KR102455591B1 - Apparatus for outputting multi light - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 다중 광 출력 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디지털 홀로그래픽 마이크로스코프에서 시료의 고단차 높이를 측정하기 위한 다중 광을 출력할 수 있도록 하는 다중 광 출력 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a multiple light output device, and more particularly, to a multiple light output device capable of outputting multiple lights for measuring a high step height of a sample in a digital holographic microscope.
디지털 홀로그래픽 마이크로스코프(Digital Holographic Microscopy; 이하, DHM이라 한다.)는 디지털 홀로그래픽 현미경 기술로 전자 현미경의 분해능을 개선하기 위해 Dennis Gabor에 의해 개발됐다.Digital Holographic Microscopy (hereinafter referred to as DHM) is a digital holographic microscope technology developed by Dennis Gabor to improve the resolution of electron microscopes.
DHM은 빛의 위상을 기록 및 복원할 수 있는 홀로그래피(Holography) 기술을 이용하여 3차원 계측이 가능하다.DHM can be measured in 3D using holography technology that can record and restore the phase of light.
레이저 광을 이용한 광학 간섭계를 기반으로 3차원 물체의 위상을 검출한 후, 검출된 위상으로부터 3차원 형상 정보를 복원하는 과정을 통해 3차원 계측이 가능하다.After detecting the phase of a 3D object based on an optical interferometer using laser light, 3D measurement is possible through the process of restoring 3D shape information from the detected phase.
현재는 3차원 계측에 대한 요구가 높아짐에 따라 점차 산업용 계측 시장에도 진입하고 있다.Currently, as the demand for 3D measurement increases, it is gradually entering the industrial measurement market.
일 예로, 반도체 공정 검사 장비용 DHM, LCD 제작 공정 검사 장비용 DHM 장치 등이 이에 해당한다.For example, a DHM for semiconductor process inspection equipment, a DHM device for LCD manufacturing process inspection equipment, and the like correspond to this.
이러한 DHM은 두 개의 광을 사용하는데, 하나의 광원에서 출력된 레이저 광의 진행 경로를 빔 스플리터를 통해 서로 다르게 분할하여 하나는 기준 광 경로로 출력하고, 나머지 하나는 시료를 향하게 하여 시료를 측정한다.This DHM uses two lights. The laser beam output from one light source is divided differently through a beam splitter, one is output as a reference light path, and the other is directed toward the sample to measure the sample.
그러나 종래 DHM은 광원, 빔 스플리터, 각종 렌즈 등을 포함하여 이루어져 두 개의 레이저 광을 발생시키는 광원부와, 빔 스플리터, 각종 렌즈 등을 포함하여 이루어져 단차 측정을 수행하는 측정부가 분리되어 있지 않으므로, 실제 제품이 차지하게 되는 공간적 크기가 커지며, 제품의 크기를 작게 만드는 데 한계가 있다.However, the conventional DHM includes a light source, a beam splitter, and various lenses to generate two laser beams, and a measurement unit that includes a beam splitter, various lenses, and the like and performs step measurement. Therefore, the actual product is not separated. The amount of space occupied by this increases, and there is a limit to making the size of the product small.
이에 따라 공간적으로 협소한 장소에서 응용할 수 있는 제품을 설계하기가 어려운 문제점이 있다.Accordingly, there is a problem in that it is difficult to design a product that can be applied in a narrow space.
또한, 단일 파장 기반의 종래 DHM은 300nm 이하의 단차를 갖는 높이 결함에 대한 측정만이 가능하다.In addition, the conventional DHM based on a single wavelength can only measure height defects having a step difference of 300 nm or less.
반면, 반도체 및 디스플레이 제조시 부품의 단차는 100㎛ ~ 0.01㎛ 범위에 있으므로, 100㎛ 단차를 커버할 수 있는 DHM이 필요한 상황이다.On the other hand, when manufacturing semiconductors and displays, since the step difference of components is in the range of 100 μm to 0.01 μm, a DHM capable of covering the step difference of 100 μm is required.
상기한 바와 같이, 종래의 광원을 사용한 광학계로 구성된 투과 및 반사형 디지털 홀로그램 장치는 자체적으로 그 크기가 크기 때문에, 공간적으로 협소한 장소에서 단차 측정 시스템을 구성하기 위한 공간 제약이 많아 공간적으로 협소한 장소에서 응용할 수 있는 제품을 설계하기가 어려운 문제점이 있다.As described above, since the conventional transmission and reflection type digital hologram device composed of an optical system using a light source has a large size, there are many space restrictions for configuring a step measurement system in a spatially narrow place. There is a problem in that it is difficult to design a product that can be applied in a place.
또한, 종래 DHM은 사용되는 레이저 광원의 파장에 매우 의존적이고, 진동과 같은 외부 환경에 민감한 특성 때문에 간건성이 확보되는 안정된 시스템 환경을 필요로 한다.In addition, the conventional DHM is highly dependent on the wavelength of the laser light source used, and requires a stable system environment in which robustness is ensured due to a characteristic sensitive to external environment such as vibration.
