KR101637658B1 - Apparatus and method for detecting wavelengths of light sources and apparatus and method for detecting characteristics of media - Google Patents
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Abstract
파장 측정 장치가 개시된다. 일 실시 예에 의한 파장 측정 장치는, 외부로부터 입사되는 빛을 투과시키는 매질, 상기 매질에 의한 간섭 무늬를 검출하는 검출 장치 및 상기 검출된 간섭 무늬 및 상기 매질의 특성에 기초하여, 상기 입사되는 빛의 파장을 측정하는 처리 장치를 포함할 수 있다.A wavelength measuring apparatus is disclosed. A wavelength measuring apparatus according to an embodiment of the present invention includes a medium for transmitting light incident from the outside, a detecting device for detecting an interference fringe by the medium, and a detector for detecting the incident light And a processing device for measuring the wavelength of the light.
Description
본 개시는 파장 측정 장치 및 방법과 매질의 특성 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 간섭 무늬에 기초하는 파장 측정 장치 및 방법과 매질의 특성 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wavelength measuring apparatus and method, and an apparatus and method for measuring the characteristics of a medium. More particularly, the present invention relates to a wavelength measuring apparatus and method based on an interference fringe.
빛을 이용한 측정 분야는 과학 분야에서뿐만 아니라 산업 전반에도 많이 이용되고 있다. 빛의 간섭을 이용한 측정은 그 정확도가 수십 nm 정도로 길이나 두께를 측정 할 수 있어 반도체나 디스플레이 공정의 품질 검사에 이용되고 있다. 빛의 간섭을 이용한 측정 방법은 두 광선이 시료를 통과하는 광경로차를 이용하는 방법이어서 굴절률이나 두께 중 하나를 알고 있어야 하는 단점이 있었다. The field of measurement using light is widely used not only in the field of science but also in the whole industry. The measurement using light interference has a length of several tens of nanometers, but its thickness can be measured and is used for quality inspection of semiconductor and display processes. The measurement method using the interference of light has a disadvantage in that one of the refractive index or the thickness has to be known since the two light beams use a light path passing through the sample.
그 일 예로서 대한민국 특허공개 제10-2009-7134호의 '판유리의 굴절률 측정방법'에서는 판유리의 상부에 배치되는 레이저 광 출력기와 영상 촬영기를 이용해서 비접촉식으로 판유리의 굴절률을 측정하고 있으나, 판유리의 두께는 별도의 장비를 써서 측정하여야 하며, 판유리의 두께는 균일하여야 하며 레이저 빔의 사이즈가 굴절률의 정밀도가 결정하므로 정밀도가 매우 낮다는 문제점이 있다.For example, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2009-7134 discloses a method for measuring the refractive index of a plate glass using a laser light output device and a photographing device disposed on the upper surface of the plate glass. However, The thickness of the plate glass must be uniform and the precision of the laser beam is very low since the size of the laser beam is determined by the precision of the refractive index.
또한 대한민국 등록특허 제10-0721783호의 '투명재료의 두께를 측정하기 위한 방법 및 장치'에서는 투명재료에 변조 광주파수를 가지는 광빔의 초점이 형성되고, 투명재료의 각 면에서 반사된 2개의 광빔이나 광선이 수신되며, 이 두 광선 사이의 간섭이 생성되므로 이 간섭신호의 변조 주기당 진동수가 결정되고 두 빔들 사이의 경로 차와 투명재료의 두께가 추론되며, 또한 상기 간섭신호의 위상차로 결정되는 굴절률(n)을 가지는 투명재료의 두께를 측정하는 파동 광학적 방법의 발명이나, 두께 측정의 전제로 투명 재료의 굴절률을 별도로 측정하고, 0.2mm보다 큰 재료의 두께를 측정하는데 적합하며, 높은 정밀도로 측정하기가 어렵다는 문제점이 있다.In Korean Patent No. 10-0721783 'Method and Apparatus for Measuring the Thickness of a Transparent Material', a focus of a light beam having a modulated optical frequency in a transparent material is formed, and two light beams reflected from each side of the transparent material Since the interference is generated between the two beams, the frequency per modulation period of the interference signal is determined, the path difference between the two beams and the thickness of the transparent material are deduced, and the refractive index determined by the phase difference of the interference signal (n), or to measure the refractive index of the transparent material separately based on the assumption of the thickness measurement, and to measure the thickness of the material larger than 0.2 mm, and measure with high precision There is a problem that it is difficult to do.
특허 제10-1059690호의 ‘투과광과 반사광의 간섭을 이용한 평판형 매질의 굴절률 측정 시스템 및 방법’에서는 투명한 기판을 회전 시키면서 투과광의 간섭무늬를 분석하여 굴절률과 두께를 동시에 결정하는 방법이다. 시료를 회전하는 데 시간이 소요되며 시료를 정밀하게 회전시키기 위한 구동부가 필요하다.In the 'system and method for measuring refractive index of a planar medium using interference of transmitted light and reflected light' of Japanese Patent No. 10-1059690, a refractive index and a thickness are simultaneously determined by analyzing the interference pattern of transmitted light while rotating a transparent substrate. It takes time to rotate the sample and a driving unit for rotating the sample precisely is needed.
아울러, 임의의 입사되는 빛의 파장을 측정하는 파장 측정 장치가 개시된 바 있으나, 간섭 무늬 및 매질의 특성에 기초하여 빛의 파장을 측정하는 파장 측정 장치에 대하여서는 개시된 바가 없다.In addition, although a wavelength measuring apparatus for measuring a wavelength of an incident light is disclosed, a wavelength measuring apparatus for measuring a wavelength of light based on characteristics of an interference fringe and a medium has not been disclosed.
본 개시는 특성이 알려진 매질을 이용하여, 파장이 알려지지 않은 빛을 입사하여, 빛의 파장을 측정하는 파장 측정 장치 및 방법을 제공할 수 있다. 본 개시는 구면파 또는 산란광 형태의 광원으로부터 획득되는 간섭 무늬를 분석하여 파장을 결정하는 파장 측정 장치 및 방법을 제공할 수 있다.The present disclosure can provide a wavelength measuring apparatus and method for measuring a wavelength of light by using a medium having a known property to cause light whose wavelength is unknown. The present disclosure can provide a wavelength measuring apparatus and method for determining a wavelength by analyzing an interference fringe obtained from a light source in the form of a spherical wave or a scattered light.
아울러, 본 개시는 매질의 굴절률과 두께를 측정하는 장치 및 방법을 제공할 수도 있다.In addition, the present disclosure may provide an apparatus and method for measuring the refractive index and thickness of a medium.
일 실시 예에 의한 파장 측정 장치는, 외부로부터 입사되는 빛을 투과시키는 매질, 상기 매질에 의한 간섭 무늬를 검출하는 검출 장치 및 상기 검출된 간섭 무늬 및 상기 매질의 특성에 기초하여, 상기 입사되는 빛의 파장을 측정하는 처리 장치를 포함할 수 있다.A wavelength measuring apparatus according to an embodiment of the present invention includes a medium for transmitting light incident from the outside, a detecting device for detecting an interference fringe by the medium, and a detector for detecting the incident light And a processing device for measuring the wavelength of the light.
