선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 연구에서는 광소자 정렬 자동화에 관해 연구하였다. 정 렬 정밀도를 향상시키기 위하여 극초정밀 스테이지를 광소 자 정렬 분야에 적용하였고 정렬에 소요되는 시간을 줄이기 위하여 광소자 정렬 자동화 프로:2램을 개발하였다.
- 또한 능동정렬(Active Alignnmlent)의 경우 10분 이상의 시간이 소요되고 있다. 따라서 탐색 시간을 줄이 기 위한 영역 탐색 알고리듬과 광소자 정렬 정밀도를 만족하기 위한 극점 탐색 알고리듬을 개발하고 이를 자동화할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 광소자 정렬 자동화 프로그램의 성능을검증하기 위하여 탐색 범위를 40×40㎛로 하여 Fig.
- 본 연구에서는 극초정밀 다축 스테이지를 이용한 광소자 정렬 장치의 자동화 프로그램을 개발하였다. 약 5nm의 분해 능을 갖는 극초정밀 다축 스테이지를 이용하여 정렬 정밀도 를 향상하였다.
제안 방법
- 본 연구에서는 광소자 정렬 자동화에 관해 연구하였다. 정 렬 정밀도를 향상시키기 위하여 극초정밀 스테이지를 광소 자 정렬 분야에 적용하였고 정렬에 소요되는 시간을 줄이기 위하여 광소자 정렬 자동화 프로:2램을 개발하였다. 광소자 정렬 알고리틈은 영역 탐색과 극점 탐색 알고리듬으로 구성 된다.
- 광소자 정렬 알고리틈은 영역 탐색과 극점 탐색 알고리듬으로 구성 된다. 광 정렬시 광신호의 2차원 분포도를 파악하기 위하여 영역 탐색을 실시하였다. 영역 탐색에서 얻은 최대 광 신호 검출 위치를 기준으로 영역 탐색에서 보다 높은 신호가 검출 되는 정밀한 좌표를 찾기 위하여 극점 탐색 알고리듬을 적용 하였다.
- 광소자 정렬 장 치는 스테이지부와 센서부, 그리고 제어부로 구성된다. 스테 이지부는 압전 액츄에이터(PZT Actuator)와 플렉셔 가이드 메커니즘로 이루어진 극초정밀 다축 스테이지로 구성하였으며, 센서부는 정전용량형 센서(Cap. Gauge)와 광 멀티미터 (Optical Multimeter)로 구성된다. 제어부는 메인 컨트롤러 (Main Controller)와 때인 컴퓨터(Main Computer)로 구성하였다.
- 광소자 접합(Bonding) 공정에서 정렬 시간을 줄이고, 광 정렬 요구 정밀도를 만족하기 위하여 극초정밀 다축 스테이 지를 개발하여 광소자 정렬 장치에 사용하였고, 영역 탐색 알고리듬과 극점 탐색 알고리듬을 개발하여 적용하였다. 또한, 광소자 정렬 과정을 자동화하기 위하여 광소자 정렬 자 동화 프로그램을 개발하였다.
- 광소자 접합(Bonding) 공정에서 정렬 시간을 줄이고, 광 정렬 요구 정밀도를 만족하기 위하여 극초정밀 다축 스테이 지를 개발하여 광소자 정렬 장치에 사용하였고, 영역 탐색 알고리듬과 극점 탐색 알고리듬을 개발하여 적용하였다. 또한, 광소자 정렬 과정을 자동화하기 위하여 광소자 정렬 자 동화 프로그램을 개발하였다.
- 스 테이지가 사각나선형 궤적을 따라 구동할 수 있도록 압전 액츄에이터 앰프에 입력 신호를 내보내고 스테이지의 위치정보와 광 신호를 검출하는 영역 탐색 탭(Field Search Tab)과, 영역 탐색 과정에서 측정된 데이터를 재배열하여 도식화 하고 최대 광 신호 출력 좌표로 스테이지를 이동시키는 플로 팅 탭(Plotting Tab), 그리고 힐 클라임 방식 및 전.후진하여 움직이는 궤적을 따라 최적 정렬 위치를 찾는 극점 탐색 탭(Peak Search Tab)으로 구성하였다. LabVIEW 함수인 이 벤트 구문(Event Strimcture)을 사용하여 버튼을 누름으로써각 공정이 수행되도록 하였다.
- 후진하여 움직이는 궤적을 따라 최적 정렬 위치를 찾는 극점 탐색 탭(Peak Search Tab)으로 구성하였다. LabVIEW 함수인 이 벤트 구문(Event Strimcture)을 사용하여 버튼을 누름으로써각 공정이 수행되도록 하였다.
