현재 이를 이용한 연구가 국내 및 국외에서 진행되고 있다. 수 백 nm 대의 입자를 측정하기 위해서는 빛의 강도가일정 수준 이상 되어야 하며, 이를 측정할 수 있는 수신부의 감도 또한 중요하다. 본 연구에서는 빛의 직경을 100 um 이하까지 집속할 수 있는 광학계를 상용 프로그램을 이용하여 설계하였으며, 강도가 약한 산란광 측정을 위하여 노이즈 제거 필터링 기술 등이 적용된 수신부 센서를 개발하여 전체 시스템에 적용하였다. 교정은 상압과 저압에서 수행 하였으며 약 5%의 측정효율로 최소 300 nm 이하의 입자까지 측정이 가능함을 확인 하였다. 또한, 타사의 실시간 입자 측정 센서와의 비교 실험을 통하여 성능평가를 수행하였다. 기존 광산란 방식 센서보다 높은 성능의 센서를 개발하기 위하여 추후 연구를 진행할 계획이며, 약 200 nm 이하의 입자까지 측정이 가능할 것으로 기대된다.

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Change of Atmospheric Particle Number Concentration at Kosan, Jeju using Optical Particle Counter during ACE-Asia (광학적 입자 계수기를 이용한 ACE-Asia 기간 중 제주 고산에서의 대기 에어로졸 개수 농도 변화)

  • 정창훈;김지영;최병철;오성남
    • Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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    • 2001.11a
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    • pp.435-436
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    • 2001
  • 대기 중 에어로졸 입자의 크기 분포를 측정하는 기기 중 광학적 입자 계수기(Optical Particle Counter)는 0.3$\mu\textrm{m}$에서 25$\mu\textrm{m}$ 사이의 입자의 크기를 개개의 입자에 대한 산란광의 강도를 측정하여 그 강도와 미리 정해진 강도와의 관계에 의해 입자의 크기를 추정한다(Chun et al., 2001). 본 연구에서는 2001년 4월 제주 고산에서 실시된 ACE-Asia(Asian Pacific Regional Aerosol Characterization Experiment) 집중 관측 기간 중 광학적 입자 계수기(Optical Particle Counter; HIAC/ROYCO 5230)를 이용하여 측정한 이 기간 중 에어로졸 입자의 크기 분포의 특성을 황사시와 비황사시, 그리고 강수시와 비강수시로 나누고 그 특징을 비교하여 보았다. (중략)

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Characteristics of Size Resolved Atmospheric Aerosol in Seoul, 2001 using OPC measurement (광학적 입자계수기를 이용한 2001년 서울 에어로졸의 크기별 물리 특성)

  • 정창훈;전영신;최병철
    • Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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    • 2002.11a
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    • pp.434-435
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    • 2002
  • 에어로졸 입자의 크기 분포를 측정하는: 방법은 여러 가지가 있다. 이중 광학 입자계수기(Optical Particle Counter)는 직경 0.3-25$\mu\textrm{m}$의 입자의 산란광의 강도를 측정하여 입자의 크기별 개수를 측정하는 기기로 청정지역의 대기 중 부유하는 입자의 측정에 널리 사용되고 있다 (전영신 등, 1999). 본 연구에서는 기상청 기상연구소에서 측정한 광i부 입자계수기(HYAC/ROYCO 5230)의 측정자료를 이용하여 2001년도 1년간 서울의 대기 에어로졸의 특성과 경향을 분석하였다. 측정결과는 대기환경월보(환경부, 2001) (중략)

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A Study for Stray Light Distribution of Mobile Phone Camera Consisting of Two Aspheric Lenses (2매 비구면 렌즈로 구성된 폰 카메라에서 미광 분포에 대한 연구)

  • Park, Kwang-Woo;Lee, Jong-Ung
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.20 no.1
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    • pp.6-15
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    • 2009
  • A mobile phone camera consisting of two aspheric lenses is designed, and stray light distribution on the image plane is analyzed. We assume that most of the incident light is absorbed on the inner surfaces of the lens barrel and spacers, only a small fraction of the light is scattered uniformly. Assuming that 10% of the incident light is scattered on the barrel and spacers, the maximum value of stray light is 7.1% of the ideal image intensity. The result of analysis shows that stray light originated mostly from internal reflection on the ribs. The contributions of scattering by the barrel and spacers are relatively small. To reduce the internal reflection, thin absorbing plates are inserted between lenses, and the shapes of spacers are modified. After the redesigning of the lens barrel, the maximum value of stray light is reduced to 1.1% of the ideal image intensity.