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 디지털 홀로그래픽 마이크로스코프에서 고단차 높이를 측정할 수 있도록 하기 위해, 하나의 레이저 광원에서 출력되는 광을 두 개의 경로로 분리한 후, 이 중 하나의 경로로 이동하는 광의 파장과 선폭을 변경하여 서로 다른 파장을 갖는 다중 광을 출력할 수 있도록 하는 다중 광 출력 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention to solve the conventional problems as described above is to separate the light output from one laser light source into two paths in order to measure the high step height in the digital holographic microscope, An object of the present invention is to provide a multi-optical output device capable of outputting multiple lights having different wavelengths by changing the wavelength and line width of light traveling in one path.
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은 변경된 광의 파장과 선폭을 측정할 수 있도록 하는 다중 광 출력 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention to solve the problems of the prior art as described above is to provide a multi-optical output device capable of measuring the changed wavelength and line width of light.
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 목적은 외부 환경의 영향을 줄이기 위해 광원의 입력 전압과 온도를 제어할 수 있도록 하는 다중 광 출력 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention to solve the problems of the related art as described above is to provide a multi-light output device capable of controlling an input voltage and temperature of a light source in order to reduce the influence of an external environment.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 다중 광 출력 장치는, 광을 생성하여 출력하는 광원부; 상기 광원부에서 출력된 광의 일부를 제1광 경로로 투과시키고, 나머지 일부를 제2광 경로로 반사시키는 빔 스플리터; 상기 제1광 경로를 통해 상기 빔 스플리터로부터 입사되는 광을 변경시켜 외부로 출력시키는 제1광 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a multiple light output device according to the present invention includes: a light source unit for generating and outputting light; a beam splitter that transmits a portion of the light output from the light source to a first light path and reflects the remaining portion through a second light path; and a first light output unit for changing the light incident from the beam splitter through the first light path and outputting it to the outside.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 다중 광 출력 장치는, 광을 생성하여 출력하는 광원부; 상기 광원부에서 출력된 광의 일부를 제1광 경로로 투과시키고, 나머지 일부를 제2광 경로로 반사시키는 빔 스플리터; 상기 제1광 경로를 통해 상기 빔 스플리터로부터 입사되는 광을 변경시켜 외부로 출력시키는 제1광 출력부; 상기 제2광 경로를 통해 상기 빔 스플리터로부터 입사되는 광을 원(元) 광 그대로 외부로 출력시키는 제2광 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in order to achieve the above object, a multiple light output device according to the present invention includes: a light source unit for generating and outputting light; a beam splitter that transmits a portion of the light output from the light source to a first light path and reflects the remaining portion through a second light path; a first light output unit for changing the light incident from the beam splitter through the first light path and outputting it to the outside; and a second light output unit configured to output the light incident from the beam splitter through the second light path to the outside as it is.
또한, 본 발명에 따른 다중 광 출력 장치에서, 상기 제1광 출력부는, 변경된 광의 파장과 선폭을 측정하는 측정부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the multiple light output device according to the present invention, the first light output unit may include a measuring unit that measures the changed wavelength and line width of the light.
또한, 본 발명에 따른 다중 광 출력 장치에서, 상기 광원부의 입력 전압과 온도를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the multiple light output device according to the present invention, the control unit for controlling the input voltage and temperature of the light source unit; characterized in that it further comprises.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 다중 광 출력 장치는, 광을 생성하여 출력하는 광원부; 상기 광원부에서 출력된 광의 일부를 제1광 경로로 투과시키고, 나머지 일부를 제2광 경로로 반사시키는 제1빔 스플리터; 상기 제1광 경로를 통해 상기 제1빔 스플리터로부터 입사되는 광을 회절시키는 회절 격자부; 상기 회절 격자부에서 회절되어 입사되는 광을 반사하는 제1반사부; 상기 제1반사부에서 입사되는 광의 일부를 제3광 경로로 투과시키고, 나머지 일부를 제4광 경로로 반사시키는 제2빔 스플리터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in order to achieve the above object, a multiple light output device according to the present invention includes: a light source unit for generating and outputting light; a first beam splitter that transmits a portion of the light output from the light source unit to a first light path and reflects the remaining portion through a second light path; a diffraction grating unit for diffracting the light incident from the first beam splitter through the first light path; a first reflector that reflects the incident light diffracted by the diffraction grating part; and a second beam splitter that transmits a portion of the light incident from the first reflector to a third light path and reflects the remaining portion through a fourth light path.
또한, 본 발명에 따른 다중 광 출력 장치에서, 상기 제2광 경로를 통해 상기 제1빔 스플리터로부터 입사되는 광을 반사하는 제2반사부; 상기 제2반사부에서 반사된 광을 편광 방향에 따라 투과시키는 편광부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the multi-light output apparatus according to the present invention, a second reflector for reflecting the light incident from the first beam splitter through the second light path; It characterized in that it further comprises a;
또한, 본 발명에 따른 다중 광 출력 장치는, 제4광 경로를 통해 상기 제2빔 스플리터에서 입사되는 광의 파장과 선폭을 측정하는 측정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the multi-optical output device according to the present invention may further include a measuring unit measuring a wavelength and a line width of light incident from the second beam splitter through a fourth optical path.
