KR100805823B1 - 광학요소 표면 측정 시스템 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 CGH(Computer Generated Hologram)를 이용한 광학요소 표면 측정 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하트만 센서를 사용하여 광학요소의 표면 가공상태를 측정함에 있어서 제작하고자 하는 목표 광학요소와 동일한 패턴으로 광빔을 반사하는 CGH를 설계하고 상기 CGH에서 반사된 광빔의 파면을 측정하여 기준좌표 매트릭스를 얻고, 이를 측정 대상 광학요소에서 반사된 광빔의 파면을 측정해서 얻는 시험좌표 매트릭스와 대비하여 상기 측정 대상 광학요소의 표면 가공상태를 단시간 내에 판정할 수 있는 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 입사광을 생성하는 간섭계와, 상기 간섭계에서 생성된 입사광을 팽창시키거나 집광하는 렌즈어레이와, 상기 렌즈어레이를 통과한 입사광을 반사하여 목표 광학요소와 동일한 파면을 갖는 광빔을 생성하는 CGH와, 상기 간섭계와 상기 CGH를 잇는 광축에 직각되는 광빔을 수광하는 하트만 센서와, 상기 광빔을 분배하여 그 중 일부는 상기 간섭계로 진행시키고 다른 일부를 상기 하트만 센서로 진행시키는 빔스플리터를 포함하되, 상기 하트만 센서는 복수의 광경로가 형성된 마스크와 CCD로 이루어지고 상기 광빔이 상기 복수의 광경로를 통과하여 CCD에 맺힌 광점들의 위치 좌표를 상기 광빔 파면의 기준 좌표 매트릭스로 기록하는 것을 특징으로 한다.
CGH, 비구면 렌즈, 표면 측정, 하트만 센서, CCD
Description
도 1은 본 발명에 따른 측정 시스템의 구성도.
도 2는 중앙부와 주변부로 구성된 CGH의 개략도.
도 3은 실제 제작된 CGH의 평면도.
도 4는 하트만 센서의 개략도.
도 5는 감지영역을 복수의 셀로 구획한 CCD의 평면도.
도 6(a)는 비구면의 정도가 작은 경우 광빔의 경로를 나타낸 도 4의 측면도.
도 6(b)는 비구면의 정도가 큰 경우 광빔의 경로를 나타낸 도 4의 측면도.
도 7은 기준파면에 의해 생성된 광점들의 분포도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 간섭계 11 : 렌즈어레이
12 : 빔 확장기 13 : 컨덴싱 렌즈
14 : CGH 15 : 측정 대상 광학요소
16 : 빔 스플리터 17 : 하트만 센서
20 : 유리기판 21 : 중앙부
22 : 주변부
31 : 마스크 32 : CCD
33 : 홀 34 : CCD 픽셀
35 : 평행광빔 36 : 비평행광빔
37 : 셀 38 : 광점
39 : 중앙부위
본 발명은 CGH(Computer Generated Hologram)를 이용한 광학요소 표면 측정 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하트만 센서를 사용하여 광학요소의 표면 가공상태를 측정함에 있어서 제작하고자 하는 목표 광학요소와 동일한 패턴으로 광빔을 반사하는 CGH를 설계하고 상기 CGH에서 반사된 광빔의 파면을 측정하여 기준좌표 매트릭스를 얻고, 이를 측정 대상 광학요소에서 반사된 광빔의 파면을 측정해서 얻는 시험좌표 매트릭스와 대비하여 상기 측정 대상 광학요소의 표면 가공상태를 판정하는 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
최근에는 DVD, 디지털 카메라, 휴대폰, HDTV, 레이저 프린터 등의 많은 전자 제품에 정밀 광학요소가 탑재되고 있는데 전자제품의 해상도 증가 및 렌즈 갯수의 감소 요구에 따라 비구면 렌즈 등의 비구면 광학요소의 사용이 증가하고 있으며, 그 결과 제작된 비구면 광학요소의 표면 가공상태의 정밀한 측정이 요구되고 있다.
일반적으로 이러한 비구면 광학요소의 표면 측정에는 접촉식 측정 장비, 영 보상기(null corrector) 또는 하트만 센서를 이용하는 방법 등이 사용된다.
이때 접촉식 측정 장비를 사용하는 것은 프로브 등을 이용하여 비구면 광학요소 표면의 가공상태를 측정하는 것으로서 측정 장비와 상기 비구면 광학요소의 정렬 및 측정의 수행에 장시간이 소요되는 문제가 있었다.