파장 측정 장치는, 상기 입사되는 빛을 구면파 형태의 빛으로 변환하여 상기 매질로 전달하는 구면파 변환부를 더 포함할 수도 있다.The wavelength measuring apparatus may further include a spherical-wave converting unit for converting the incident light into spherical-wave-shaped light and transmitting the light to the medium.
상기 구면파 변환부는, 상기 입사되는 빛을 투과 혹은 반사시키면서 투과면의 복수 개의 지점에서 구면파를 발생시키는 반투과 혹은 난반사 매질을 포함할 수 있다.The spherical wave converting unit may include a semi-transmissive or diffusive medium that generates a spherical wave at a plurality of points on the transmitting surface while transmitting or reflecting the incident light.
상기 구면파 변환부는, 상기 반투과 혹은 난반사 매질로부터 기설정된 거리에 배치되어 상기 입사되는 빛을 집광하여 상기 반투과 혹은 난반사 매질로 전달하는 제 1 렌즈를 더 포함할 수도 있다.The spherical wave converting unit may further include a first lens disposed at a predetermined distance from the semi-transmissive or diffusive medium to condense the incident light and transmit the condensed light to the semi-transmissive or diffusive medium.
파장 측정 장치는, 상기 매질 및 상기 검출 장치 사이에 배치되는 제 2 렌즈를 더 포함할 수도 있다.The wavelength measuring device may further comprise a second lens disposed between the medium and the detecting device.
상기 제 2 렌즈는, 상기 매질을 투과한 빛 중 동일 각도로 전파하는 빛을 동일 위치에 중첩시키는 위치에 배치될 수 있다.The second lens may be disposed at a position where light propagating at the same angle among the light transmitted through the medium is superimposed on the same position.
상기 처리 장치는, 상기 제 2 렌즈의 초점거리 및 위치에 기초하여 적어도 하나의 가상 간섭 무늬를 결정할 수 있다.The processing apparatus can determine at least one virtual interference pattern based on the focal length and position of the second lens.
상기 처리 장치는, 상기 제 2 렌즈의 수차에 의한 간섭 무늬 위치 변화에 대한 보정을 수행하는 파장 측정 장치.Wherein the processing device corrects for a change in the interference fringe position due to the aberration of the second lens.
상기 매질의 특성은, 상기 매질의 두께 및 굴절률일 수 있다.The characteristics of the medium may be the thickness and the refractive index of the medium.
상기 처리 장치는, 적어도 하나의 임의의 파장 각각에 대응하는 적어도 하나의 가상 간섭 무늬를 결정하고, 상기 적어도 하나의 가상 간섭 무늬 중 상기 간섭 무늬와 유사도가 가장 높은 제 1 간섭 무늬에 대응하는 파장을 상기 입사되는 빛의 파장으로 결정할 수 있다.Wherein the processing apparatus determines at least one virtual interference fringe corresponding to each of at least one arbitrary wavelength and determines a wavelength corresponding to a first interference fringe having the highest degree of similarity to the interference fringe among the at least one virtual interference fringe The wavelength of the incident light can be determined.
상기 처리 장치는, 제 1 수학식 및 제 2 수학식에 기초하여 상기 적어도 하나의 가상 간섭 무늬를 결정하며, 상기 제 1 수학식은, 
상기 φ(θ)는 상기 매질에 θ의 각도로 입사하는 이웃하는 두 빛 사이의 위상차이며, 상기 λ는 상기 빛의 파장일 수 있다. 상기 d는 상기 매질의 두께이며, 상기 na는 외부 매질의 굴절률이며, nr은 상기 매질의 상기 외부 매질에 대한 상대 굴절률이며, 상기 I(θ)는 중첩에 의한 투과광의 세기이며, 상기 R는 상기 매질 한쪽 면의 반사율이며, C는 상수 이다. The angle? (?) Is a phase difference between two neighboring lights incident at an angle of? To the medium, and? Can be a wavelength of the light. Where d is the thickness of the medium, n a is the refractive index of the external medium, n r is the relative refractive index of the medium to the external medium, I (θ) is the intensity of the transmitted light due to superposition, Is the reflectance of one side of the medium, and C is a constant.
상기 처리 장치는, 상기 제 1 수학식 및 상기 제 2 수학식의 적용 결과에 기초하여, 매질의 두께와 파장 사이의 관계를 피팅(fitting)할 수 있다.The processing apparatus can fit the relationship between the thickness of the medium and the wavelength, based on the results of applying the first equation and the second equation.
상기 처리 장치는, 상기 피팅된 관계 및 상기 매질의 두께에 기초하여 상기 입사되는 빛의 파장을 결정하는 파장 측정 장치.Wherein the processing apparatus determines the wavelength of the incident light based on the fitted relationship and the thickness of the medium.
파장 측정 장치는, 상기 매질이 비등방성 매질인 경우, 상기 매질의 전방에 배치되는 편광자(polarizer)를 더 포함할 수도 있다.The wavelength measuring apparatus may further include a polarizer disposed in front of the medium when the medium is an anisotropic medium.
다른 실시 예에 의한 매질의 특성을 측정하는 매질의 특성 측정 장치는, 제 1 파장의 구면파 형태의 빛을 상기 매질을 투과하도록 출력하는 광원, 상기 매질에 의한 간섭 무늬를 검출하는 검출 장치 및 상기 검출된 간섭 무늬 및 상기 제 1 파장에 기초하여, 상기 매질의 특성을 측정하는 처리 장치를 포함할 수 있다.An apparatus for measuring a characteristic of a medium according to another embodiment of the present invention includes a light source that outputs a light having a first wavelength of a spherical wave shape to transmit the medium, a detection device that detects an interference fringe by the medium, And a processing device for measuring the characteristics of the medium based on the interference fringe and the first wavelength.
상기 광원은, 비 구면파 형태의 빛을 구면파 형태의 빛으로 변환하여 상기 매질로 전달하는 구면파 변환부를 더 포함할 수 있다.The light source may further include a spherical wave converting unit for converting non-spherical wave-shaped light into spherical wave-shaped light and transmitting the light to the medium.
매질의 특성 처리 장치는, 상기 매질 및 상기 검출 장치 사이에 배치되는 렌즈를 더 포함할 수 있다.The characteristic processing apparatus of the medium may further include a lens disposed between the medium and the detection apparatus.
상기 광원은, 상이한 파장을 가지는 복수 개의 빛을 상기 매질로 전달할 수 있다.The light source may transmit a plurality of lights having different wavelengths to the medium.
상기 처리 장치는, 상기 복수 개의 빛 각각에 대응하는 복수 개의 후보 매질의 특성을 결정할 수 있으며, 상기 복수 개의 빛 각각에 대응하는 복수 개의 후보 매질의 특성 중 일치하는 후보 매질의 특성을, 상기 매질의 특성으로 결정할 수 있다.The processing apparatus may determine a characteristic of a plurality of candidate media corresponding to each of the plurality of lights, and determine a characteristic of a candidate medium matching among characteristics of a plurality of candidate media corresponding to each of the plurality of lights, Can be determined by the characteristics.