또한, 본 발명에 따른 다중 광 출력 장치는, 상기 광원부의 입력 전압과 온도를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the multi-light output device according to the present invention may further include a control unit for controlling the input voltage and temperature of the light source unit.
또한, 본 발명에 따른 다중 광 출력 장치에서, 상기 회절 격자부에서 회절되는 광의 회절은 홈의 밀도에 의해 결정되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the multiple light output device according to the present invention, the diffraction of the light diffracted by the diffraction grating part is characterized in that it is determined by the density of the grooves.
또한, 본 발명에 따른 다중 광 출력 장치에서, 상기 회절 격자부에 형성된 홈의 밀도는, 150 ~ 1800(grooves/mm) 범위 내에서 다양하게 구현되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the multiple light output device according to the present invention, the density of the grooves formed in the diffraction grating portion is variously implemented within a range of 150 to 1800 (grooves/mm).
또한, 본 발명에 따른 다중 광 출력 장치에서, 상기 광원부는, A, D, E, G 타입의 핀 코드를 갖는 레이저 다이오드로 구현되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the multiple light output device according to the present invention, the light source unit is implemented as a laser diode having A, D, E, and G type pin codes.
또한, 본 발명에 따른 다중 광 출력 장치에서, 상기 제1빔 스플리터와 상기 제2빔 스플리터는, 같은 종류의 편광을 갖는 편광 빔 스플리터로 구현되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the multiple light output device according to the present invention, the first beam splitter and the second beam splitter are implemented as polarization beam splitters having the same type of polarization.
기타 실시 예의 구체적인 사항은 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 및 첨부 "도면"에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in "Details for carrying out the invention" and attached "drawings".
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 각종 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다.Advantages and/or features of the present invention, and methods for achieving them, will become apparent with reference to various embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 각 실시 예의 구성만으로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로도 구현될 수도 있으며, 단지 본 명세서에서 개시한 각각의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐임을 알아야 한다.However, the present invention is not limited to the configuration of each embodiment disclosed below, but may also be implemented in a variety of different forms, and each embodiment disclosed herein only makes the disclosure of the present invention complete, It is provided to fully inform those of ordinary skill in the art to which the scope of the present invention belongs, and it should be understood that the present invention is only defined by the scope of each of the claims.
본 발명에 의하면, 하나의 레이저 광원을 이용하여 서로 다른 파장을 갖는 다중 광을 출력할 수 있게 된다.According to the present invention, it is possible to output multiple lights having different wavelengths using one laser light source.
또한, 본 발명에 의하면, 하나의 레이저 광원을 이용하여 서로 다른 파장을 갖는 다중 광을 출력함으로써, DHM에서 광 경로를 단순화하여 시료를 계측할 수 있게 됨에 따라 공간적으로 협소한 장소에서도 제약 없이 DHM를 사용할 수 있게 된다.In addition, according to the present invention, by outputting multiple lights having different wavelengths using a single laser light source, the DHM can be measured by simplifying the optical path in the DHM, so that the DHM can be measured without restrictions even in a spatially narrow place. becomes available.
또한, 본 발명에 의하면, 하나의 레이저 광원을 이용하여 서로 다른 파장을 갖는 다중 광을 출력함으로써, 100㎛ 이상의 고단차 높이를 측정할 수 있게 된다.In addition, according to the present invention, it is possible to measure a high step height of 100 μm or more by outputting multiple lights having different wavelengths using a single laser light source.
또한, 본 발명에 의하면, 하나의 레이저 광원을 이용하여 서로 다른 파장을 갖는 다중 광을 출력함으로써, 다양한 높이의 단차를 측정할 수 있게 된다. 구체적으로 두 개의 파장 간격이 짧으면 높은 단차를 측정할 수 있고, 두 개의 파장 간격이 길면 낮은 단차를 측정할 수 있게 된다.In addition, according to the present invention, by outputting multiple lights having different wavelengths using a single laser light source, steps of various heights can be measured. Specifically, if the interval between two wavelengths is short, it is possible to measure a high step, and if the interval between the two wavelengths is long, it is possible to measure a low step.
도 1은 본 발명에 따른 다중 광 출력 장치의 구조를 개략적으로 보인 구조도.
도 2는 본 발명에 따른 다중 광 출력 장치의 구성을 개략적으로 보인 도면.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 다중 광 출력 장치의 동작으로 설명하기 위한 도면.1 is a structural diagram schematically showing the structure of a multi-optical output device according to the present invention;
2 is a diagram schematically showing the configuration of a multi-optical output device according to the present invention.
3 and 4 are diagrams for explaining the operation of the multi-optical output device according to the present invention.
본 발명을 상세하게 설명하기 전에, 본 명세서에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 무조건 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 각종 용어의 개념을 적절하게 정의하여 사용할 수 있고, 더 나아가 이들 용어나 단어는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 알아야 한다.Before describing the present invention in detail, the terms or words used herein should not be construed as being unconditionally limited to their ordinary or dictionary meanings, and in order for the inventor of the present invention to describe his invention in the best way It should be understood that the concepts of various terms can be appropriately defined and used, and further, these terms or words should be interpreted as meanings and concepts consistent with the technical idea of the present invention.