영 보상기를 이용하는 방법은 간섭계에서 생성된 광빔이 비구면 광학요소의 표면에 수직으로 입사되도록 영 보상기를 설계하고, 그에 의해 생성되는 간섭무늬를 이용하여 표면의 가공상태를 파악하는 것이다. 이와 같은 영 보상기는 일반적으로 렌즈를 사용하여 구현되는데, 광학요소의 전체 표면을 단시간 내에 측정할 수 있는 이점이 있으나 비구면 광학요소의 표면이 볼록하거나 비구면 상수항이 많이 들어간 경우에는 영 보상기를 설계하기 어려운 문제점이 있다. 다만 이러한 경우에도 광학유리를 식각하여 제작하는 투과형 CGH를 이용한다면 영 보상기를 설계하는 것이 가능하지만 현재 제작되고 있는 투과형 CGH에서는 CGH의 투과율의 문제로 인하여 비구면 광학요소에서 반사되는 광빔과 측정시 사용되는 각종 렌즈 등에서 반사되어 노이즈로 작용하는 광빔을 구별하기 어려운 문제가 있었다.
종래의 하트만 센서를 사용하는 방법은 목표 광학요소로부터 반사된 광빔의 파면을 측정하여 기준파면으로 저장한 후 비구면 광학요소로부터 반사된 광빔의 파 면을 측정하고 양자의 차이를 분석하여 상기 비구면 광학요소의 표면 가공상태 및 상기 목표 광학요소와의 차이를 파악하는 것인데, 정확한 측정을 위해서는 상기 목표 광학요소를 정확하게 제작해야 하는 문제가 있었다.
이와 같은 비구면 광학요소의 표면 측정시의 문제점들은 비구면의 표면을 갖는 광학요소 이외에도 정밀한 표면 가공이 요구되는 광학요소들의 표면 가공상태 측정에서도 동일하게 발생하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 하트만 센서를 이용하여 광학요소의 표면 가공상태를 측정함에 있어서, CGH를 영 보상기가 아닌 목표 광학요소를 대체하도록 사용하는 방법을 채택하여 상기 CGH를 상기 목표 광학요소와 동일한 패턴으로 광빔을 반사하도록 제작하고, 상기 CGH에서 반사된 광빔의 파면을 기준파면으로 하여 측정 대상 광학요소에서 반사된 광빔의 파면과의 오차를 측정하도록 함으로써 목표 광학요소의 직접적인 제작의 어려움을 해소함과 동시에 단시간 내에 측정 대상 광학요소의 표면 상태를 정밀하게 측정할 수 있는 시스템 및 측정 방법을 제공함에 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 측정 시스템은 입사광을 생성하는 간섭계와, 상기 간섭계에서 생성된 입사광을 팽창시키거나 집광하는 렌즈어레 이와, 상기 렌즈어레이를 통과한 입사광을 반사하여 목표 광학요소와 동일한 파면을 갖는 광빔을 생성하는 CGH와, 상기 간섭계와 상기 CGH를 잇는 광축에 직각되는 광빔을 수광하는 하트만 센서와, 상기 광빔을 분배하여 그 중 일부는 상기 간섭계로 진행시키고 다른 일부를 상기 하트만 센서로 진행시키는 빔스플리터를 포함하되, 상기 하트만 센서는 복수의 광경로가 형성된 마스크와 CCD로 이루어지고 상기 광빔이 상기 복수의 광경로를 통과하여 CCD에 맺힌 광점들의 위치 좌표를 상기 광빔 파면의 기준 좌표 매트릭스로 기록하는 것을 특징으로 한다.
상기 CGH는 표면의 가공상태를 측정하고자 하는 목표 광학요소의 표면과 동일한 패턴으로 광빔을 반사하도록 컴퓨터로 설계된 것을 특징으로 할 수 있으며, 또한 상기 CGH는 기준파면을 생성하는 중앙부와 광축 정렬을 위한 주변부로 구성된 것을 특징으로 할 수 있다.