다양한 실시 예들에 의하여, 매질의 특성이 알려진 매질을 이용하여, 파장이 알려지지 않은 빛을 입사하여, 빛의 파장을 측정하는 파장 측정 장치 및 방법이 제공될 수 있다.According to various embodiments, a wavelength measuring apparatus and method for measuring a wavelength of light by inputting light whose wavelength is unknown, using a medium having a known medium characteristic, can be provided.
아울러, 다양한 실시 예들에 의하여, 매질의 굴절률과 두께를 측정하는 장치 및 방법을 제공할 수도 있다.In addition, according to various embodiments, an apparatus and method for measuring the refractive index and thickness of a medium may be provided.
시료의 굴절률과 두께를 동시에 결정할 수 있으며 또한 별도의 구동계를 필요로 하지 않는 장점이 있다. 시판되는 웨이퍼 타입의 매질에 대하여 쉽게 적용이 가능하여 새롭게 만들어지는 매질의 분산식 수립에 사용될 수 있다. The refractive index and the thickness of the sample can be determined at the same time, and there is no need of a separate driving system. It can be easily applied to a commercially available wafer type medium and can be used for the dispersion type establishment of a newly produced medium.
파장계로 만들어 지는 경우 기존의 파장계보다 간단한 구성으로 파장계를 만들 수 있으며 비 레이저 광원 등에도 폭 넓게 사용될 수 있다.If it is made of a wave system, it can make a wave system with a simpler structure than a conventional wave system, and can be widely used for a non-laser light source.
도 1은 일 실시 예에 의한 파장 측정 장치의 개념도이다.
도 2는 동심원 간섭 무늬의 예시도이다.
도 3은 구면파 형태의 빛의 간섭 무늬의 분석을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는, 광원 및 매질 면에 의해 형성된 광원의 허상들로부터 나오는 구면파들을 나타내는 개념도이다.
도 5는 평면파 입사 및 구면파 입사에 의한 간섭 무늬의 대조비를 비교할 수 있는 그래프이다.
도 6은 간섭 무늬의 씻겨나감(wash out)의 문제를 해결하기 위한 일 실시 예에 의한 개념도이다.
도 7은 일 실시 예에 의한 매질의 특성 측정 장치의 개념도이다.
도 8은 일 실시 예에 의한 처리 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 9는 2π의 모호성을 해결하기 위한 복수 파장 분석 방법을 설명하는 그래프이다.
도 10은 일 실시 예에 의한 빛의 파장을 피팅(fitting) 대상으로 결정한 경우의 메쉬 플롯(mesh plot)의 그래프이다.
도 11은 일 실시 예에 의한 빛의 파장 측정 방법의 흐름도이다.
도 12는 일 실시 예에 의한 매질의 특성 측정 장치의 개념도이다.
도 13은 일 실시 예에 의한 파장 측정 장치의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a wavelength measuring apparatus according to an embodiment.
2 is an exemplary view of a concentric interference fringe.
Fig. 3 is a conceptual diagram for explaining the analysis of the interference pattern of light in a spherical wave form.
4 is a conceptual diagram showing spherical waves emerging from virtual images of a light source formed by a light source and a medium surface.
5 is a graph comparing the contrast ratio of the interference fringes due to the plane wave incidence and the spherical wave incidence.
6 is a conceptual diagram for solving the problem of wash out of an interference fringe according to an embodiment.
7 is a conceptual diagram of an apparatus for measuring a characteristic of a medium according to an embodiment.
8 is a graph for explaining a processing method according to an embodiment.
9 is a graph for explaining a multiple wavelength analysis method for solving the ambiguity of 2 ?.
10 is a graph of a mesh plot when a wavelength of light according to an embodiment is determined as a fitting object.
11 is a flowchart of a method of measuring a wavelength of light according to an embodiment.
12 is a conceptual diagram of an apparatus for measuring a characteristic of a medium according to an embodiment.
13 is a conceptual diagram of a wavelength measuring apparatus according to an embodiment.
이하에서, 일부 실시예들을, 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.In the following, some embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, it is not limited or limited by these embodiments. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
아래 설명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다.Although the terms used in the following description have selected the general terms that are widely used in the present invention while considering the functions of the present invention, they may vary depending on the intention or custom of the artisan, the emergence of new technology, and the like.
또한 특정한 경우는 이해를 돕거나 및/또는 설명의 편의를 위해 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 설명 부분에서 상세한 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 아래 설명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미와 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 이해되어야 한다.Also, in certain cases, there may be terms chosen arbitrarily by the applicant for the sake of understanding and / or convenience of explanation, and in this case the meaning of the detailed description in the corresponding description section. Therefore, the term used in the following description should be understood based on the meaning of the term, not the name of a simple term, and the contents throughout the specification.
본 발명은 구면파를 이용하여 매질의 굴절률을 측정하는 시스템에 관한 것이다. 또한 같은 시스템에서 역으로 광원의 파장을 측정하는 방법도 포함한다. 반도체 공정 등에 이용되는 투명한 웨이퍼의 광학 특성을 구면파 투과를 이용하여 측정하는 방법이며 웨이퍼 전반의 두께에 대한 정보도 구한다. 또한 특성이 알려진 매질을 이용하여 입사하는 광원의 파장을 측정하는 파장계로의 응용도 가능하다.The present invention relates to a system for measuring the refractive index of a medium using a spherical wave. Also included is a method of measuring the wavelength of a light source inversely in the same system. A method of measuring the optical characteristics of a transparent wafer used in a semiconductor process or the like using spherical wave transmission, and information on the thickness of the entire wafer is obtained. Also, it can be applied to a wavelength meter that measures the wavelength of an incident light source using a medium having a known characteristic.
도 1은 일 실시 예에 의한 파장 측정 장치의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a wavelength measuring apparatus according to an embodiment.