즉, 본 명세서에서 사용된 용어는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기 위해서 사용되는 것일 뿐이고, 본 발명의 내용을 구체적으로 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니며, 이들 용어는 본 발명의 여러 가지 가능성을 고려하여 정의된 용어임을 알아야 한다.That is, the terms used in this specification are only used to describe preferred embodiments of the present invention, and are not used for the purpose of specifically limiting the content of the present invention, and these terms represent various possibilities of the present invention. It should be noted that the term has been defined with consideration in mind.
또한, 본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명확하게 다른 의미로 지시하지 않는 이상, 복수의 표현을 포함할 수 있으며, 유사하게 복수로 표현되어 있다고 하더라도 단수의 의미를 포함할 수 있음을 알아야 한다.Also, in this specification, it should be understood that, unless the context clearly indicates otherwise, the expression in the singular may include a plurality of expressions, and even if it is similarly expressed in plural, it should be understood that the meaning of the singular may be included. .
본 명세서의 전체에 걸쳐서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소를 "포함"한다고 기재하는 경우에는, 특별히 반대되는 의미의 기재가 없는 한 임의의 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 임의의 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미할 수 있다.In the case where it is stated throughout this specification that a component "includes" another component, it does not exclude any other component, but further includes any other component unless otherwise indicated. It could mean that you can.
더 나아가서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"라고 기재한 경우에는, 이 구성 요소가 다른 구성 요소와 직접적으로 연결되어 있거나 접촉하여 설치되어 있을 수 있고, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있을 수도 있으며, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있는 경우에 대해서는 해당 구성 요소를 다른 구성 요소에 고정 내지 연결하기 위한 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재할 수 있으며, 이 제 3의 구성 요소 또는 수단에 대한 설명은 생략될 수도 있음을 알아야 한다.Furthermore, when it is described that a component is "exists in or is connected to" of another component, this component may be directly connected or installed in contact with another component, and a certain It may be installed spaced apart by a distance, and in the case of being installed spaced apart by a certain distance, a third component or means for fixing or connecting the corresponding component to another component may exist, and now It should be noted that the description of the components or means of 3 may be omitted.
반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결"되어 있다거나, 또는 "직접 접속"되어 있다고 기재되는 경우에는, 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재하지 않는 것으로 이해하여야 한다.On the other hand, when it is described that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the third element or means does not exist.
마찬가지로, 각 구성 요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 " ~ 사이에"와 "바로 ~ 사이에", 또는 " ~ 에 이웃하는"과 " ~ 에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지의 취지를 가지고 있는 것으로 해석되어야 한다.Likewise, other expressions describing the relationship between components, such as "between" and "immediately between", or "adjacent to" and "directly adjacent to", have the same meaning. should be interpreted as
또한, 본 명세서에서 "일면", "타면", "일측", "타측", "제 1", "제 2" 등의 용어는, 사용된다면, 하나의 구성 요소에 대해서 이 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소로부터 명확하게 구별될 수 있도록 하기 위해서 사용되며, 이와 같은 용어에 의해서 해당 구성 요소의 의미가 제한적으로 사용되는 것은 아님을 알아야 한다.In addition, if terms such as "one side", "other side", "one side", "other side", "first", "second" are used in this specification, with respect to one component, this one component is It is used to be clearly distinguished from other components, and it should be understood that the meaning of the component is not limitedly used by such terms.
또한, 본 명세서에서 "상", "하", "좌", "우" 등의 위치와 관련된 용어는, 사용된다면, 해당 구성 요소에 대해서 해당 도면에서의 상대적인 위치를 나타내고 있는 것으로 이해하여야 하며, 이들의 위치에 대해서 절대적인 위치를 특정하지 않는 이상은, 이들 위치 관련 용어가 절대적인 위치를 언급하고 있는 것으로 이해하여서는 아니된다.In addition, in this specification, terms related to positions such as "upper", "lower", "left", "right", etc., if used, should be understood as indicating a relative position in the drawing with respect to the corresponding component, Unless an absolute position is specified for their position, these position-related terms should not be construed as referring to an absolute position.
또한, 본 명세서에서는 각 도면의 각 구성 요소에 대해서 그 도면 부호를 명기함에 있어서, 동일한 구성 요소에 대해서는 이 구성 요소가 비록 다른 도면에 표시되더라도 동일한 도면 부호를 가지고 있도록, 즉 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지시하고 있다.In addition, in this specification, in specifying the reference numerals for each component of each drawing, the same component has the same reference number even if the component is indicated in different drawings, that is, the same reference is made throughout the specification. The symbols indicate the same components.
본 명세서에 첨부된 도면에서 본 발명을 구성하는 각 구성 요소의 크기, 위치, 결합 관계 등은 본 발명의 사상을 충분히 명확하게 전달할 수 있도록 하기 위해서 또는 설명의 편의를 위해서 일부 과장 또는 축소되거나 생략되어 기술되어 있을 수 있고, 따라서 그 비례나 축척은 엄밀하지 않을 수 있다.In the drawings attached to this specification, the size, position, coupling relationship, etc. of each component constituting the present invention are partially exaggerated, reduced, or omitted for convenience of explanation or in order to sufficiently clearly convey the spirit of the present invention. may be described, and thus the proportion or scale may not be exact.