삭제
또한 본 발명의 광학요소 표면 측정 방법은 (a) 목표 광학요소의 표면과 동일한 패턴으로 광빔을 반사시키는 중심부와 광축 정렬을 위한 주변부로 구성되는 CGH를 제작하는 단계; (b) 입사광을 생성하는 간섭계와 상기 간섭계에서 생성된 입사광을 팽창시키거나 집광하는 렌즈어레이와 상기 CGH를 동일한 광축상에 정렬하는 단계; (c) 상기 단계(b)에서 정렬된 광축상에서 상기 간섭계와 상기 렌즈어레이 사이에 빔스플리터를 위치시키고, 상기 빔스플리터에서 분배되어 상기 광축에 직각으로 진행하는 광빔을 수광하도록 하트만 센서를 정렬하는 단계; (d) 상기 입사광을 상기 CGH에서 반사시켜 비평면 광빔을 형성하는 단계; (e) 상기 비평면 광빔을 복수의 광경로가 형성된 상기 하트만 센서의 마스크를 통과시켜 상기 하트만 센서의 CCD 상에 맺힌 광점들의 좌표로 이루어진 좌표 매트릭스를 얻는 단계; (f) 상기 CGH를 측정 대상 광학요소로 대체하는 단계; (g) 상기 간섭계와 상기 측정 대상 광학요소를 동일한 광축상에 정렬하고 상기 측정 대상 광학요소에서 반사된 광빔을 복수의 광경로가 형성된 상기 하트만 센서의 마스크를 통과시켜 상기 하트만 센서의 CCD 상에 맺힌 광점들의 좌표로 이루어진 좌표 매트릭스를 얻는 단계; (h) 상기 단계(g)의 좌표 매트릭스로부터 상기 단계(e)의 좌표 매트릭스를 차감하여 오차 매트릭스를 얻어 상기 측정 대상 광학요소의 표면 가공상태를 판정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 단계(b)는 상기 CGH의 주변부를 이용하여 광축을 정렬하는 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 단계(g) 및 단계(h)를 반복하여 오차 매트릭스의 모든 요소의 평균자승근(rms) 값이 최소가 되는 위치에 측정 대상 광학요소를 정렬하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 오차 매트릭스를 이용한 측정 방법은 상기 오차 매트릭스의 요소들의 평균자승근(rms) 또는 최대-최저오차(PV) 값을 이용하여 이루어질 수 있다.
이하 첨부된 도면에 의해 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 광학요소 표면 측정 시스템의 구성도로서 간섭계(10), 렌즈어레이(11), CGH(14), 그리고 빔 스플리터(16)가 동일한 광축상에 위치하고 있으며, 하트만 센서(17)는 상기 빔 스플리터(16)에서 분배되어 상기 광축에 직각되도록 진행하는 광빔을 수광할 수 있도록 배치되어 있다.
이때 상기 간섭계(10)는 입사광을 생성하는 것으로서, 상기 입사광은 상기 하트만 센서(17)에서 파면 측정을 위한 광원으로 사용됨과 동시에 상기 시스템을 구성하는 광학기기들의 정렬에도 사용된다. 상기 입사광은 평행광의 특성을 갖는데 광학요소의 표면 측정 과정에서 측정 대상 광학요소(15) 또는 상기 CGH(14)의 측정 표면을 적절히 조사할 수 있도록 렌즈어레이(11)를 사용하여 광 조사 면적을 조절한다.
상기 렌즈어레이(11)는 상기 입사광을 확대하는 빔 확장기(12)와 확대된 빔을 상기 CGH(14)나 상기 측정 대상 광학요소(15)에 맞도록 압축하여 집광하는 컨덴싱 렌즈(13)로 구성되는데, 케플러 망원경이 상기 빔 확장기(12)로 사용돨 수 있으며, 상기 컨덴싱 렌즈(13)는 복수의 렌즈의 조합으로 구현될 수 있다.
상기 CGH(14)는 상기 렌즈어레이(11)를 통과한 입사광을 반사하는 광학기기 로서, 영 보상기로 사용되는 투과형 CGH와는 달리 본 발명에서는 상기 입사광을 반사시킬 수 있도록 유리기판(20) 위에 크롬 패턴을 형성하여 제작되며, 상기 크롬 패턴의 형태는 컴퓨터를 이용하여 설계된다. 이때 상기 크롬 패턴은 0.1μm의 정밀도로 제작이 가능하며 그 결과 상기 크롬 패턴의 조절을 통해 상기 입사광을 임의의 방향으로 반사시킬 수 있다.
