KR101183968B1 - The Metal Grid Module for detecting THz wave and Manufacturing Method thereof - Google Patents
The Metal Grid Module for detecting THz wave and Manufacturing Method thereofInfo
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Abstract
본 발명에 따른 금속 그리드 모듈은 감광성 유리 프레임 상에 매우 얇은 두께의 금속 그리드가 일체형으로 형성된 구조를 가지며, 이에 따라 감광성 유리 프레임에 의해 페브리-페롯 간섭계에 안정적으로 실장이 가능하며, 아울러 정렬, 보관 및 운반시 편리성 및 안정성을 확보할 수 있는 것을 특징으로 한다.The metal grid module according to the present invention has a structure in which a very thin metal grid is integrally formed on the photosensitive glass frame, and thus can be stably mounted on the Fabry-Perot interferometer by the photosensitive glass frame, and also aligned, It is characterized by ensuring convenience and stability during storage and transportation.
테라헤르츠파, 파라메트릭 발생기, 금속 그리드 Terahertz wave, parametric generator, metal grid
Description
본 발명은 테라헤르츠파 검출기용 금속 그리드 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더 자세하게는 테라헤르츠파의 정확한 파장 측정을 위해 실장, 정렬, 보관 및 운반의 편리성과 안정성이 향상된 금속 그리드 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a metal grid module for a terahertz wave detector and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a metal grid module with improved convenience and stability in mounting, aligning, storing and transporting for accurate wavelength measurement of terahertz waves. .
본 발명은 지식경제부 및 정보통신연구 진흥원의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-005-3, 과제명: THz파 발진 변환 검출기 및 신호원].The present invention is derived from a study conducted as part of the IT source technology development project of the Ministry of Knowledge Economy and the Ministry of Information and Telecommunications Research and Development. ].
테라헤르츠(THz)파는 적외선과 마이크로파 사이의 100GHz 에서 10THz 범위의 주파수를 가진 전자기파로서, 최근 첨단기술의 발전에 힘입어 미래의 전파자원으로 인정되면서 세계적으로 점점 많은 주목을 받고 있으며, IT(Information Technology), BT(Bio Technology) 등과의 융합을 통한 다양한 응용분야에서 그 중요성을 더해가고 있다.Terahertz (THz) waves are electromagnetic waves with a frequency range of 100 GHz to 10 THz between infrared and microwave. Recently, due to the development of advanced technology, they are gaining more and more attention from around the world. ) And its importance in various applications through convergence with BT (Bio Technology).
특히, 테라헤르츠파는 가시광선처럼 직진하면서 전파처럼 다양한 물질을 잘 투과하므로, 물리, 화학, 생물학, 의학 등의 기초과학뿐만 아니라, 위조지폐, 마약, 폭발물, 생화학무기 등의 감지는 물론 산업 구조물도 비파괴적으로 검사할 수 있어서 일반 산업, 국방, 보안 등의 분야에서도 광범위하게 활용될 것으로 기대되고 있다. 또한, 정보통신 분야에서도 40Gbit/s 이상의 무선통신, 고속 데이터 처리, 위성간 통신에 테라헤르츠 기술이 광범위하게 사용될 것으로 기대되고 있다.In particular, terahertz waves travel through various materials like radio waves while going straight like visible light, so that not only basic sciences such as physics, chemistry, biology, medicine, etc., but also detection of counterfeit bills, drugs, explosives, biochemical weapons, industrial structures, etc. Non-destructive inspection is expected to be widely used in general industries, defense, security and other fields. In addition, it is expected that terahertz technology will be widely used in wireless communication, high-speed data processing, and inter-satellite communication of 40 Gbit / s or more in the information communication field.
이와 같은 테라헤르츠파를 생성하는 장치로서, 비선형 광학현상을 이용하여 테라헤르츠파를 발생시키는 광 파라메트릭 발생기(OPG; Optical Parametric Generation)가 개시되어 있다. As an apparatus for generating such terahertz waves, an optical parametric generator (OPG) for generating terahertz waves using a nonlinear optical phenomenon is disclosed.
광 파라메트릭 발생기는 강한 여기광과 함께 시그널광이 비선형 결정에 펌프광으로 입사되면, 시그널광이 여기광으로부터 에너지를 받아 증폭되는 한편, 아이들러 광이라고 불리는 새로운 광이 발생되어 시그널광과 아이들러광이 서로 증폭되는 광학효과를 이용한 것이다.In the optical parametric generator, when a signal light enters a nonlinear crystal with strong excitation light as pump light, the signal light receives energy from the excitation light and is amplified, while a new light called an idler light is generated to generate a signal light and an idler light. The optical effect is amplified.