- 영역 탐색 탭은 개발한 영역 탐색 알고리듬을 구현하기 위한 신호를 출력하고 장치들의 파라미터를 설정할 수 있는 창과 정전용량형 센서와 광 멀티미터에서 측정된 데이터를 그래프로 확인할 수 있는 창으로 구성하였다. Fig.
- 탐색 범위를 선택하고 스타트 버튼을 누르면 스테이지가 사각나선형 궤적을 따라 구동할 수 있도록 압전 액츄에이터에 스테이지 구동 신호가 출력되고, 극초정밀 다축 스테이지는 Y-Z 평면을 탐색하게 된다. 동시에 정전용량형 센서에서 검출되는 스테이지의 위치 정보를 측정하고, 광 멀티미터에서 검출되는 광 신호를 측정한다.
- 플로팅 탭에서는 영역 탐색에서 측정된 데이터를 재배열 하여 그래프화하고, 이 데이터를 바탕으로 최대 광 신호가 출력되는 위치로 스테이지를 옮기는 역할을 수행한다. 영역 탐색의 결과와 스테이지를 최대 광 신호 출력 위치로 이동한 결과를 비교할 수 있도록 하였다. 또한, 스테이지가 실제 구 동한 Y-Z평면을 그래프로 보여주는 창과 스테이지가 사각 나선형 궤적을 따라 구동하는 동안 측정된 광 신호를 볼 수 있도록 하였다.
- 영역 탐색의 결과와 스테이지를 최대 광 신호 출력 위치로 이동한 결과를 비교할 수 있도록 하였다. 또한, 스테이지가 실제 구 동한 Y-Z평면을 그래프로 보여주는 창과 스테이지가 사각 나선형 궤적을 따라 구동하는 동안 측정된 광 신호를 볼 수 있도록 하였다. 최대 광 신호 출력 위치가 Y-Z평면상에 존 재하지 않거나 가장자리에 치우친 경우에는 스테이지의 초기 위치를 수정하여 재탐색 과정을 거치게 된다.
- 개발한 극점 탐색 알고리듬을 구현하기 위해서 플로팅 탭 에서 최대 광 신호 출력 위치로 스테이지를 옮긴 좌표를 기준으로 4단계의 극점 탐색 과정을 거치게 된다. 극점 탐색 탭에서는 각 단계에서 측정되어진 결과를 볼 수 있도록 하였 고, 최종 정렬 위치와 광 파워 값을 디지털 수치로 확인할 수 있도록 하였다. 또한, 실험 데이터를 저장할 수 있도록 하였고, 광정렬 장치를 초기화할 수 있도록 하였다.
- 극점 탐색 탭에서는 각 단계에서 측정되어진 결과를 볼 수 있도록 하였 고, 최종 정렬 위치와 광 파워 값을 디지털 수치로 확인할 수 있도록 하였다. 또한, 실험 데이터를 저장할 수 있도록 하였고, 광정렬 장치를 초기화할 수 있도록 하였다. Fig.
- 따라서 탐색 시간을 줄이 기 위한 영역 탐색 알고리듬과 광소자 정렬 정밀도를 만족하기 위한 극점 탐색 알고리듬을 개발하고 이를 자동화할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 광소자 정렬 자동화 프로그램의 성능을검증하기 위하여 탐색 범위를 40×40㎛로 하여 Fig. 6에서 와 같이 입력 측 1채널 광 스택과 출력 측 8채널 광 스택간의 정렬 실험을 하였다. 페롤과 달리 광 스택은 일정 각도로 기 울어져 있어 넓은 영역을 탐색할 경우 간섭이 발생하여 파손 의 우려가 있기 때문에 탐색 범위를 제한하였다.
- 페롤과 달리 광 스택은 일정 각도로 기 울어져 있어 넓은 영역을 탐색할 경우 간섭이 발생하여 파손 의 우려가 있기 때문에 탐색 범위를 제한하였다. 측정범위 ±250㎛와 노이즈 레벨 10nm를 갖는 정전용량형 센서를 사용하여 극초정밀 다축 스테이지의 위치 정보를 검출하였다.
- 스테이지의 이동 속도를 일정하게 유지하기 위하여 출력 신호의 기울기를 동 일하게 하였다. 정전용량형 센서에서 측정된 신호를 이용하여 Y-Z평면상에서 스테이지가 구동한 위치를 검출하고, 광 멀티미터에서 측정된 광 신호를 검출하여 최대 광 신호 출력 위치를 찾는다. Fig.
- 정전용량형 센서에서 측정된 신호를 이용하여 Y-Z평면상에서 스테이지가 구동한 위치를 검출하고, 광 멀티미터에서 측정된 광 신호를 검출하여 최대 광 신호 출력 위치를 찾는다. Fig. 8에서와 같이 영역 탐색 탭에서 측정된 정전용량형 센서의 전압 값을 정전용량형 센서의 게인 값을 이용하여 극초정밀 다축 스테이지가 실제로 탐색한 Y-Z평 면으로 환산하였다.