도 1에 도시된 바와 같이, 파장 측정 장치는 광원(110)으로부터 입사되는 빛의 파장을 측정할 수 있다. 파장 측정 장치는, 구면파 변환부(120), 매질(130), 렌즈(140) 및 측정 장치(150)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, the wavelength measuring apparatus can measure the wavelength of light incident from the
구면파 변환부(120)는 광원(110)으로부터 입사되는 빛을 구면파 형태의 빛으로 변환하여 매질(130)로 전달할 수 있다.The spherical
구면파 변환부(120)는, 입사되는 빛을 투과시키면서 투과면의 복수 개의 지점에서 구면파를 발생시키는 반투과 혹은 난반사 매질일 수 있다. 더욱 상세하게는, 광원(110)으로부터 입사되는 빛이 예를 들어 구면파 형태가 아닌 평면파 또는 산란파의 형태의 빛일 수 있다. 이러한 비 구면파 형태의 빛은 구면파 변환부(120)를 투과하면서 구면파 형태의 빛으로 변화될 수 있다.The spherical
구면파 변환부(120)는 상술한 바와 같이 반투과 혹은 난반사 매질일 수 있으며, 소정의 두께를 가지는 평판형으로 구현될 수 있다. 반투과 매질의 일면으로 입사한 빛은 타면으로 투과될 수 있다. 이 경우, 반투과 매질의 타면의 전면(全面)은 각각이 구면파를 발생시키는 광원으로 해석될 수 있다. 즉, 반투과 혹은 난반사 매질의 적어도 하나의 지점이 광원이 될 수 있으며, 입사되는 빛의 형태에 무관하게 투과되는 빛을 구면파 형태의 빛으로 변환할 수 있다.The spherical
한편, 구면파 변환부(120)는 평판형 반투과 혹은 난반사 매질 뿐만 아니라, 추가적인 렌즈를 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 추가적인 렌즈는 레이저와 같은 광원일 경우에 더 포함될 수 있으며, 이에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.On the other hand, the spherical-
상술한 바에 따라서, 광원의 종류에 관계없이 일 실시 예에 의한 파장 측정 장치는, 구면파 형태의 빛을 이용하여 파장을 측정할 수 있다. 이에 따라, 레이저, 방전등 등의 다양한 종류가 광원(110)으로 구현될 수 있다.According to the above description, the wavelength measuring apparatus according to one embodiment can measure the wavelength using light of the spherical wave type regardless of the type of the light source. Accordingly, various types of laser, discharge lamp, and the like can be realized as the
매질(130)은 입사되는 빛을 투과시켜 간섭 무늬를 생성시킬 수 있다. 예를 들어, 매질(130)은 LITHIUM NIOBATE일 수 있으며, 평판형일 수 있다. 매질(130)의 두께 및 굴절률은 미리 알려질 수 있다. 처리 장치(미도시)는 매질(130)의 두께 및 굴절률을 미리 저장하는 일 실시 예에 의한 파장 측정 프로그램을 구동할 수 있다. 파장 측정 프로그램은 저장 장치(미도시)에 저장될 수 있으며, 이에 따라 매질(130)의 두께 및 굴절률은 미리 알려질 수 있다.The medium 130 transmits the incident light to generate an interference fringe. For example, the medium 130 may be a LITHIUM NIOBATE and may be of a planar type. The thickness and refractive index of the medium 130 may be known in advance. The processing apparatus (not shown) may drive a wavelength measurement program according to an embodiment for storing the thickness and the refractive index of the medium 130 in advance. The wavelength measurement program can be stored in a storage device (not shown), so that the thickness and refractive index of the medium 130 can be known in advance.
매질(130)로 입사된 빛은 적어도 1 회의 내부 반사를 통하여 간섭 무늬를 형성할 수 있다. 예를 들어, 도 2는 동심원 간섭 무늬의 예시도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 구면파 형태의 빛은 렌즈(140)의 초평면 혹은 근처에 동심원 간섭 무늬를 형성할 수 있다.The light incident on the medium 130 may form an interference fringe through at least one internal reflection. For example, FIG. 2 is an illustration of a concentric interference fringe. As shown in FIG. 2, spherical-wave-shaped light can form concentric interference fringes on the hyperplane or near the
간섭 무늬는 복수 개의 명(bright) 지점과 암(dark) 지점을 포함할 수 있다. 예를 들어, 간섭 무늬는 도 2에서와 같이, 중심으로부터 일정한 거리에 형성된 밝은 원 형태의 간섭 무늬와 어두운 원 형태의 간섭 무늬를 포함할 수 있다. 명 지점과 암 지점 사이의 거리 또는 하나의 명 지점과 또 다른 명 지점 사이의 거리는 매질(130)의 특성 및 빛의 파장에 의하여 결정될 수 있다. 여기에서, 매질(130)의 특성은, 매질(130)의 두께와 매질(130)의 굴절률을 포함한다.The interference fringe may include a plurality of bright points and dark points. For example, the interference fringe may include a bright circular-shaped interference fringe formed at a predetermined distance from the center and a dark circular-shaped interference fringe as shown in Fig. The distance between the bright point and the dark point or the distance between one bright point and another bright point can be determined by the characteristics of the medium 130 and the wavelength of light. Here, the characteristics of the medium 130 include the thickness of the medium 130 and the refractive index of the medium 130.
이에 따라, 간섭 무늬, 예를 들어 명 지점과 암 지점 사이의 거리 또는 하나의 명 지점과 또 다른 명 지점 사이의 거리에 대한 정보와, 매질의 특성을 파악하면 빛의 파장을 측정할 수 있다. 처리 장치(미도시)는 매질(130)에 의한 간섭 무늬 및 매질(130)의 특성에 기초하여, 입사되는 빛의 파장을 측정할 수 있다. 처리 장치(미도시)는 일 실시 예에 의한 파장 측정 프로그램을 구동시킬 수 있으며, 구동 결과에 기초하여 빛의 파장을 측정할 수 있다.Accordingly, it is possible to measure the wavelength of the light by knowing the interference pattern, for example, the distance between the light point and the dark point, or the distance between one light point and another light point, and the characteristics of the medium. The processing device (not shown) can measure the wavelength of the incident light based on the interference fringe by the medium 130 and the characteristics of the medium 130. The processing device (not shown) can drive the wavelength measurement program according to one embodiment, and can measure the wavelength of light based on the driving result.
렌즈(140)는 매질(130) 및 측정 장치(150) 사이에 배치될 수 있으며, 렌즈(140)에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.The
측정 장치(150)는 예를 들어 CCD 어레이(array)일 수 있으며, 빛의 세기 분포를 측정할 수 있다. 이에 따라, 측정 장치(150)는 간섭 무늬를 측정할 수 있다. 측정 장치는 광원에 따라 가시광~근적외선 영역(400~1100nm)에서는 Si 기반 촬상도구로 구현될 수 있으며, 적외선 영역(1100~2000nm)에서는 InGaAs 기반의 촬상도구로 구현될 수 있다. 아울러, 복굴절 매질의 측정을 위해서 촬상도구 앞쪽에 편광자가 배치될 수 있어, 편광 구분 측정을 가능하게 한다.The measuring
처리 장치(미도시)는, 적어도 하나의 임의의 파장 각각에 대응하는 적어도 하나의 가상 간섭 무늬를 결정할 수 있다. 처리 장치(미도시)는 적어도 하나의 가상 간섭 무늬 중 상기 간섭 무늬와 유사도가 가장 높은 제 1 간섭 무늬에 대응하는 파장을 상기 입사되는 빛의 파장으로 결정할 수 있다.A processing unit (not shown) may determine at least one virtual interference fringe corresponding to each of the at least one arbitrary wavelength. The processing unit (not shown) may determine a wavelength corresponding to the first interference pattern having the highest degree of similarity to the interference fringes as the wavelength of the incident light among at least one virtual interference fringe.
처리 장치(미도시)는, 제 1 수학식 및 제 2 수학식에 기초하여 적어도 하나의 가상 간섭 무늬를 결정할 수 있다.The processing unit (not shown) can determine at least one virtual interference pattern based on the first equation and the second equation.