이와 같은 광 파라메트릭 발생기에서 발생된 테라헤르츠파의 파장은 페브리-페롯 간섭계(Fabry-Perot Interferometer)에 의해 측정되며, 이에 대하여 간략하게 설명하면 다음과 같다.The wavelength of the terahertz wave generated by the optical parametric generator is measured by a Fabry-Perot Interferometer, which will be briefly described as follows.
도 1은 페브리-페롯 간섭계를 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a schematic of a Febri-Perot interferometer.
도 1을 참조하면, 페브리-페롯 간섭계는, 제1, 2 고반사율 반사막(110, 120)이 서로 평행하게 위치한 상태에서, 제1 고반사율 반사막(110)으로 광이 입사되면, 입사된 광이 반사막(110, 120) 사이에서 여러 차례 반사되어 생성되는 간섭무늬의 변화로 입사된 광의 파장을 측정한다.Referring to FIG. 1, the Fabry-Perot interferometer has light incident on the first high
이 때, 제1 고반사율 반사막(110)에 주파수 특성에 맞는 금속 그리드(130)를 형성하여 테라헤르츠파의 투과와 반사율을 조정하게 된다. 일례로, 약 120㎛ 의 격자 주기를 갖는 금속 그리드는 3THz 파에 대하여 약 48% 정도의 반사율을 가지며, 1THz 파에 대하여는 88% 정도의 반사율을 갖는다.At this time, the
하지만, 광 파라메트릭 발생기에서 발생되는 테파헤르츠파의 파장은 대략 0.1~10THz 이므로, 이러한 넓은 영역의 파장을 검출하기 위해서는 금속 그리드가 서로 다른 격자 주기를 가지면서 그 격자 주기도 수 ㎛ 정도로 매우 짧아야 한다.However, since the wavelength of the tepahertz wave generated by the optical parametric generator is about 0.1 to 10 THz, the metal grid has a different lattice period and the lattice period must be very short, such as several μm, in order to detect such a wide wavelength.
그러나, 수 ㎛ 정도의 매우 짧은 격자 주기를 갖는 금속 그리드를 제작하는 것은 매우 어려우며, 또한 매우 얇은 금속 그리드를 페브리-페롯 간섭계에 실장 및 정렬하는 경우 금속 그리드가 찌그러지거나 완전히 면접합되지 못하는 문제점이 있다.However, it is very difficult to fabricate metal grids with very short lattice periods, such as several micrometers, and when the very thin metal grids are mounted and aligned on a Fabry-Perot interferometer, the metal grids are distorted or not fully interviewed. have.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 실장, 정렬, 보관 및 운반의 편리성과 안정성이 향상된 금속 그리드 모듈을 구현하는 것이다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to implement a metal grid module with improved convenience and stability of mounting, alignment, storage and transport.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 테라헤르츠파 검출기용 금속 그리드 모듈은, 소정 형상의 감광성 유리 프레임 상에 소정의 격자 주기를 갖는 다수의 금속 그리드가 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the terahertz wave detector metal grid module according to the present invention is characterized in that a plurality of metal grids having a predetermined lattice period are integrally formed on a photosensitive glass frame of a predetermined shape.
상기 감광성 유리 프레임의 두께는 1 내지 10㎜ 이고, 상기 금속 그리드의 격자 주기는 1㎛ 내지 200㎛ 이며, 상기 다수의 금속 그리드 중 적어도 어느 하나의 금속 그리드에 다른 금속 그리드 모듈과의 정렬을 위한 정렬마크 홀이 형성된 것이 바람직하다.The photosensitive glass frame has a thickness of 1 to 10 mm, a lattice period of the metal grid is 1 μm to 200 μm, and an alignment for alignment with another metal grid module to at least one metal grid of the plurality of metal grids. It is preferable that mark holes are formed.
상기 감광성 유리 프레임 상에 일체로 형성된 다수의 금속 그리드는 그리드 아답터에 장착되어 테라헤르츠파 검출기에 실장되거나 운반 및 보관시 보호 덮개에 탈착된다. A plurality of metal grids integrally formed on the photosensitive glass frame are mounted on a grid adapter and mounted on a terahertz wave detector or detached from a protective cover during transport and storage.