또한, 이하에서, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 구성, 예를 들어, 종래 기술을 포함하는 공지 기술에 대해 상세한 설명은 생략될 수도 있다.In addition, in the following, in describing the present invention, a detailed description of a configuration determined that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, for example, a detailed description of a known technology including the prior art may be omitted.
이하, 본 발명의 실시 예에 대해 관련 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the related drawings.
도 1은 본 발명에 따른 다중 광 출력 장치의 구조를 개략적으로 보인 구조도이고, 도 2는 본 발명에 따른 다중 광 출력 장치의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.1 is a structural diagram schematically showing the structure of a multi-optical output device according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of a multi-optical outputting device according to the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 다중 광 출력 장치는 광원부(110), 제1빔 스플리터(120), 제1광 출력부(A), 제2광 출력부(B) 등을 포함하여 이루어질 수 있다.1 and 2 , the multiple light output device according to the present invention includes a
여기서, 광원부(110)는 레이저 광을 생성하여 출력한다.Here, the
광원부(110)는 레이저 다이오드로 구현될 수 있으며, 사용자가 원하는 모든 파장 영역의 광을 생성할 수 있는 레이저 다이오드로 구현될 수 있다.The
광원부(110)는 A, D, E, G 타입의 핀 코드(Pin Code)를 갖는 레이저 다이오드로 구현될 수 있다.The
이에 따라 사용자는 하기의 제어부(190)를 통해 광원부(110)인 레이저 다이오드로 출력되는 전압의 크기와 온도를 조절하여 사용자가 원하는 모든 파장의 광을 생성할 수 있다.Accordingly, the user can generate light of any wavelength desired by the user by adjusting the size and temperature of the voltage output to the laser diode, which is the
제1빔 스플리터(120)는 광원부(110)에서 출력된 광을 편광 방향에 따라 일부를 입사되는 광이 직진하는 제1광 경로(①)로 투과시키고, 나머지 일부를 제1광 경로(①)와 다른 방향 예를 들어, 제1광 경로(①)와 상호 수직한 방향의 제2광 경로(②)로 반사시킨다.The
제1광 출력부(A)는 제1광 경로(①)를 통해 제1빔 스플리터(120)로부터 입사되는 광을 변경시켜 외부로 출력시킬 수 있다.The first light output unit A may change the light incident from the
제1광 출력부(A)는 회절 격자부(150), 제1반사부(160), 제2빔 스플리터(170), 측정부(180) 등을 포함할 수 있다.The first light output unit A may include a
여기서, 회절 격자부(150)는 광원부(110)와 수직선 상에 위치하며, 제1광 경로(①)를 통해 제1빔 스플리터(120)로부터 입사되는 광을 회절시킨다.Here, the
회절 격자부(150)는 광원부(110)에서 생성되어 출력되는 광의 파장 구간 예를 들어, 250~1600㎚ 내에서 회절이 일어나도록 구현될 수 있다.The
또한, 광원부(110)에서 생성되어 출력되는 광의 회절은 회절 격자부(150)의 홈의 밀도(Groove Density)에 의해 결정되며, 홈의 밀도는 대략 150 ~ 1800(grooves/mm) 범위 내에서 다양하게 구현될 수 있다.In addition, diffraction of light generated and output from the
제1반사부(160)는 회절 격자부(150)에서 회절되어 입사되는 광을 반사시킨다.The
제1반사부(160)는 거울로 구현될 수 있다.The
제2빔 스플리터(170)는 제1반사부(160)에서 입사되는 광을 편광 방향에 따라 일부는 입사되는 광이 직진하는 제3광 경로(③)로 투과시키고, 나머지 일부는 제3광 경로(③)와 다른 방향 예를 들어, 제3광 경로(③)와 상호 수직한 방향의 제4광 경로(④)로 반사시킨다.The
제2빔 스플리터(170)에서 제3광 경로(③)로 투과된 광은 외부로 출력된다.The light transmitted from the
앞서 설명한 제1빔 스플리터(120)와 제2빔 스플리터(170)는 입사되는 광의 일부를 입사 광이 직진하는 방향으로 투과시키고, 나머지 일부를 반사시킴으로써, 광의 진행 경로를 결정하게 된다.The
이러한 제1빔 스플리터(120)와 제2빔 스플리터(170)는 같은 종류의 편광을 갖는 편광 빔 스플리터(PBS)로 구현될 수도 있고, 일반 빔 스플리터(BS)로 구현될 수도 있다.The
앞서 설명한 바와 같이, 회절 격자부(150)는 제1빔 스플리터(120)로부터 입사되는 광을 회절시키는 데, 회절 격자부(150)에서 회절된 광 중에서 0차(zero order) 광은 사용되지 않고, 1차(first order) 광이 사용된다.As described above, the
구체적으로 0차 광을 기준으로 오른쪽 1차 광은 광원부(110)로 쪽으로 다시 돌려보내지고, 0차 광을 기준으로 왼쪽 1차 광은 제1반사부(160)에 반사되어 제2빔 스플리터(170)에서 다시 두 방향으로 나뉘게 된다.Specifically, the right primary light with respect to the 0th order light is returned back to the
