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.
가설 설정
- 높아 전류를 거의 소비하지 않는다. 본 연구의 예에서는 액추에이터 주위의 Pad부분의 부유(浮游)용량을 고려해도 정전용량은 겨우 pF이다. 따라서 공진주파수가 300Hz인 경우, 10V 구동에서 충전한 전하가 모두 줄열로서 잃는다고 해도 그 소비전력은 O.
제안 방법
- 광파이버 통신용으로 개발해온 MEMS 광스캐너 기술을 수평 전개해서 파장다중방식의 광파이버 내시경을 구축했다. 또 고속 MEMS 광스캐너를 사용해서 외부캐비티 변 조형 의 파장가변광원을 구성하고 종래의 폴리곤미 러에서는 불가능했던 고속파장주인타입의 광원을 구축했다.
- 3㎛의 프로브광은 그림2에 나타냈듯이 같은 광학계를 역으로 거슬러가서 체외의 OCT 광학장치로 복귀된다. 그래서 가변 파장 광원과의 간섭을 고속 프리에 변환하는 것이고, 깊이방향 위치와 복귀 광의 강도를 해석한다. 그 결과를 MEMS 광 스캐너의 각도(관찰부위의 횡 방향위 치에 상당)를 근거로 XY 플로트 하는 것으로 관찰부위의 단면화상(斷面畫像)을얻을 수 있다.
- 이 때문에 생체의 동영상을 얻기 위해서는 광스캐너의 고속화가 필요했다. 그래서 앞서 말한 내시경용의 광스캐너와는 다른 MEMS 소자로서 수십 kHz의 고속에서 여진 가능한 광스캐너를 개발했다.
- 활성층두께 30㎛의 접합 SOI기판의 양면을 高aspect비 드라이 에칭(통칭 Deep Reactive Ion Etching, DRIE)에 의해 가공해서 가동구조를 제작했다. 그리고 미러가 면 밖 방향으로 진동할 때의 공간을 보존하기 위해 미러하부의 기판부분은 안쪽 측에서 DRIE에 의해 기판관통 가공했다. MEMS 프로세스에는 일반적으로 최종단계에서 가동구조체의 하부에 상당하는 Layer를 선택적으로 제거하는 희생층 에칭이라고 하는 공정이 있다.
- 개념도를 나타냈다. 내시경 선단부분에 경사 45° 각도로 MEMS 광스캐 너를 배 치하고 축에 평 행으로 입사한 광을 원통의 반경방향에 공간 주사해서 관찰하고 싶은 부분에 프로브 광(파장 1.3 ㎛)을조사(照射)한다. 종래의 MEMS 광파이버 내시경에서는 광파이버와 전력공급용의 전선을 병용하는 방식이 일반적이었다.
- 또 고속 MEMS 광스캐너를 사용해서 외부캐비티 변 조형 의 파장가변광원을 구성하고 종래의 폴리곤미 러에서는 불가능했던 고속파장주인타입의 광원을 구축했다. 이후는 이들 기술을 조합시키는 것으로 단시간에서 생체의 동화상이 취득 가능한 저침습 .
- 사진내의 미러 전후에는 폭 刎m, 길이 150叫 높이 30(期의 단결정제의 Torsion Bar가 있고, 이것에 의해 미러를 탄성지지 한다. 또 미러 테두리에는 폭 길이 150/®, gap 5四1의 Comb(빗)형상의 전극 (수직Comb전극)을 설치했고, 여기에서 발생하는 정전인력을 사용해서 미러를 기판면 밖 방향으로 공진(共振) 구동하는 방식을 채용했다.
- 5丽의 적외광을 chopper로 펄스폭 변조하고, 내시경내부에 실장한 광전변환소자로 MEMS 광 스캐너의 정전구동전압을 발생한다. 또 파장 1.3㎛의 프로브 광을 MEMS 스캐너로 주사해서 관찰부위에 조사(照射)한다. (b)시작품은 직경 5mm의 파이 렉스 글라스에 실장했다.
- 5mm이다. 이 미러를 포함해서 가동 부분은 모두 두께 30仰1의 접합 SOI기판의 활성층을 가공해서 제작했다. 사진내의 미러 전후에는 폭 刎m, 길이 150叫 높이 30(期의 단결정제의 Torsion Bar가 있고, 이것에 의해 미러를 탄성지지 한다.