한편, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 테라헤르츠파 검출기용 금속 그리드 모듈의 제조 방법은, (a) 감광성 유리 내부의 소정 영역을 감광하여 감광성 유리 프레임을 형성하는 단계; (b) 포토 레지스트 공정을 이용하여 상기 감 광성 유리 프레임 상에 소정의 격자 주기를 갖는 격자 패턴을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 격자 패턴 사이에 금속 그리드를 형성한 후 상기 격자 패턴을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. On the other hand, in order to achieve the above object, the method for manufacturing a terahertz wave detector metal grid module according to the present invention comprises the steps of: (a) forming a photosensitive glass frame by photosensitive a predetermined region inside the photosensitive glass; (b) forming a grating pattern having a predetermined grating period on the photosensitive glass frame using a photoresist process; And (c) removing the lattice pattern after forming a metal grid between the lattice patterns.
상기 (a) 단계에서, 상기 감광성 유리의 감광시, 프랜지 영역을 위해 상기 감광성 유리의 양 끝부분을 남기고 감광하는 것이 바람직하다.In the step (a), when the photosensitive glass is photosensitive, it is preferable to leave the photosensitive glass at both ends for the flange region.
상기 (b) 단계에서, 상기 감광성 유리 프레임의 상부에 포토 레지스트를 형성하는 제1 단계와, 상기 포토 레지스트의 소정 영역에 UV를 조사한 후 상기 UV 조사된 부분을 식각하여 상기 감광성 유리 프레임 상에 소정의 격자 주기를 갖는 격자 패턴을 형성하는 제2 단계를 더 포함하며, 상기 포토 레지스트의 소정 영역에 UV를 조사할 때, 다른 금속 그리드 모듈과의 정렬을 위한 정렬마크 홀이 형성될 부분을 남기고 UV를 조사하는 것이 바람직하다.In the step (b), the first step of forming a photoresist on the photosensitive glass frame, and after irradiating UV to a predetermined region of the photoresist to etch the UV irradiated portion predetermined on the photosensitive glass frame The method may further include forming a lattice pattern having a lattice period, wherein when the UV is irradiated to a predetermined region of the photoresist, the UV leaving the portion to form an alignment mark hole for alignment with another metal grid module. It is preferable to investigate.
본 발명에 따른 금속 그리드 모듈은 감광성 유리 프레임 상에 매우 얇은 두께의 금속 그리드가 일체형으로 형성된 구조를 가지며, 이에 따라 감광성 유리 프레임에 의해 페브리-페롯 간섭계에 안정적으로 실장이 가능하며, 아울러 정렬, 보관 및 운반시 편리성 및 안정성을 확보할 수 있다.The metal grid module according to the present invention has a structure in which a very thin metal grid is integrally formed on the photosensitive glass frame, and thus can be stably mounted on the Fabry-Perot interferometer by the photosensitive glass frame, and also aligned, Convenience and stability can be secured during storage and transportation.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in describing the preferred embodiment of the present invention in detail, when it is determined that the detailed description of the related known technology may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 2a 내지 도 2g는 본 발명에 따른 테라헤르츠파 검출기용 금속 그리드 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.2A to 2G are views for explaining a method for manufacturing a metal grid module for a terahertz wave detector according to the present invention.
먼저, 도 2a를 참조하면, 1 내지 10㎜의 두께를 갖는 감광성 유리(Photo-Sensitive Glass)(210)를 준비한다. 여기에서, 감광성 유리(210)는 직사각형, 원형 또는 임의의 형상을 갖는다. First, referring to FIG. 2A, a photo-
그 다음, 도 2b와 같이 감광성 유리(210)의 감광성 유리 프레임(210a)만 남도록 감광성 유리(210) 내부의 소정 영역(210b)을 감광시킨다.Next, as shown in FIG. 2B, the
이 때, 상기 감광성 유리(210)의 양 끝부분(210c)은 남기고 감광하는 것이 바람직한데, 그 이유는 상기 감광성 유리(210)의 양 끝부분(210c)을 금속 그리드의 보관 및 운반의 편리성과 안정성을 도모하기 위한 프랜지 영역으로 활용하기 위해서이다. 또한, 경우에 따라 상기 양 끝부분(210c) 내부의 소정 영역을 감광하여 다른 장치에 실장될 경우 정렬홀로 사용하는 것도 가능하다.At this time, it is preferable to leave both
다음으로, 도 2c와 같이 감광성 유리 프레임(210a)의 상부에 포토 레지스트(230)를 형성한 후, 포토 레지스트(230)의 소정 영역에 UV를 조사한다. Next, as shown in FIG. 2C, after the
이 때, 다른 금속 그리드 모듈과의 정렬을 위한 정렬마크 홀(H)이 형성될 부 분을 남기고 UV를 조사하는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable to irradiate the UV leaving a portion where the alignment mark hole (H) for alignment with other metal grid module is to be formed.