한편, 측정부(180)는 제4광 경로(④)를 통해 제2빔 스플리터(170)에서 입사되는 광의 파장과 선폭을 측정할 수 있다.Meanwhile, the
여기서, 제4광 경로(④)를 통해 측정부(180)로 입사되는 광은 회절 격자부(150)를 거치면서 파장과 선폭이 변경된 광으로, 사용자는 측정부(180)를 통해 변경된 광의 파장과 선폭을 확인할 수 있다.Here, the light incident to the measuring
측정부(180)를 통해 변경된 광의 파장과 선폭을 확인한 사용자는 원하는 파장과 선폭의 광을 출력하기 위해 제어부(190)를 통해 광원부(110)를 제어할 수 있다.A user who has checked the changed wavelength and line width of the light through the
한편, 제2광 출력부(B)는 제2광 경로(②)를 통해 제1빔 스플리터(120)로부터 입사되는 광을 원(元) 광 그대로 외부로 출력시킨다.Meanwhile, the second light output unit B outputs the light incident from the
이러한 제2광 출력부(B)는 제2반사부(130), 편광부(140) 등을 포함하여 이루어질 수 있다.The second light output unit B may include a
제2반사부(130)는 제2광 경로(②)를 통해 제1빔 스플리터(120)로부터 입사되는 광을 반사한다.The
편광부(140)는 제2반사부(130)에서 반사된 광을 편광 방향에 따라 투과시킨다.The
이와 같이, 편광부(140)를 통해 외부로 출력되는 광은 광원부(110)에서 생성 출력된 광과 동일한 파장과 선폭을 갖는 광이다.As described above, the light output to the outside through the
제어부(190)는 사용자의 조작에 따라 광원부(110)로 입력되는 전압과 온도를 제어하여 광원부(110)에서 생성되어 출력되는 광의 파장과 선폭을 선택할 수 있다.The
이와 같이, 제어부(190)를 통해 광원부(110)의 입력 전압과 온도를 제어하게 되면, 외부 환경의 영향도 줄일 수 있게 되고, 그로 인하여 간건성을 확보할 수 있게 된다.In this way, when the input voltage and temperature of the
이하에서는 도 3 및 도 4를 이용하여 본 발명에 따른 다중 광 출력 장치의 동작에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation of the multi-optical output device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4 .
본 발명에 따른 다중 광 출력 장치는 하나의 레이저 광원을 이용하여 서로 다른 파장을 갖는 광을 출력하는 것을 큰 특징으로 한다.The multiple light output device according to the present invention is characterized in that it outputs light having different wavelengths using a single laser light source.
다중 광 출력 장치에서 출력되는 광은 하나의 광원부(110)에서 생성되어 출력된 광이 파장과 선폭이 변경되어 출력되는 광과, 광원부(110)에서 생성되어 출력된 광이 원형 그대로 출력되는 광으로 이루어질 수 있다.The light output from the multiple light output device includes light generated by one
우선, 파장과 선폭이 변경되어 출력되는 광의 출력 과정을 살펴보면 다음과 같다.First, an output process of light output by changing the wavelength and line width will be described as follows.
광원부(110)에서 생성되어 출력된 레이저 광은 제1빔 스플리터(120)로 입사된다.The laser light generated and output from the
제1빔 스플리터(120)로 입사된 레이저 광은 편광 방향에 따라 일부를 입사 광이 직진하는 제1광 경로(①)로 투과시킨다.A portion of the laser light incident to the
제1빔 스플리터(120)에서 투과된 레이저 광은 광원부(110)와 수직선 상에 위치하는 회절 격자부(150)로 입사되며, 회절 격자부(150)에 입사된 광은 회절 격자부(150)에 형성된 격자에 의해 회절되어 제1반사부(160)로 입사된다.The laser light transmitted from the
제1빔 스플리터(120)에서 투과된 레이저 광은 회절 격자부(150)를 거치면서 파장 및 선폭이 변경될 수 있다.The wavelength and line width of the laser light transmitted from the
회절 격자부(150)에서 회절된 레이저 광(가변된 레이저 광)은 제1반사부(160)에서 반사되어 제2빔 스플리터(170)로 입사된다.The laser light (variable laser light) diffracted by the
제2빔 스플리터(170)로 입사된 레이저 광은 편광 방향에 따라 일부를 입사 광이 직진하는 제3광 경로(③)로 투과시켜 외부로 출력시킨다.A portion of the laser light incident to the
그리고, 나머지 일부는 제3광 경로(③)와 다른 방향 예를 들어, 제3광 경로(③)와 상호 수직한 방향의 제4광 경로(④)로 반사시킨다.And, the remaining portion is reflected in a direction different from the third light path (③), for example, to the fourth light path (④) in a direction perpendicular to the third light path (③).
