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홀로그램 기반의 위상 검출용 디지털 홀로그래피 메트롤로지 기술 개발 (최종)
Download 5 time
Participants
김경선, 임용준, 김범수, 추현곤, 장현빈, 김흥묵, 오관정
Published
202402
Type
Final Report
Keyword
홀로그래피 현미경, 홀로그래픽 계측, 3차원 계측, Holographic Microscopy, Holographic Metrology, Threedimensional Metrology
KSP Keywords
Phase Retrieval
Funding Org.
과학기술정보통신부
Research Org.
한국전자통신연구원
Project Code
23HH8200, Development of Digital Holographic Metrology for Phase Retrieval, Lim Yongjun
Abstract
□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
ㅇ 나노급 정확도를 가지는 홀로그램 기반 3차원 형상 정보 복원 기술 개발
- 10 mm2 의 영역에서 10 fps 복원 속도로 500 nm 깊이 검출 정밀도와 λ/128 위상편차 및 0.5 rad 미만의 계측 정확도를 갖는 3차원 형상 정보 계측 및 형상 복원하는 디지털 홀로그래픽 메트롤로지 계측 알고리즘 개발

◼ 전체 내용
ㅇ 나노스케일급 디지털 홀로그래피 메트롤로지 알고리즘 개발
- 최대 측정 분해능 500 nm 급의 초정밀 디지털 홀로그램 획득 기술
- 가간섭성 광원을 적용하여 획득한 위상 정보 획득/처리 기술
- 측정 대상 특성에 따른 반사/투과 선택형 디지털 홀로그래픽 메트롤로지 시스템
ㅇ 대면적 고속 홀로그램 획득/처리 알고리즘 기술 개발
- 단일 측정 최대면적 10 mm2 이상의 고분해능 대면적 근접장 홀로그램 획득 기술
- 10 fps (frame per second)고속 홀로그램 획득/처리 기술
ㅇ 고정밀 위상 계측 알고리즘 기술 개발
- 측정 대상 위상 계측치 편차 λ(파장)/128 미만 수준의 고정밀 위상 복원 홀로그램 획득/처리 기술
ㅇ 홀로그램 복원 데이터로부터의 3차원 형상 정보 복원 알고리즘 개발
- 위상 정보를 이용한 위상 매핑 및 정량적 3차원 형상 정보 산출 기술 개발
- OPL(optical path length)를 이용한 정량적 종방향 정보 산출 알고리즘 개발
- 시스템 배율 정보를 이용한 정량적 횡방향 정보 산출 알고리즘 개발
ㅇ 고속 처리 및 위상 복원 알고리즘 개발 및 최적화
- 다양한 최적화 방법을 이용한 계산 복잡도 감소 연구
- 위상 추출 알고리즘에서의 데이터 의존성 제거
ㅇ 반사/투과 동시 홀로그래픽 계측 기술 개발
- 금속 구조체 형상 구조 계측을 위한 반사형 디지털 홀로그래픽 디스플레이 기술
- 반사/투과 선택형 디지털 홀로그래픽 계측 기술 개발
- 반사/투과 동시 디지털 홀로그래픽 계측 기술 개발

□ 연구개발성과
o 최종결과물

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
o 결과물 활용 방안
- 홀로그램 기반 3차원 정보 추출/복원 기술 제공으로 실시간 3차원 검사 분야의 기술 리더쉽 확보에 활용
- 3차원 검사 장비 기술 제공으로 고정밀 계측 산업 주도권 확보 기술로 활용
- 초고해상도 OLED 디스플레이 패널 표면 검사 장비 구축 및 관련 서비스 제공을 위한 핵심 기술로 활용
- 홀로그래피 기반 초정밀 실시간 계측/검사를 필요로 하는 다양한 타산업의 계측/검사 모듈 개발의 응용 기술로 활용
o 기술적/경제적 파급효과
- 홀로그래피 기반 계측 관련 글로벌 선도형 R&D를 통해 핵심 원천기술 확보 및 조기 지적재산권(IPR) 선점으로 선진국과의 기술 격차 해소 기대
- 디지털 홀로그래피 측정/검사 R&D를 통해 관련 시스템(HW+SW)의 기술혁신과 수요기업(디스플레이 제조업체, 반도체업체 등)과의 동반 성장 촉진
- 고속‧고정밀 3차원 검사 장비 및 서비스 제공 관련 디지털 홀로그래피 장비 시스템에 대한 국내 표준 마련 및 글로벌 표준 활동으로 초기 글로벌 표준 선점에 기여
- 디지털 홀로그램 기술을 기반으로 계측산업의 활성화를 유도하고, 동시에 국내산업의 생산증대, 고용창출 등 고부가가치산업으로서의 경제적 파급효과 기대
- 개발 기술이 적용되는 홀로그래피 이미징 시장의 성장에 따를 경제적 파급효과는 ’20~’26년간 누적 기준 생산유발효과 6천1백억원, 부가가치유발효과 1천8백억원 및 1,200여명의 고용 유발효과를 가져올 것으로 기대

(출처 : 요약문 4p)