이어서, 도 2d와 같이 UV 조사된 부분을 화학적 습식식각하여 감광성 유리 프레임(210a) 상에 소정의 격자 주기를 갖는 격자 패턴(230a)이 형성되도록 한다.Subsequently, as shown in FIG. 2D, the UV-irradiated portion is chemically wet-etched to form a
여기에서, 상기 격자 패턴(230a)은 1㎛ 내지 200㎛ 의 격자 주기를 갖는 것이 바람직한데, 그 이유는 넓은 영역의 파장을 검출할 수 있는 금속 그리드를 형성하기 위해서이다.Here, the
다음으로, 도 2e와 같이 상기 형성된 격자 패턴(230a) 사이에 구리 및 니켈 등의 금속을 이용하여 금속 그리드(250)를 형성한다. Next, as shown in FIG. 2E, the
이 때, 상기 금속 그리드(250)를 형성하기 전에 격자 패턴(230a) 사이에 티타늄(Ti) 혹은 크롬(Cr) 등으로 시드층을 형성하여 상기 시드층의 상부에 금속 그리드(250)가 잘 형성되도록 하는 것이 바람직하다.At this time, before forming the
그 다음, 도 2f와 같이 금속 그리드(250)가 소정 두께로 형성된 감광성 유리 프레임(210a) 상에서 격자 패턴(230a)을 제거한다. Next, as shown in FIG. 2F, the
다음으로, 도 2g와 같이 금속 그리드(250)가 형성된 감광성 유리 프레임(210a)을 7-10%의 불산액에서 세정하면, 감광성 유리 프레임(210a)을 제외한 영역의 감광성 물질이 제거되며, 이에 따라 감광성 유리 프레임(210a) 상에 매우 얇은 두께의 금속 그리드(250)가 일체형으로 형성된 금속 그리드 모듈(200)이 완성된다.Next, as shown in FIG. 2G, when the
이와 같은 제작 공정을 거쳐 완성된 본 발명의 금속 그리드 모듈(200)은 감광성 유리 프레임(210a)에 의해 페브리-페롯 간섭계에 안정적으로 실장이 가능하 며, 아울러 정렬, 보관 및 운반시 편리성 및 안정성을 확보할 수 있다.The
도 3은 본 발명에 따라 제작된 금속 그리드 모듈(200)의 구조를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining the structure of the
도 3을 참조하면, 원형의 감광성 유리 프레임(210a)상에 소정의 격자 주기를 갖는 다수의 금속 그리드(250)가 형성되어 있으며, 감광성 유리 프레임(210a)에 의해 안정적인 이동 및 보관이 가능하다. Referring to FIG. 3, a plurality of
특히, 감광성 유리 프레임(210a)의 양 끝부분(210c)은 프랜지로 사용되며, 상기 프랜지에 의해 금속 그리드(250)의 보관 및 운반의 편리성과 안정성을 더욱 확실하게 확보할 수 있다.In particular, both
또한, 다수의 금속 그리드 중 어느 하나의 금속 그리드(250)에는 정렬마크 홀(H)이 형성되어 있으며, 이러한 정렬마크 홀(H)은 레이저 광원을 이용한 다른 금속 그리드 모듈과의 정렬 스테이지에서 유용하게 사용된다.In addition, an alignment mark hole H is formed in any one of the plurality of metal grids, and the alignment mark hole H is useful in an alignment stage with another metal grid module using a laser light source. Used.
