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박종규(J. K. Park),조진희(J. H. Cho),송민관(M. K. Song),주기남(K.-N. Joo) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
일반적인 현미경은 대물렌즈의 초점이 맞지 않는 영역에서 반사되어 되돌아 오는 광으로 인해, 시편의 선명한 상을 획득하기 어렵다. 이를 개선하기 위해 제안된 공초점 주사 현미경은 초점에 맞는 광만으로 검출하여 시편의 상을 획득하기 때문에, 선명한 영상을 획득할 수 있으나 측정원리상 점측정 방식으로 인해 3 차원 영상을 획득하기 위해서는 Nipkow 디스크와 마이크로 렌즈 배열과 같은 고가의 장치를 필요로 한다. 패턴 조사 현미경은 이와는 달리 임의의 공간 패턴을 가지는 광을 이용하여 공초점 주사 현미경과 같은 원리로 시편의 3 차원 영상을 획득할 수 있다. 그러나 패턴 조사 현미경은 횡축 및 종축 구동부로 인하여, 측정 속도 및 진동으로 인한 성능 한계가 발생한다. 본 연구에서는 이러한 기존의 패턴 조사 현미경의 한계를 극복하기 위한 새로운 원리를 적용시킨 편광 패턴 조사 현미경을 제안한다. 제안하는 시스템에서 광의 공간 패턴은 Wollaston Prism 을 이용하여 형성되며, 생성된 편광 기반의 공간 패턴은 편광 카메라에서 검출되어 기계적 구동 없이 실시간 가시도 계산이 가능해진다. 또한, 제안하는 시스템에서 시편의 광축 구동은 초점 가변 렌즈로 대체되어, 기계적 구동 없이 광축 위치에 따른 패턴의 가시도 변화를 통해 진동 효과를 차단하고 고속 측정이 가능한 장점이 있다. 제안하는 시스템을 실험적으로 검증하기 위해 단차 시편과 오목 거울을 측정하여 새로운 시스템을 검증하였으며 응용 가능성을 확인하였다.