상기 CGH(14)는 도 2에 나타낸 바와 같이 중앙부(21)와 상기 중앙부(21) 둘레에 형성되는 주변부(22)로 구성되는데, 상기 중앙부(21)는 이상적인 표면 가공상태를 갖는 목표 광학요소와 동일한 패턴으로 입사광을 반사하도록 하여 상기 하트만 센서(17)에서 광학요소의 표면 측정시 사용되는 기준파면을 생성하도록 제작되며, 상기 주변부(22)는 상기 측정 시스템을 구성하는 상기 CGH(14)의 정렬에 사용된다. 따라서 상기 주변부(22)는 상기 입사광이 입사되는 경로와 동일한 경로로 광빔이 반사되도록 크롬 패턴을 형성함이 바람직하며, 상기 주변부(22)를 이용한 상기 CGH(14)의 광축 정렬은 상기 입사광을 상기 중앙부(21)에서 반사시켜 상기 기준파면을 생성시키기 이전에 이루어지는 것이 바람직하다. 도 3은 실제 제작된 CGH(14) 샘플로서 유리기판(20)에 상기 중앙부(21)와 상기 주변부(22)가 형성되어 있는 예를 보여 준다.
상기 CGH(14)에서 반사된 광빔은 빔 스플리터(16)에서 분배되어 그 일부는 간섭계(10)로 진행되며, 다른 일부는 상기 하트만 센서(17)로 진행된다.
상기 하트만 센서(17)는 시험파면과 상기 기준파면을 대비하여 그 차이에 의해 측정 대상 광학요소(15)의 표면 가공 상태의 정밀도를 파악하는 것으로서 도 4 에 나타난 바와 같이 복수의 홀(33)이 천공된 마스크(31)와 CCD(32)로 구성된다. 물론 상기 마스크(31)는 상기 홀(33)이 형성된 위치에 마이크로 렌즈가 형성되어 이루어진 마이크로렌즈 어레이로 대체될 수 있으며 작동원리는 동일하다. 이하에서는 상기 홀(33)이 형성된 상기 마스크(31)를 기준으로 설명하기로 하되, 상기 홀(33)이 형성된 상기 마스크(31) 및 상기 마이크로 렌즈가 복수개 나열 형성된 상기 마이크로렌즈 어레이를 모두 복수의 광경로가 형성된 마스크(31)로 통칭하기로 한다.
본 발명에서는 상기 기준파면은 상기 입사광이 상기 CGH(14)의 중앙부(21)에서 반사되어 형성되며, 상기 시험파면은 상기 CGH(14)를 상기 측정 대상 광학요소(15)로 대체한 후 상기 입사광을 반사시켜 형성된다. 따라서 측정 과정에서는 상기 CGH(14)와 상기 측정 대상 광학요소(15)를 제외한 다른 광학기기들이 고정된 상태에서 공통적으로 사용되는바 상기 기준파면과 상기 시험파면의 생성 과정에서 오차 발생 요인이 공통되므로 이와 같이 공통적으로 포함되는 오차는 서로 상쇄되어 측정의 정확성이 크게 향상되는 특징이 있다.
상기 하트만 센서(17)에서는 상기 기준파면 또는 상기 시험파면으로 이루어진 광빔이 상기 마스크(31)에 형성된 복수의 홀(33)을 통과하면서 상기 CCD(32)에 광점들을 형성하게 되는데, 상기 광점들의 위치는 상기 광점들의 좌표를 요소로 하는 좌표 매트릭스로 나타낼 수 있다. 따라서 상기 기준파면에 의해 형성된 광점들의 위치를 나타내는 기준 좌표 매트릭스와 상기 시험파면에 의해 형성된 광점들의 위치를 나타내는 시험 좌표 매트릭스를 얻을 수 있으며, 상기 기준 좌표 매트릭스 와 상기 시험 좌표 매트릭스의 대응되는 매트릭스 요소들을 차감하여 오차 매트릭스를 얻을 수 있다. 이때 오차 매트릭스의 요소들의 값에 의하여 상기 측정 대상 광학요소(15)의 표면의 형상을 복원하여 그 가공상태를 판정할 수 있게 되는데, 이 경우 표면 가공상태의 판정은 상기 오차 매트릭스 요소들의 평균자승근(rms) 값 또는 최대-최저오차(PV, Peak-to-Valley) 값을 이용하여 이루어질 수 있다.