수학식 1에서, φ(θ)는 매질(130)에 θ의 각도로 입사하는 이웃하는 두 빔 사이의 위상차를 의미할 수 있다. 아울러, λ는 빛의 파장일 수 있다. d는 매질(130)의 두께이며, na는 외부 매질, 예를 들어 공기의 굴절률이며, nr은 매질(130)의 외부 매질에 대한 상대 굴절률이다.In Equation (1),? (?) May mean a phase difference between two neighboring beams incident on the medium 130 at an angle of?. In addition,? Can be the wavelength of light. d is the thickness of the medium 130, n a is the refractive index of the external medium, e.g., air, and n r is the relative refractive index of the medium 130 to the external medium.
수학식 2에서, I(θ)는 중첩에 의한 투과광의 세기일 수 있다. R는 상기 매질(130) 한쪽 면의 반사율이며, C는 상수이다.In Equation (2), I (&thetas;) may be intensity of transmitted light due to superimposition. R is the reflectance of one side of the medium 130, and C is a constant.
처리 장치(미도시)는, 제 1 수학식 및 제 2 수학식의 적용 결과에 기초하여, 매질의 두께와 파장 사이의 관계를 피팅(fitting)할 수 있으며, 피팅된 관계 및 매질(130)의 두께에 기초하여 입사되는 빛의 파장을 결정할 수 있다. 피팅 과정에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.The processing device (not shown) can fit the relationship between the thickness and the wavelength of the medium, based on the results of the first and second equations, The wavelength of incident light can be determined based on the thickness. The fitting process will be described later in more detail.
상술한 과정에 따라서, 매질의 특성이 미리 알려진 매질을 투과한 빛의 간섭 무늬에 기초하여 빛의 파장을 측정하는 장치 및 방법이 제공될 수 있다.According to the above-described process, an apparatus and a method for measuring the wavelength of light based on the interference pattern of light transmitted through a medium whose characteristics are known in advance can be provided.
다른 실시 예에 의한 장치는, 매질의 두께 및 굴절률을 측정할 수도 있다. 상술한 바와 같이, 간섭 무늬는 매질의 특성 및 빛의 파장에 의하여 결정될 수 있다. 여기에서, 매질(130)의 특성은, 매질(130)의 두께와 매질(130)의 굴절률을 동시에 포함할 수 있다. The apparatus according to another embodiment may measure the thickness and the refractive index of the medium. As described above, the interference fringe can be determined by the characteristics of the medium and the wavelength of light. Here, the characteristics of the medium 130 may include the thickness of the medium 130 and the refractive index of the medium 130 at the same time.
이에 따라, 빛의 파장이 미리 알려진 경우라면 처리 장치는 매질의 특성, 즉 두께, 굴절률을 동시에 결정 할 수 있다. 처리 장치(미도시)는 일 실시 예에 의한 매질의 특성 측정 프로그램을 구동시킬 수 있으며, 구동 결과에 기초하여 매질의 특성을 측정할 수 있다. 빛의 파장은 미리 알려질 수 있다. 처리 장치(미도시)는 빛의 파장을 미리 저장하는 일 실시 예에 의한 매질의 특성 측정 프로그램을 구동할 수 있다. 매질의 특성 측정 프로그램은 저장 장치(미도시)에 저장될 수 있으며, 이에 따라 빛의 파장은 미리 알려질 수 있다.Accordingly, if the wavelength of the light is known in advance, the processing apparatus can simultaneously determine the characteristics of the medium, that is, the thickness and the refractive index. The processing device (not shown) can drive the program for measuring the characteristics of the medium according to the embodiment, and can measure the characteristics of the medium based on the driving result. The wavelength of the light can be known in advance. The processing device (not shown) may drive a program for measuring the characteristics of the medium according to an embodiment for storing the wavelength of light in advance. The characteristic measurement program of the medium can be stored in a storage device (not shown), whereby the wavelength of the light can be known in advance.
이 경우, 처리 장치(미도시)는 매질의 특성, 예를 들어 매질의 두께 및 굴절률에 기초하여 가상 간섭 무늬를 결정할 수 있다. 처리 장치(미도시)는 적어도 하나의 매질의 두께 및 굴절률 각각에 대응하는 적어도 하나의 가상 간섭 무늬를 결정할 수 있다. 처리 장치(미도시)는 적어도 하나의 가상 간섭 무늬 중 실제 측정된 간섭 무늬와 유사도가 가장 큰 제 1 가상 간섭 무늬를 결정할 수 있다. 처리 장치(미도시)는 제 1 가상 간섭 무늬에 대응하는 매질의 두께 및 굴절률을 실제 매질의 두께 및 굴절률로 결정할 수 있다.In this case, the processing apparatus (not shown) can determine the virtual interference pattern based on the characteristics of the medium, for example, the thickness and the refractive index of the medium. The processing device (not shown) may determine at least one virtual interference pattern corresponding to each of the thickness and refractive index of at least one medium. The processing device (not shown) can determine the first virtual interference pattern having the largest similarity to the actually measured interference pattern among at least one virtual interference pattern. The processing apparatus (not shown) can determine the thickness and the refractive index of the medium corresponding to the first virtual interference pattern as the thickness and the refractive index of the actual medium.
한편, 구면파를 이용하였기 때문에 처리 장치(미도시)는 렌즈의 초점거리와 위치를 이용하여 간섭 무늬의 위치를 계산할 수 있다. 아울러, 처리 장치(미도시)는 렌즈의 수차에 의하여 발생하는 간섭 무늬 위치 변화에 대한 보정도 수행할 수 있다. 또는 처리 장치(미도시)는 굴절률과 두께가 알려진 시료를 이용하여 각 위치에 대한 환산 인자를 구하는 방법으로 구현될 수도 있다.On the other hand, since the spherical wave is used, the processing apparatus (not shown) can calculate the position of the interference fringe using the focal length and position of the lens. In addition, the processing apparatus (not shown) can also perform correction for the change in the fringe position caused by the aberration of the lens. Or a processing apparatus (not shown) may be implemented by a method of obtaining a conversion factor for each position using a sample whose refractive index and thickness are known.
상술한 바에 따라, 다양한 실시 예들에 의한 장치는 매질의 특성 또는 빛의 파장을 측정할 수 있다.In accordance with the foregoing, the apparatus according to various embodiments can measure the characteristics of the medium or the wavelength of light.