제4광 경로(④)로 반사된 레이저 광은 측정부(180)로 입사되며, 측정부(180)는 제2빔 스플리터(170)에서 입사되는 레이저 광(변경된 레이저 광)의 파장 및 선폭을 측정한다.The laser light reflected by the fourth light path (④) is incident on the measuring
광원부(110)에서 출력된 후 제1빔 스플리터(120), 회절 격자부(150), 제1반사부(160), 제2빔 스플리터(170)를 통해 외부로 출력되는 레이저 광은 파장, 선폭 등이 변경된 레이저 광이다.The laser light output from the
한편, 파장과 선폭이 그대로 유지되어 출력되는 광의 출력 과정을 살펴보면 다음과 같다.On the other hand, the output process of the light that is output while maintaining the wavelength and line width is as follows.
앞서 설명한 바와 같이, 광원부(110)에서 출력된 레이저 광은 제1빔 스플리터(120)에서 일부는 제1광 경로(①)로 투과되고, 나머지 일부는 제2광 경로(②)로 반사된다.As described above, a portion of the laser light output from the
제2광 경로(②)로 반사된 레이저 광은 제2반사부(130)에서 다시 반사되어 편광부(140)로 입사하고, 편광부(140)로 입사된 레이저 광은 편광부(140)를 통과하여 외부로 출력된다.The laser light reflected by the second light path (②) is reflected back by the second reflecting
광원부(110)에서 출력된 후 제1빔 스플리터(120), 제2반사부(130), 편광부(140)를 통해 외부로 출력되는 레이저 광은 파장, 선폭 등이 변경되지 않은 레이저 광이다.The laser light output from the
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 다중 광 출력 장치는 하나의 레이저 광원을 이용하여 서로 다른 파장 및 선폭을 갖는 다중의 레이저 광을 출력할 수 있게 된다. 구체적으로 하나의 레이저 광원을 이용하여 파장과 선폭이 변경되지 않은 레이저 광과, 파장과 선폭이 변경된 레이저 광을 함께 출력할 수 있다.As described above, the multiple light output device according to the present invention can output multiple laser lights having different wavelengths and line widths using one laser light source. Specifically, by using a single laser light source, the laser light of which the wavelength and line width are not changed and the laser light of which the wavelength and line width are changed may be output together.
또한, 파장과 선폭이 변경된 레이저 광의 파장과 선폭을 측정부(180)를 통해 측정할 수 있게 된다.In addition, the wavelength and the line width of the laser light having the changed wavelength and line width can be measured through the measuring
또한, 제어부(190)를 통해 광원부(110)로 입력되는 전압과 온도를 제어하여 광원부(110)에서 생성되어 출력되는 레이저 광의 파장을 선택할 수 있게 된다.In addition, by controlling the voltage and temperature input to the
또한, 하나의 레이저 광원을 이용하여 서로 다른 파장을 갖는 다중의 레이저 광을 출력함으로써, 두 개의 파장을 사용하여 시료를 측정하는 DHM에서 두 개의 파장에 의해 만들어지는 합성파로 다양한 높이의 단차를 측정할 수 있게 된다. 즉, 두 개의 파장 간격이 짧으면 높은 단차를 측정할 수 있고, 두 개의 파장 간격이 길면 낮은 단차를 측정할 수 있게 된다.In addition, by using a single laser light source to output multiple laser lights having different wavelengths, the DHM, which measures a sample using two wavelengths, can measure steps of various heights with a composite wave created by two wavelengths. be able to That is, when the interval between two wavelengths is short, a high step can be measured, and when the interval between two wavelengths is long, a low step can be measured.
이상, 일부 예를 들어서 본 발명의 바람직한 여러 가지 실시 예에 대해서 설명하였지만, 본 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 항목에 기재된 여러 가지 다양한 실시 예에 관한 설명은 예시적인 것에 불과한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이상의 설명으로부터 본 발명을 다양하게 변형하여 실시하거나 본 발명과 균등한 실시를 행할 수 있다는 점을 잘 이해하고 있을 것이다.In the above, although several preferred embodiments of the present invention have been described with some examples, the descriptions of various various embodiments described in the "Specific Contents for Carrying Out the Invention" item are merely exemplary, and the present invention Those of ordinary skill in the art will understand well that the present invention can be practiced with various modifications or equivalents to the present invention from the above description.
또한, 본 발명은 다른 다양한 형태로 구현될 수 있기 때문에 본 발명은 상술한 설명에 의해서 한정되는 것이 아니며, 이상의 설명은 본 발명의 개시 내용이 완전해지도록 하기 위한 것으로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항에 의해서 정의될 뿐임을 알아야 한다.In addition, since the present invention can be implemented in various other forms, the present invention is not limited by the above description, and the above description is intended to complete the disclosure of the present invention, and is generally It should be understood that this is only provided to fully inform those with knowledge of the scope of the present invention, and that the present invention is only defined by each of the claims.
