960 kHz Axial Scan Rate Spectral Domain Optical Coherence Tomography : 960 kHz의 축방향 촬영 속도를 갖는 스펙터럼 영역의 광간섭성단층촬영 기술 개발

국문 초록 (Abstract)

광 간섭성 단층촬영 기술은 주로 의료 분야에서 비침습적이고 고해상도의 실시간 단층 영상화를 위해 널리 사용되고 있다. OCT가 갖고있는 2 mm 정도의 깊이 한계 및 실시간 고속 영상화 속도의 특징에 적합한 디스플레이 산업에 유망한 검사 기술로 각광받고 있다. 그러나 생산속도에 비해 느린 검사 속도를 극복하기 위해 여러 대의 OCT를 병렬도 수행하고 있으며 기존의 비전 검사 기술을 완전히 대체하기 어렵다. 현재 영상화 속도와 넓은 스캐닝 영역을 향상시키는 것이 산업분야에서 필수적으로 요구되고 있다. 스펙트로미터 기반 OCT의 라인 스캔 카메라 속도 또는 파장가변 소스 기반의 OCT의 레이저 가변 속도에 의해 영상화 속도는 한계가 있으며 많은 연구 그룹들에 의해 고속의 광검출기와 파장가변 레이저를 이용한 속도 향상 기술이 계속해서 연구되어 왔다. 그러나 하드웨어적인 성능 향상은 매우 더디게 개선되고 있기 때문에 당장 제품 생산 공정에 적용되기에는 많은 OCT를 운용해야하기 때문에 경제적, 공간적, 인력의 비용이 크게 증가하게 된다.
따라서 이 논문의 두 번째 장에서는 OCT의 산업용 분야 적용을 위해 비전 시스템과의 결합 및 두 대의 OCT를 이용하여 고속화 및 스캔 범위를 넓히는 기술을 적용한 VLSC-Dual-OCT 시스템을 제안한다. 또한 자동 검사 소프트웨어를 개발하고 공정상의 결함이 있는 광학 박막 필름을 이용하여 시스템을 정량적으로 평가하였다.
그리고 이 논문의 세 번째 장에서는 고속 OCT 시스템의 새로운 방향을 제시한다. 하나의 OCT 시스템에서 여러 광 간섭계를 사용하여 광학 경로 길이 차이(OPD)를 각각 다르게 설정하여 다중 OCT 이미지를 동시에 얻을 수 있는 Space division multiplexing optical coherence tomography (SDM-OCT)를 개발하였다. 또한 하나의 OCT 광학계에서 두 대의 라인 스캔 카메라를 이용하여 카메라의 라인 촬영 시간의 반만큼 지연된 시간차를 설정하여 각각의 카메라가 번갈아가며 촬영하는 Time division multiplexing optical coherence tomography (TDM-OCT)를 개발하였다. SDM-OCT는 기존의 OCT에서 광섬유 길이의 변화만을 필요로 하며, TDM-OCT는 분광된 광이 광 분배기에 의해 나눠지고 두 카메라가 광 신호를 수집한다. 따라서 두 시스템은 서로 독립적인 관계로 동시에 구현된 STDM-OCT 시스템의 개발을 통해 384%의 속도 향상을 달성하였다.

목차 (Table of Contents)

• Chapter 1. Introduction 1
• 1.1. Optical coherence tomography (OCT) overview 1
• 1.2. Theoretical background 2
• 1.2.1. Optical coherence tomography 2
• 1.2.2. Spectral domain optical coherence tomography 4
• 1.3. Scope of thesis 8
• Chapter 2. Vision-Inspection-Synchronized dual optical coherence tomography for high-resolution real-time multidimensional defect tracking in optical thin film industry 15
• 2.1. Materials and methods 15
• 2.1.1. Configuration of VLSC-UDAL-OCT system 15
• 2.1.2. Parallel inspection software architecture of VLSC-DUAL-OCT system 18
• 2.1.3. Description of the VLSC-DUAL-OCT system’s user interface 25
• 2.1.4. Fabrication of OTF sample with deliberately introduced defects 27
• 2.2. Results and discussion 29
• Chapter 3. Development of space-time division multiplexing optical coherence tomography 39
• 3.1. Materials and methods 39
• 3.1.1. Configuration of STDM-OCT system 39
• 3.1.2. Software architecture of STDM-OCT system 46
• 3.1.3. Description of the STDM-OCT system’s user interface 48
• 3.2. Results and discussion 49
• Chapter 4. Summary and conclusions 52
• Reference 55
• Abstract in Korean 64