- 회절격자와 폴리곤미러로 캐비 티길이를 결정하는 종래방식의 파장 가변 레이저 구성. 파장주인을 고속화하기 위해 종래의 폴리곤미러를 MEMS형의 스캐너로 바꾼다.
- 종래의 MEMS 광파이버 내시경에서는 광파이버와 전력공급용의 전선을 병용하는 방식이 일반적이었다. 한편 본 연구에서는 체내에서의 감전과 다른 의료 전자기기와의 전자기적 결합을 피하기 위해 MEMS 광스캐너로의 전력을 광으로 공급하는 방법을 채용했다. 즉 파장 1.
- 프로세스를 그림 4에 나타냈다. 활성층두께 30㎛의 접합 SOI기판의 양면을 高aspect비 드라이 에칭(통칭 Deep Reactive Ion Etching, DRIE)에 의해 가공해서 가동구조를 제작했다. 그리고 미러가 면 밖 방향으로 진동할 때의 공간을 보존하기 위해 미러하부의 기판부분은 안쪽 측에서 DRIE에 의해 기판관통 가공했다.
대상 데이터
- 본고의 MEMS 광파이버 내시경은 재단법인 카나가와(神 奈川) 과학기술 아카데미 "광 메카트로닉스” 프로젝터 (2005~2008년) 및 그 성과 전개 연구로서 SUN TEC 주식회사와 함께 실시한 깃이다. 또 동사에 대한 OCT 용의 파장 가변광원 개 발은 재단법 인 JKA의 케 이 린보조사업 (競輪補助事業)의 일환으로서 일반재단법인 광산업기술진흥협회가 실시한 조사연구보조사업의 지원을 받았다.
- 그림4. MEMS 광스캐너의 제법 접합 SOI기판(활성층 30皿 BOX 2㎛, 지지기판 500㎛)의 양면을 드라이에칭 가공해서 스캐너구조를 형성한다. 최종공정에서 린스 액의 표면장력을 이용한 3차원 구조조립기술을 사용해서 미러의 초기오프셋 각도를 형성한다.
- 본 연구에서는 내시경 원통 내에 경사 45° 배치할 수 있도록 그림3에 나타낸 2mm X 3mm 타원형의 MEMS 광 스캐너를 설계 . 제작했다.
데이터처리
- 그림6. MEMS미러 구동형식의 비교. (a)종래의 1자유도 진동자방식에서는 수직 Comb형의 정전구동기구와 미러가 일체이다.
이론/모형
- 그림9. 광단층촬상법(OCT)에 의한 딸기 표피의 단층사진. (a)관찰부위, (b) 종래의 저속폴리곤 광스캐너에 의한 OCT 관찰결과, (c)본 연구의 고속 MEMS 광 스캐너에 의한 OCT 관찰결과.
성능/효과
- MEMS 프로세스에는 일반적으로 최종단계에서 가동구조체의 하부에 상당하는 Layer를 선택적으로 제거하는 희생층 에칭이라고 하는 공정이 있다. 본 연구의 제법에서는 SC) I실리콘기판의 활성층이 구조체이고, 그 하부의 BOX가 희생층에 상당한다. 이 희생층을 제거해서 웨이퍼 건조할 때의 수분 (水分) 표면장력을 이용해서 구조체의 일부분을 의도적으로 기판 측에 접합하는 것으로 기판 측에 붙이는 것으로 기판 측의 Comb전극과 미 러 측의 Comb전극 사이에 초기 오프셋각도를 설정한다/) 이와 같이 오프셋 각도를 설정하는 것으로 미러의 여진초기의 시초가 빠르게 되는 한편 안정한 진동의 지속을 가능으로 했다.
- 시작信式作)한 광스캐너를 외부캐비티형의 레이저 다이오드에 응용한 결과 공진주파수에서의 진동 왕복을 이용해서 약 140kHz에서의 파장주인(波長走引)이 가능한 것을 확인했다. 이때의 최대 광강도는 20mW, 파장 주인 범위는 100nm, OCT측정의 도달심도에 관계하는 Co- herence길이는 3mm이다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.