- 광 정렬시 광신호의 2차원 분포도를 파악하기 위하여 영역 탐색을 실시하였다. 영역 탐색에서 얻은 최대 광 신호 검출 위치를 기준으로 영역 탐색에서 보다 높은 신호가 검출 되는 정밀한 좌표를 찾기 위하여 극점 탐색 알고리듬을 적용 하였다. 정렬 공정을 자동화하기 위하여 LabVIEW 프로그 램을 사용하였고 정렬 성능을 테스트하였다.
- 1단계 극점 탐색에서는 Y축에 Iftm 스텝 신호를 주어 전.후진하여 움직이는 궤적을 따라 스테이지의 위치 정보와 각 위치에 대응하는 광 신호를 측정하였다. 2단계 극점 탐색에서도 1단계와 동일한 방법으로 스테이지를 Z축 방향으로 구동하였다.
대상 데이터
- 2단계 극점 탐색에서도 1단계와 동일한 방법으로 스테이지를 Z축 방향으로 구동하였다. 3.4단계 극점 탐 색에서는 0.5㎛ 스텝 신호를 주어 Z축과 Y축에 대하여 1 차원 프로파일을 획득하였다. 그 결과 최대 광 신호는 (Y,Z)=( 19.
데이터처리
- 영역 탐색에서 얻은 최대 광 신호 검출 위치를 기준으로 영역 탐색에서 보다 높은 신호가 검출 되는 정밀한 좌표를 찾기 위하여 극점 탐색 알고리듬을 적용 하였다. 정렬 공정을 자동화하기 위하여 LabVIEW 프로그 램을 사용하였고 정렬 성능을 테스트하였다.
- 광소자 정렬 자동화 프로그램은 Lab VIEW 를 사용하여 프로그래밍하였다. 프로그램은 세 부분으로 구성하였다.
성능/효과
- 9와 같은 3차원 그래프로 도식화하였다. 그 결과, 최대 광 신호 출력 위치와 광 파워 값은 (Y,Z)=(19.05㎛, 12.85㎛)에서 -4.132dBm의 광 파워 값을 얻을 수 있었다. 영역 탐색 후, 스테이지는 Y-Z평면의 중앙부 에 위치하게 된다.
- 5㎛ 스텝 신호를 주어 Z축과 Y축에 대하여 1 차원 프로파일을 획득하였다. 그 결과 최대 광 신호는 (Y,Z)=( 19.79/201, 14.48㎛)에서 -3.947dBm으로 영역 탐색에서 구한 -4.132dBm보다 0.185dBm 높은 값으로 보다 정밀 한 정렬 위치임을 확인할 수 있었다. Fig.
- 본 연구에서는 극초정밀 다축 스테이지를 이용한 광소자 정렬 장치의 자동화 프로그램을 개발하였다. 약 5nm의 분해 능을 갖는 극초정밀 다축 스테이지를 이용하여 정렬 정밀도 를 향상하였다. 영역 탐색 알고리듬을 사용함으로써 정렬 시간을 효과적으로 줄일 수 있었고, 탐색 범위의 광 신호 분포를 파악할 수 있었다.
- 약 5nm의 분해 능을 갖는 극초정밀 다축 스테이지를 이용하여 정렬 정밀도 를 향상하였다. 영역 탐색 알고리듬을 사용함으로써 정렬 시간을 효과적으로 줄일 수 있었고, 탐색 범위의 광 신호 분포를 파악할 수 있었다. 극점 탐색 알고리듬을 사용함으로써 영역 탐색에서 보다 정밀한 정렬 위치를 찾을 수 있었다.
- 영역 탐색 알고리듬을 사용함으로써 정렬 시간을 효과적으로 줄일 수 있었고, 탐색 범위의 광 신호 분포를 파악할 수 있었다. 극점 탐색 알고리듬을 사용함으로써 영역 탐색에서 보다 정밀한 정렬 위치를 찾을 수 있었다. 기존의 광정렬 장치는 상당히 고가이며, 정렬 과정 또한 복잡 하여 숙련된 기술자에 의해서도 정렬에만 10분 이상의 시간이 소요되고 있다.
- 본 연구에서는 극초정밀 다축 스테이지에 영역 탐색과 극 점 탐색 알고리듬을 적용할 수 있도록 광소자 정렬 자동화 프로그램을 개발함으로써 복잡한 광소자 정렬 공정을 완전 자동화 하였고, 정렬에 소요되는 시간을 줄일 수 있었다. 영역 탐색에 소요된 시간은 40초이며, 스테이지를 최대 광 신 호 출력 위치로 이동하는데 약 40초가 소요되었다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.