도 3은 구면파 형태의 빛의 간섭 무늬의 분석을 설명하기 위한 개념도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 매질(130)은 d의 두께를 가질 수 있다. 광원(110) 및 매질(130) 사이의 거리는 D일 수 있다. Fig. 3 is a conceptual diagram for explaining the analysis of the interference pattern of light in a spherical wave form. As shown in FIG. 3, the medium 130 may have a thickness of d. The distance between the
광원(110)으로부터 매질(130)의 일면으로 입사하는 빛은 매질(130) 내에서 다중 반사될 수 있다. 예를 들어, 빛은 매질(130)에서 1회, 3회, 5회, 7회 또는 9회 내부 반사된 이후에 매질(130)의 타면으로 투과될 수 있다.The light incident from the
상술한 적어도 한 회 내부 반사된 이후 투과된 빛은 가상 광원(111 내지 115)로부터 출력되는 빛으로 해석될 수 있다. 예를 들어, 1회 내부 반사된 이후 투과된 빛은 가상 광원(111)로부터 출력된 빛으로 해석될 수 있으며, 3회 내부 반사된 이후 투과된 빛은 가상 광원(112)로부터 출력된 빛으로 해석될 수 있으며, 5회 내부 반사된 이후 투과된 빛은 가상 광원(113)로부터 출력된 빛으로 해석될 수 있으며, 7회 내부 반사된 이후 투과된 빛은 가상 광원(114)로부터 출력된 빛으로 해석될 수 있으며, 9회 내부 반사된 이후 투과된 빛은 가상 광원(115)로부터 출력된 빛으로 해석될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 가상 광원(111 내지 115) 각각 사이의 거리는 2d일 수 있으며, 이는 내부 반사 거리가 매질(130)의 두께 d의 2배인 것으로부터 기인한다.The light transmitted after being at least once internally reflected can be interpreted as light output from the virtual
도 4는, 광원 및 가상 광원으로부터의 구면파 형태의 빛의 개념도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 광원(410)으로부터의 빛, 가상 광원(411,412) 각각으로부터의 빛은 제 1 지점(401) 또는 제 2 지점(402)에서 서로 간섭될 수 있다.4 is a conceptual diagram of light in the form of a spherical wave from a light source and a virtual light source. Light from the
도 5는 평면파 입사 및 구면파 입사에 의한 간섭 무늬의 대조비 변화를 나타내는 그래프이다. 도 5의 점선 그래프는 평면파 입사에 의한 간섭 무늬에 대응하며, 실선 그래프는 구면파 입사에 의한 간섭 무늬에 대응할 수 있다.5 is a graph showing a change in the contrast ratio of interference fringes due to the incidence of plane waves and the insertion of spherical waves. The dotted line graph in Fig. 5 corresponds to the interference fringes caused by the incidence of plane waves, and the solid line graph can correspond to the interference fringes due to the spherical wave incidence.
한편, 상술한 경우, 구면파의 경우 큰 각도로 입사하는 빛은 평면파와는 달리 서로 다른 각도의 파수벡터를 가지는 전기장들의 합으로 간섭 무늬가 결정될 수 있으며, 다양한 각도의 파수벡터를 가진 전기장들의 중첩에 의하여 간섭 무늬가 씻겨나갈(wash out) 수도 있다. In the case of the above-mentioned case, in case of the spherical wave, the light incident at a large angle can be determined as the sum of the electric fields having different angular wavevectors different from the plane wave, and the interference fringes can be determined. The interference pattern may be washed out.
도 6은 간섭 무늬의 씻겨나감(wash out)의 문제를 해결하기 위한 일 실시 예에 의한 개념도이다.6 is a conceptual diagram for solving the problem of wash out of an interference fringe according to an embodiment.
도 6에 도시된 바와 같이, 파장 측정 장치는 매질(130) 및 측정 장치(150) 사이에 렌즈(140)를 추가적으로 포함할 수 있다. 렌즈(140)는 동일한 각도로 전파하는 빛을 동일한 위치에서 중첩하도록 시준할 수 있다. 이에 따라, 씻겨나감(wash out)의 문제가 해결될 수 있다.As shown in FIG. 6, the wavelength measuring apparatus may further include a
도 7은 일 실시 예에 의한 매질의 특성 측정 장치의 개념도이다.7 is a conceptual diagram of an apparatus for measuring a characteristic of a medium according to an embodiment.
매질의 특성 측정 장치는 구면파 변환부(120)의 전면에 렌즈를 더 포함할 수 있다.The characteristic measuring apparatus of the medium may further include a lens on the front surface of the spherical
도 7에 도시된 바와 같이, 일 실시 예에 의한 광원은 예를 들어 633nm의 He-Ne laser 등과 같은 종래 레이저 발진 장치일 수 있다. 광원으로부터 출력되는 빛은 렌즈를 투과하면서 넓은 면적으로 퍼트려질 수 있다. 이 후, 산란이 많은 반투과 혹은 난반사 매질과 같은 구면파 변환부(120)를 통과할 수 있다. 또는 좁은 선폭을 분해하여 이용할 수 있는 방전등 등이 광원으로 구현될 수도 있다.As shown in FIG. 7, the light source according to one embodiment may be a conventional laser oscillation device such as a He-Ne laser of, for example, 633 nm. Light output from the light source can be spread over a wide area while transmitting through the lens. Thereafter, it can pass through the spherical
도 8은 일 실시 예에 의한 처리 방법을 설명하기 위한 그래프이다. 구면파가 매질에 입사하는 경우에는, 여러 방향의 각 파수 벡터에 대하여 수학식 1 및 2에 기초하여 가상 간섭 무늬가 결정될 수 있다.8 is a graph for explaining a processing method according to an embodiment. When the spherical wave enters the medium, the virtual interference fringe can be determined on the basis of equations (1) and (2) for each wavenumber vector in various directions.
각 각도에 따라 세기의 증가 감소를 반복하는 가상 간섭 무늬는, 측정 장치에 의하여 측정되는 간섭 무늬와 비교될 수 있으며, 비교 결과에 따라 매질의 굴절률 및 두께 또는 빛의 파장이 측정될 수 있다.An imaginary interference fringe repeating increase and decrease of intensity according to each angle can be compared with an interference fringe measured by a measuring apparatus, and the refractive index and thickness or the wavelength of light of the medium can be measured according to the comparison result.
도 8은 간섭 무늬에 포함된 2π의 모호성이 해결되지 않은 경우에 대한 결정 방법을 설명한다. 위상 차이가 2π인 경우, 간섭이 동일한 결과를 가져올 수 있기 때문에, 도 8과 같이 복수 개의 후보 결과, 예를 들어 후보 매질의 특성 또는 후보 파장이 계산될 수 있다.Fig. 8 illustrates a method for determining when the ambiguity of 2? Included in the interference fringes is not solved. If the phase difference is 2 pi, a plurality of candidate results, for example the characteristics or candidate wavelengths of the candidate medium, can be calculated as in Fig. 8 since the interference can have the same result.
도 9는 2π의 모호성을 해결하기 위한 복수 파장 분석 방법을 설명하는 그래프이다.9 is a graph for explaining a multiple wavelength analysis method for solving the ambiguity of 2 ?.
도 9에서와 같이, 복수 파장(그림에서는 633nm와 1529nm)으로 구면파의 간섭을 이용할 수 있으며, 복수 파장 각각에 대한 복수 후보 매질의 특성(두께)이 계산될 수 있다. 처리 장치(미도시)는 복수 후보 매질의 특성 중 복수 파장에 대한 결과가 동일한 후보 매질의 특성을 실제 매질의 특성으로 결정할 수 있다.As shown in Fig. 9, spherical wave interference can be used at a plurality of wavelengths (633 nm and 1529 nm in the figure), and the characteristics (thickness) of a plurality of candidate media for each of a plurality of wavelengths can be calculated. The processing device (not shown) can determine the characteristics of the candidate medium having the same results for the plurality of wavelengths among the characteristics of the plurality of candidate media as the characteristics of the actual medium.