도 5에 나타낸 바와 같이 상기 CCD(32)의 감지영역은 상기 마스크(31)에 형성된 복수의 홀(33)에 대응되는 복수의 셀(37)로 구획될 수 있으며, 각각의 셀(37)은 복수의 CCD 픽셀(34)을 포함하게 된다. 그런데 도 6(a)와 도 6(b)에 나타낸 바와 같이 상기 측정 대상 비구면 광학요소(15) 표면의 비구면의 정도가 작은 경우에는 상기 하트만 센서(17)에 도달하는 광빔은 평행광빔(35)의 특성을 갖지만, 비구면의 정도가 증가할수록 비평행광빔(36)의 특성을 갖게 되며, 그 결과 상기 CCD(32)에 맺히는 광점은 상기 셀(37)의 경계에 근접하거나 상기 셀(37)을 벗어날 가능성도 있다. 그러나 정확한 측정을 위해서는 상기 CCD(32)에 맺히는 각각의 광점이 가급적 상기 홀(33)에 대응되는 셀(37)의 중앙 부근에 형성되어 해당 셀(37) 내에서의 측정 해상도를 충분히 활용하면서, 인접 셀(37)과의 간섭 가능성을 배제하는 것이 바람직하다. 따라서 상기 비평행광빔(36)에 의해 생기는 광점이 상기 셀(37)의 경계에서 충분히 이격되어 셀(37) 중앙부에 위치되도록 상기 셀(37)의 위치 또는 면적을 조절할 필요가 있다. 이러한 조절은 상기 하트만 센서(17)의 CCD(32) 측정결과를 제어하는 소프트웨어를 수정함으로써 용이하게 이룰 수 있다. 특히 본 발명에서는 상기 기준 좌표 매트릭스와 시험 좌표 매트릭스의 요소들을 차 감하여 얻어지는 상대적인 차이값을 상기 오차 매트릭스의 요소들로 사용하게 되는바 상기 셀(37)의 위치 또는 크기를 변경하여도 상기 측정 시스템의 정확성은 그대로 유지된다.
도 7은 상기 기준파면에 의해 생성된 상기 광점들의 분포를 상기 셀(37)과의 관계에서 나타낸 예이다. 이때, 외곽셀들은 예를 들면 광점(38)과 같이 셀(37)의 경계에 근접하여 형성되는 경향이 나타난다. 따라서 실제 측정시에는 외곽셀들을 제외하고 중앙부위(39)의 광점 위치만을 유효 데이터로 사용함으로써 측정의 신뢰도를 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명을 이용한 측정의 정확도를 확인하기 위하여 상기 측정 대상 광학요소(15)를 종래의 접촉식 측정장비를 사용한 측정방법과 비교할 때, 16 nm의 평균자승근(rms) 값의 오차 내에서 일치하는 결과를 얻을 수 있었다.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 하트만 센서를 이용하여 광학요소의 표면 가공상태를 측정함에 있어서 CGH를 사용하여 이상적인 표면 가공특성을 갖는 목표 광학요소를 대체하도록 함으로써 목표 광학요소의 직접적인 제작의 어려움을 해소함과 동시에 단시간 내에 측정 대상 광학요소의 표면 상태를 정밀하게 판정할 수 있도록 하는 것이다.
Claims (9)
- 입사광을 생성하는 간섭계와,상기 간섭계에서 생성된 입사광을 팽창시키거나 집광하는 렌즈어레이와,상기 렌즈어레이를 통과한 입사광을 목표 광학요소의 표면과 동일한 패턴으로 반사하도록 컴퓨터로 설계된 CGH와,상기 간섭계와 상기 CGH를 잇는 광축에 직각되는 광빔을 수광하는 하트만 센서와,상기 광빔을 분배하여 그 중 일부는 상기 간섭계로 진행시키고 다른 일부를 상기 하트만 센서로 진행시키는 빔스플리터를 포함하되,상기 하트만 센서는 복수의 광경로가 형성된 마스크와 CCD로 이루어지고 상기 광빔이 상기 복수의 광경로를 통과하여 CCD에 맺힌 광점들의 위치 좌표를 상기 광빔 파면의 기준 좌표 매트릭스로 기록하는 것을 특징으로 하는 광학요소 표면 측정 시스템.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,상기 CGH는 기준파면을 생성하는 중앙부와 광축 정렬을 위한 주변부로 구성된 것을 특징으로 하는 광학요소 표면 측정 시스템.