도 4는 본 발명에 따라 제작된 금속 그리드 모듈(200)에 그리드 아답터(400)를 장착하는 것을 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 그리드 아답터(400)가 장착된 금속 그리드 모듈(200)을 페브리-페롯 간섭계에 실장하는 것을 나타낸 도면이다.4 is a view for explaining the mounting of the
도 4와 같이 본 발명에 따라 제작된 금속 그리드 모듈(200)에 그리드 아답터(400)를 장착한 다음, 도 5와 같이 그리드 아답터(400)가 장착된 2개의 금속 그리드 모듈(200)을 테라헤르츠파의 파장을 검출하는 페브리-페롯 간섭계에 실장한다.After mounting the
즉, 동일한 공정으로 제작되어 금속 그리드의 격자 간격이 동일한 2개의 금 속 그리드 모듈(200)을 페브리-페롯 간섭계에 실장하면, 테라헤르츠파의 정확한 파장 검출이 가능하게 된다.That is, when two
도 6은 본 발명에 따라 제작된 금속 그리드 모듈을 보호하기 위한 보호 덮개를 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining a protective cover for protecting a metal grid module manufactured according to the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따라 제작된 금속 그리드 모듈(200)에 그리드 아답터(400)를 장착한 다음 그 좌우에 보호 덮개(600a, 600b)를 각각 탈착할 수 있으며, 이에 따라 금속 그리드 모듈(200)의 보관 및 운반의 편리성과 안정성이 더욱 향상된다.Referring to FIG. 6, the
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 매우 미세한 금속 그리드를 갖는 금속 그리드 모듈을 간단하게 제작할 수 있으며, 아울러 금속 그리드 모듈의 실장, 정렬, 보관 및 운반의 편리성과 안정성을 향상시킬 수 있는 잇점이 있다.As described above, according to the present invention, a metal grid module having a very fine metal grid can be easily manufactured, and the convenience and stability of mounting, aligning, storing and transporting the metal grid module can be improved. .
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것으로, 본 발명의 범위가 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 여러 가지 다른 형태로 변형이 가능함은 물론이다.So far, the present invention has been described based on the preferred embodiments. However, embodiments of the present invention is provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art, the scope of the present invention is not limited to the above embodiments, various other Of course, the shape can be modified.
도 1은 페브리-페롯 간섭계를 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a schematic of a Febri-Perot interferometer.
도 2a 내지 도 2g는 본 발명에 따른 테라헤르츠파 검출기용 금속 그리드 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.2A to 2G are views for explaining a method for manufacturing a metal grid module for a terahertz wave detector according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따라 제작된 금속 그리드 모듈의 구조를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining the structure of a metal grid module manufactured according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따라 제작된 금속 그리드 모듈에 그리드 아답터를 장착하는 것을 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining the mounting of the grid adapter to the metal grid module manufactured according to the present invention.
도 5는 그리드 아답터가 장착된 금속 그리드 모듈을 페브리-페롯 간섭계에 실장하는 것을 나타낸 도면이다.FIG. 5 illustrates mounting a metal grid module equipped with a grid adapter to a Fabry-Perot interferometer.
도 6은 본 발명에 따라 제작된 금속 그리드 모듈을 보호하기 위한 보호 덮개를 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining a protective cover for protecting a metal grid module manufactured according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Description of the Related Art [0002]
110, 120 : 제1, 2 고반사율 반사막 130 : 금속 그리드110, 120: first, second high reflectivity reflecting film 130: metal grid
200 : 본 발명에 따른 금속 그리드 모듈200: metal grid module according to the present invention
210, 210a : 감광성 유리, 감광성 유리 프레임210, 210a: photosensitive glass, photosensitive glass frame
230, 230a : 포토 레지스트, 격자 패턴230, 230a: photoresist, lattice pattern
250 : 금속 그리드250: metal grid
H : 정렬마크 홀H: alignment mark hole
400 : 그리드 아답터400: grid adapter
600a, 600b : 보호 덮개600a, 600b: protective cover
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|---|---|---|---|---|
| CN105973481A (en) * | 2016-07-07 | 2016-09-28 | 西安应用光学研究所 | Terahertz source wavelength measuring apparatus and method |
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| JP2002318283A (en) | 2001-04-24 | 2002-10-31 | Shimadzu Corp | Two-dimensional array type radiation detector and manufacturing method for x-ray shield wall thereof |
| JP2008261689A (en) | 2007-04-11 | 2008-10-30 | Hitachi High-Technologies Corp | Standard member for calibration, its manufacturing method, and electron beam device using it |
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2008
- 2008-12-22 KR KR1020080131593A patent/KR101183968B1/en not_active IP Right Cessation
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| CN105973481A (en) * | 2016-07-07 | 2016-09-28 | 西安应用光学研究所 | Terahertz source wavelength measuring apparatus and method |
| CN105973481B (en) * | 2016-07-07 | 2018-08-28 | 西安应用光学研究所 | THz source wavelength measuring apparatus and method |
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| KR20100073017A (en) | 2010-07-01 |
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