도 10은 일 실시 예에 의한 빛의 파장을 피팅(fitting) 대상으로 결정한 경우의 메쉬 플롯(mesh plot)의 그래프이다.10 is a graph of a mesh plot when a wavelength of light according to an embodiment is determined as a fitting object.
상술한 바와 같이, 매질의 특성이 미리 파악되면, 간섭 무늬 및 매질의 특성에 기초하여 빛의 파장이 결정될 수 있다. 수학식 1 및 2의 적용 결과를 이용하면 도 10과 같은 피팅 결과가 획득될 수 있으며, 이에 따라 빛의 파장이 결정될 수 있다.As described above, if the characteristics of the medium are grasped in advance, the wavelength of light can be determined based on the characteristics of the interference fringe and the medium. Using the results of Equations (1) and (2), fitting results as shown in FIG. 10 can be obtained, and the wavelength of light can be determined accordingly.
도 11은 일 실시 예에 의한 빛의 파장 측정 방법의 흐름도이다.11 is a flowchart of a method of measuring a wavelength of light according to an embodiment.
단계 1110에서, 파장 측정 방법은 빛, 예를 들어 구면파 형태의 빛을 수신할 수 있다. 비 구면파 형태의 빛을 수신한 경우, 파장 측정 방법은 구면파 형태의 빛으로 변환할 수 있다.In
단계 1120에서, 파장 측정 방법은 빛을 샘플로 투과시켜 간섭 무늬를 발생시킬 수 있다.In
단계 1130에서, 파장 측정 방법은 발생시킨 간섭 무늬를 측정하여, 이를 분석할 수 있다. 예를 들어, 파장 측정 방법은 간섭 무늬의 명 지점-암 지점 사이의 간격, 또는 명 지점-다른 명 지점 사이의 간격, 또는 암 지점-암 지점 사이의 간격 등의 정보를 분석할 수 있다.In
단계 1140에서, 파장 측정 방법은 분석 결과 및 매질의 특성에 대한 정보에 기초하여 빛의 파장을 계산할 수 있다. 상술한 바와 같이, 간섭 무늬는 매질의 특성, 예를 들어 매질의 두께 및 굴절률과 빛의 파장에 의하여 결정될 수 있다. 이에 따라, 파장 측정 방법은, 매질의 특성 및 간섭 무늬 분석 결과에 기초하여 빛의 파장을 결정할 수 있다.In
도 12는 일 실시 예에 의한 매질의 특성 측정 장치의 개념도이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 매질의 특성 측정 장치는, 광원(1210), 구면파 변환부(1220), 렌즈(1240) 및 측정 장치(1250)를 포함할 수 있다. 광원(1210)의 빛의 파장은 미리 알려질 수 있다. 샘플은 구면파 변환부(1220) 및 렌즈(1240) 사이에 배치될 수 있다.12 is a conceptual diagram of an apparatus for measuring a characteristic of a medium according to an embodiment. 12, the medium property measuring apparatus may include a
상술한 바와 같이, 간섭 무늬는 매질의 특성, 예를 들어 매질의 두께 및 굴절률과 빛의 파장에 의하여 결정될 수 있다. 이에 따라, 매질의 특성 측정 장치는, 빛의 파장 및 간섭 무늬 분석 결과에 기초하여 매질의 특성을 결정할 수 있다.As described above, the interference fringe can be determined by the characteristics of the medium, for example, the thickness and the refractive index of the medium and the wavelength of light. Accordingly, the characteristic measurement device of the medium can determine the characteristics of the medium based on the wavelength of the light and the result of the interference fringe analysis.
도 13은 일 실시 예에 의한 파장 측정 장치의 개념도이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 파장 측정 장치는, 구면파 변환부(1320), 매질(1330), 렌즈(1340) 및 측정 장치(1350)를 포함할 수 있다. 광원(1310)의 매질(1330)의 두께와 같은 매질의 특성은 미리 알려질 수 있다.13 is a conceptual diagram of a wavelength measuring apparatus according to an embodiment. 13, the wavelength measuring apparatus may include a spherical-
상술한 바와 같이, 간섭 무늬는 매질의 특성, 예를 들어 매질의 두께 및 굴절률과 빛의 파장에 의하여 결정될 수 있다. 이에 따라, 파장 측정 장치는, 매질의 특성 및 간섭 무늬 분석 결과에 기초하여 빛의 파장을 결정할 수 있다.As described above, the interference fringe can be determined by the characteristics of the medium, for example, the thickness and the refractive index of the medium and the wavelength of light. Thus, the wavelength measuring apparatus can determine the wavelength of light based on the characteristics of the medium and the interference fringe analysis result.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시 예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The apparatus described above may be implemented as a hardware component, a software component, and / or a combination of hardware components and software components. For example, the apparatus and components described in the embodiments may be implemented within a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable array (FPA), a PLU a programmable logic unit, a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. The processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For ease of understanding, the processing apparatus may be described as being used singly, but those skilled in the art will recognize that the processing apparatus may have a plurality of processing elements and / As shown in FIG. For example, the processing unit may comprise a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as a parallel processor.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the foregoing, and may be configured to configure the processing device to operate as desired or to process it collectively or collectively Device can be commanded. The software and / or data may be in the form of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage media, or device , Or may be permanently or temporarily embodied in a transmitted signal wave. The software may be distributed over a networked computer system and stored or executed in a distributed manner. The software and data may be stored on one or more computer readable recording media.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시 예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical recording media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시 예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape; optical recording media such as CD-ROMs and DVDs; and magnetic recording media such as floppy disks. Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시 예들 및 특허청구범위와 대등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
Therefore, other implementations, equivalents to the other embodiments and the claims are within the scope of the following claims.
Claims (20)
상기 입사되는 빛을 투과시키는 매질;
상기 매질에 의한 간섭 무늬를 검출하는 검출 장치; 및
상기 검출된 간섭 무늬 및 상기 매질의 특성에 기초하여, 상기 입사되는 빛의 파장을 측정하는 처리 장치
를 포함하고,
상기 구면파 변환부는, 상기 입사되는 빛을 투과시키면서 투과면의 복수 개의 지점에서 구면파를 발생시키는 반투과 또는 난반사 매질을 포함하는 파장 측정 장치.A spherical wave converting unit for converting light incident from the outside into spherical wave light and transmitting the light to a medium;
A medium for transmitting the incident light;
A detecting device for detecting an interference fringe by the medium; And
A processing device for measuring the wavelength of the incident light based on the detected interference fringe and characteristics of the medium,
Lt; / RTI >
Wherein the spherical wave converting unit includes a semi-transmissive or diffusely reflecting medium that transmits the incident light and generates a spherical wave at a plurality of points on the transmitting surface.