- 삭제
- (a) 목표 광학요소의 표면과 동일한 패턴으로 광빔을 반사시키는 중심부와 광축 정렬을 위한 주변부로 구성되는 CGH를 제작하는 단계;(b) 입사광을 생성하는 간섭계와 상기 간섭계에서 생성된 입사광을 팽창시키거나 집광하는 렌즈어레이와 상기 CGH를 동일한 광축상에 정렬하는 단계;(c) 상기 단계(b)에서 정렬된 광축상에서 상기 간섭계와 상기 렌즈어레이 사이에 빔스플리터를 위치시키고, 상기 빔스플리터에서 분배되어 상기 광축에 직각으로 진행하는 광빔을 수광하도록 하트만 센서를 정렬하는 단계;(d) 상기 입사광을 상기 CGH에서 반사시켜 비평면 광빔을 형성하는 단계;(e) 상기 비평면 광빔을 복수의 광경로가 형성된 상기 하트만 센서의 마스크를 통과시켜 상기 하트만 센서의 CCD 상에 맺힌 광점들의 좌표로 이루어진 좌표 매트릭스를 얻는 단계;(f) 상기 CGH를 측정 대상 광학요소로 대체하는 단계;(g) 상기 간섭계와 상기 측정 대상 광학요소를 동일한 광축상에 정렬하고 상기 측정 대상 광학요소에서 반사된 광빔을 복수의 광경로가 형성된 상기 하트만 센서의 마스크를 통과시켜 상기 하트만 센서의 CCD 상에 맺힌 광점들의 좌표로 이루어진 좌표 매트릭스를 얻는 단계;(h) 상기 단계(g)의 좌표 매트릭스로부터 상기 단계(e)의 좌표 매트릭스를 차감하여 오차 매트릭스를 얻어 상기 측정 대상 광학요소의 표면 가공상태를 판정하는 단계;를 포함하는 광학요소 표면 측정 방법.
- 제 5항에 있어서,상기 단계(b)는 상기 CGH의 주변부를 이용하여 광축을 정렬하는 것을 특징으로 하는 광학요소 표면 측정 방법.
- 제 5항에 있어서,상기 단계(g) 및 단계(h)를 반복하여 오차 매트릭스의 모든 요소의 평균자승 근(rms) 값이 최소가 되는 위치에 측정 대상 광학요소를 정렬하는 것을 특징으로 하는 광학요소 표면 측정 방법.
- 제 5항에 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서,상기 단계(h)에서 상기 오차 매트릭스 요소들의 평균자승근(rms) 값에 의하여 상기 측정 대상 광학요소의 표면 가공상태를 판정하는 것을 특징으로 하는 광학요소 표면 측정 방법.
- 제 5항에 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서,,상기 단계(h)에서 상기 오차 매트릭스 요소들의 최대-최저오차(PV) 값에 의하여 상기 측정 대상 광학요소의 표면 가공상태를 판정하는 것을 특징으로 하는 광학요소 표면 측정 방법.
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Citations (5)
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---|---|---|---|---|
JP2003124890A (ja) | 2001-06-29 | 2003-04-25 | Lucent Technol Inc | 自由空間光通信システム内の光信号波面の歪みを矯正する方法および装置 |
KR20030052498A (ko) * | 2001-12-21 | 2003-06-27 | 삼성전자주식회사 | 오목면과 홀로그램을 가지는 비구면 측정장치 및 방법 |
KR20030080765A (ko) * | 2002-04-10 | 2003-10-17 | 한국원자력연구소 | 다중 입사광의 파면왜곡 정밀측정 장치 및 그 방법 |
US6819413B2 (en) | 2002-05-31 | 2004-11-16 | Wavefront Sciences, Inc. | Method and system for sensing and analyzing a wavefront of an optically transmissive system |
KR20060088902A (ko) * | 2003-11-07 | 2006-08-07 | 인티그리스, 인코포레이티드 | 웨이퍼 캐리어 도어 |
-
2006
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003124890A (ja) | 2001-06-29 | 2003-04-25 | Lucent Technol Inc | 自由空間光通信システム内の光信号波面の歪みを矯正する方法および装置 |
KR20030052498A (ko) * | 2001-12-21 | 2003-06-27 | 삼성전자주식회사 | 오목면과 홀로그램을 가지는 비구면 측정장치 및 방법 |
KR20030080765A (ko) * | 2002-04-10 | 2003-10-17 | 한국원자력연구소 | 다중 입사광의 파면왜곡 정밀측정 장치 및 그 방법 |
US6819413B2 (en) | 2002-05-31 | 2004-11-16 | Wavefront Sciences, Inc. | Method and system for sensing and analyzing a wavefront of an optically transmissive system |
KR20060088902A (ko) * | 2003-11-07 | 2006-08-07 | 인티그리스, 인코포레이티드 | 웨이퍼 캐리어 도어 |
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