110. 광원부,
120. 제1빔 스플리터,
130. 제2반사부,
140. 편광부,
150. 회절 격자부,
160. 제1반사부,
170. 제2빔 스플리터,
180. 측정부,
190. 제어부110. light source,
120. first beam splitter,
130. second reflector,
140. Polarizer,
150. diffraction grating,
160. first reflector,
170. Second beam splitter,
180. Measuring unit,
190. Controls
Claims (13)
상기 광원부에서 출력된 광의 일부를 제1광 경로로 투과시키고, 나머지 일부를 제2광 경로로 반사시키는 제1빔 스플리터;
상기 제1광 경로를 통해 상기 제1빔 스플리터로부터 입사되는 광을 변경시켜 외부로 출력시키는 제1광 출력부;
상기 제2광 경로를 통해 상기 제1빔 스플리터로부터 입사되는 광을 원(元) 광 그대로 외부로 출력시키는 제2광 출력부;를 포함하고,
상기 제1광 출력부는,
상기 제1광 경로를 통해 상기 제1빔 스플리터로부터 입사되는 광을 회절시키는 회절 격자부;
상기 회절 격자부에서 회절되어 입사되는 광을 반사하는 제1반사부;
상기 제1반사부에서 입사되는 광의 일부를 제3광 경로로 투과시키고, 나머지 일부를 제4광 경로로 반사시키는 제2빔 스플리터;를 포함하고,
상기 제2광 출력부는,
상기 제2광 경로를 통해 상기 제1빔 스플리터로부터 입사되는 광을 반사하는 제2반사부;
상기 제2반사부에서 반사된 광을 편광 방향에 따라 투과시키는 편광부;를 포함하여 이루어져,
상기 광원부에서 출력된 하나의 광을 상기 제1빔 스플리터를 통해 두 개의 경로로 분리한 후, 상기 제1광 경로로 이동하는 광의 파장과 선폭을 변경하여 상기 제1광 출력부와 상기 제2광 출력부가 서로 다른 파장을 갖는 광을 출력하도록 하여, 두 개의 파장을 사용하여 시료를 측정하는 DHM에서 두 개의 파장에 의해 만들어지는 합성파로 100㎛ 이상의 고단차를 측정토록 하며,
상기 제1광 출력부는, 상기 광원부와 분리되어 위치되며, 상기 제4광 경로를 통해 상기 제2빔 스플리터에서 입사되는 광의 파장과 선폭을 측정하는 측정부;를 포함하며,
상기 회절 격자부에서 회절되는 광의 회절은 홈의 밀도에 의해 결정되고, 상기 회절 격자부에 형성된 홈의 밀도는, 150~1800(grooves/mm) 범위를 갖는 것을 특징으로 하는,
다중 광 출력 장치.
a light source unit generating and outputting light;
a first beam splitter that transmits a portion of the light output from the light source unit to a first light path and reflects the remaining portion through a second light path;
a first light output unit for changing the light incident from the first beam splitter through the first light path and outputting it to the outside;
a second light output unit for outputting the light incident from the first beam splitter through the second light path to the outside as it is,
The first light output unit,
a diffraction grating unit for diffracting the light incident from the first beam splitter through the first light path;
a first reflector that reflects the incident light diffracted by the diffraction grating part;
a second beam splitter that transmits a portion of the light incident from the first reflector to a third light path and reflects the remaining portion through a fourth light path; and
The second light output unit,
a second reflector for reflecting the light incident from the first beam splitter through the second light path;
and a polarizing unit that transmits the light reflected by the second reflecting unit according to the polarization direction.
After splitting one light output from the light source unit into two paths through the first beam splitter, the wavelength and line width of the light traveling through the first light path are changed to change the first light output unit and the second light path. The output unit outputs light having different wavelengths, so that a high step difference of 100 μm or more is measured with a composite wave made by two wavelengths in the DHM that measures a sample using two wavelengths,
The first light output unit includes a measuring unit positioned separately from the light source unit and measuring a wavelength and a line width of light incident from the second beam splitter through the fourth light path;
Diffraction of light diffracted in the diffraction grating part is determined by the density of the grooves, and the density of the grooves formed in the diffraction grating part is in the range of 150 to 1800 (grooves/mm),
Multiple light output devices.
상기 광원부의 입력 전압과 온도를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
다중 광 출력 장치.
6. The method of claim 5,
A control unit for controlling the input voltage and temperature of the light source unit; characterized in that it further comprises,
Multiple light output devices.
상기 광원부는,
A, D, E, G 타입의 핀 코드를 갖는 레이저 다이오드로 구현되는 것을 특징으로 하는,
다중 광 출력 장치.
6. The method of claim 5,
The light source unit,
Characterized in that it is implemented as a laser diode having a pin code of A, D, E, G type,
Multiple light output devices.
상기 제1빔 스플리터와 상기 제2빔 스플리터는,
같은 종류의 편광을 갖는 편광 빔 스플리터로 구현되는 것을 특징으로 하는,
다중 광 출력 장치.
6. The method of claim 5,
The first beam splitter and the second beam splitter,
characterized in that it is implemented as a polarizing beam splitter having the same type of polarization,
Multiple light output devices.
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|---|---|---|---|
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| GRNT | Written decision to grant |