상기 구면파 변환부는, 상기 반투과 매질로부터 기설정된 거리에 배치되어 상기 입사되는 빛을 집광하여 상기 반투과 또는 난반사 매질로 전달하는 제 1 렌즈를 더 포함하는 파장 측정 장치.The method according to claim 1,
Wherein the spherical wave converting unit further comprises a first lens disposed at a predetermined distance from the transflective medium to condense the incident light and transmit the condensed light to the semi-transmissive or diffusive medium.
상기 매질 및 상기 검출 장치 사이에 배치되는 제 2 렌즈
를 더 포함하는 파장 측정 장치.The method according to claim 1,
A second lens disposed between the medium and the detection device,
Further comprising:
상기 제 2 렌즈는, 상기 매질을 투과한 빛 중 동일 각도로 전파하는 빛을 동일 위치에 중첩하는 위치에 배치되는 파장 측정 장치.6. The method of claim 5,
And the second lens is disposed at a position where light propagating at the same angle among the light transmitted through the medium is superimposed on the same position.
상기 처리 장치는, 상기 제 2 렌즈의 초점거리 및 위치에 기초하여 적어도 하나의 가상 간섭 무늬를 결정하는 파장 측정 장치.6. The method of claim 5,
Wherein the processing device determines at least one virtual interference fringe based on a focal length and a position of the second lens.
상기 처리 장치는, 상기 제 2 렌즈의 수차에 의한 간섭 무늬 위치 변화에 대한 보정을 수행하는 파장 측정 장치.6. The method of claim 5,
Wherein the processing device corrects for a change in the interference fringe position due to the aberration of the second lens.
상기 매질의 특성은, 상기 매질의 두께 및 굴절률인 파장 측정 장치.6. The method of claim 5,
The characteristic of the medium is the thickness and the refractive index of the medium.
상기 처리 장치는, 적어도 하나의 임의의 파장 각각에 대응하는 적어도 하나의 가상 간섭 무늬를 결정하고, 상기 적어도 하나의 가상 간섭 무늬 중 상기 간섭 무늬와 유사도가 가장 높은 제 1 간섭 무늬에 대응하는 파장을 상기 입사되는 빛의 파장으로 결정하는 파장 측정 장치.10. The method of claim 9,
Wherein the processing apparatus determines at least one virtual interference fringe corresponding to each of at least one arbitrary wavelength and determines a wavelength corresponding to a first interference fringe having the highest degree of similarity to the interference fringe among the at least one virtual interference fringe And determines the wavelength of the incident light as the wavelength of the incident light.
상기 처리 장치는, 제 1 수학식 및 제 2 수학식에 기초하여 상기 적어도 하나의 가상 간섭 무늬를 결정하며,
상기 제 1 수학식은,
상기 제 2 수학식은,
상기 φ(θ)는 상기 매질에 θ의 각도로 입사하는 이웃하는 두 빛 사이의 위상차이며, 상기 λ는 상기 빛의 파장일 수 있다. 상기 d는 상기 매질의 두께이며, 상기 na는 외부 매질의 굴절률이며, nr은 상기 매질의 상기 외부 매질에 대한 상대 굴절률이며, 상기 I(θ)는 중첩에 의한 투과광의 세기이며, 상기 R는 상기 매질 한쪽 면의 반사율이며, C는 상수인 파장 측정 장치. 11. The method of claim 10,
Wherein the processing device determines the at least one virtual interference pattern based on a first equation and a second equation,
In the first equation,
The second equation is:
The angle? (?) Is a phase difference between two neighboring lights incident at an angle of? To the medium, and? Can be a wavelength of the light. Where d is the thickness of the medium, n a is the refractive index of the external medium, n r is the relative refractive index of the medium to the external medium, I (θ) is the intensity of the transmitted light due to superposition, Is the reflectance of one side of the medium, and C is a constant.
상기 처리 장치는, 상기 제 1 수학식 및 상기 제 2 수학식의 적용 결과에 기초하여, 매질의 두께와 파장 사이의 관계를 피팅(fitting)하는 파장 측정 장치.12. The method of claim 11,
And the processing apparatus fitting a relationship between the thickness of the medium and the wavelength based on the result of applying the first equation and the second equation.
상기 처리 장치는, 상기 피팅된 관계 및 상기 매질의 두께에 기초하여 상기 입사되는 빛의 파장을 결정하는 파장 측정 장치.13. The method of claim 12,
Wherein the processing apparatus determines the wavelength of the incident light based on the fitted relationship and the thickness of the medium.
상기 매질이 비등방성 매질인 경우, 상기 매질의 전방에 배치되는 편광자(polarizer)
를 포함하는 파장 측정 장치.The method according to claim 1,
A polarizer disposed in front of the medium when the medium is an anisotropic medium,
And a wavelength measuring device.
제 1 파장의 구면파 형태의 빛을 상기 매질을 투과하도록 출력하는 광원;
상기 매질에 의한 간섭 무늬를 검출하는 검출 장치; 및
상기 검출된 간섭 무늬 및 상기 제 1 파장에 기초하여, 상기 매질의 특성을 측정하는 처리 장치
를 포함하며,
상기 광원은, 상이한 파장을 가지는 복수 개의 빛을 상기 매질로 전달하고,
상기 처리 장치는, 상기 복수 개의 빛 각각에 대응하는 복수 개의 후보 매질의 특성을 결정하는 매질의 특성 측정 장치.1. A characteristic measuring apparatus for measuring a characteristic of a medium, comprising:
A light source for outputting light of a first wavelength in a spherical wave form so as to transmit the medium;
A detecting device for detecting an interference fringe by the medium; And
A processing device for measuring a characteristic of the medium based on the detected interference fringe and the first wavelength,
/ RTI >
The light source transmits a plurality of lights having different wavelengths to the medium,
Wherein the processing device determines a characteristic of a plurality of candidate media corresponding to each of the plurality of lights.
상기 광원은, 비 구면파 형태의 빛을 구면파 형태의 빛으로 변환하여 상기 매질로 전달하는 구면파 변환부
를 더 포함하는 매질의 특성 측정 장치.16. The method of claim 15,
The light source includes a spherical-wave converting unit for converting non-spherical-wave-shaped light into spherical-wave-
Further comprising: means for measuring a characteristic of the medium.
상기 매질 및 상기 검출 장치 사이에 배치되는 렌즈
를 더 포함하는 매질의 특성 측정 장치.16. The method of claim 15,
A lens disposed between the medium and the detection device
Further comprising: means for measuring a characteristic of the medium.
상기 처리 장치는, 상기 복수 개의 빛 각각에 대응하는 복수 개의 후보 매질의 특성 중 일치하는 후보 매질의 특성을, 상기 매질의 특성으로 결정하는 매질의 특성 측정 장치.16. The method of claim 15,
Wherein the processing apparatus determines a characteristic of a candidate medium matching among characteristics of a plurality of candidate mediums corresponding to each of the plurality of lights as a characteristic of the medium.
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