초록 ▼

Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위
[길이 측정표준]
● 실리콘 웨이퍼 두께 프로파일 측정 시스템 개발
- 최대 측정 영역 : 100 mm
- 두께 측정 불확도 : < 1 μm
● 레이저 간섭계 기술 개발(1/3)
- 장거리 간섭계 bench upgrade 및 자동화
- 532 nm 요오드안정화 Nd:YAG 레이저 개발
● 수직각 교정능력 향상
- 측정분해능: 0.01″ 이하
- 측정불확도 (k = 2): 0.2″ 이하 (±90° 범위)
● 게이지 블록 절대측정 정확도 향상

Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위
[길이 측정표준]
● 실리콘 웨이퍼 두께 프로파일 측정 시스템 개발
- 최대 측정 영역 : 100 mm
- 두께 측정 불확도 : < 1 μm
● 레이저 간섭계 기술 개발(1/3)
- 장거리 간섭계 bench upgrade 및 자동화
- 532 nm 요오드안정화 Nd:YAG 레이저 개발
● 수직각 교정능력 향상
- 측정분해능: 0.01″ 이하
- 측정불확도 (k = 2): 0.2″ 이하 (±90° 범위)
● 게이지 블록 절대측정 정확도 향상
- 간섭무늬의 반송주파수 측정분해능: 10배 이상 향상
- 백금저항온도계의 자기가열효과: 1 mK 이하
[시간주파수 측정표준]
● 광격자 주파수 표준 개발
- 불확도 개선 및 불확도 평가
- 좁은 선폭의 시계전이선 레이저 개발
- 2 번째 광시계 시스템 기본 설계
● 원자분수 주파수표준기 개발
- 마이크로파 공진기와 정자장 코일 설계 제작
- 자기차폐통 설계 및 제작
- 물리부 조립 및 Ramsey 신호 관측 (선폭 1 Hz)
- 단기안정도 : 2×10^-13/τ1/2 달성
● 표준시 상시 유지
- KRISS 타임스케일 개선
- 원자시계간 시각비교 및 BIPM 보고
- UTC(KRIS) 생성 시스템 유지 운영
- Rapid UTC 생성 및 보고
● 위성이용 국제 시각비교
- GPS 위성이용 상시 시각비교
- GLONASS 코드데이터 산출기법 연구
- GPS 반송파 및 통신위성 반송파 이용기법 연구
● 표준주파수국 운용 및 수신율 향상
- 송신시스템 및 표준시 생성시스템 운용
- FSK 변조에 의한 수신율 개선
[질량힘 측정표준]
● 자속양자 기반 pN 힘표준 확립
- 자속양자 단위 정적힘 발생
- 자속양자힘의 환경적, 시간적 안정성 연구 및 자속양자힘 소자 최적화
● 발란스방식 저용량 힘표준 확립
- 고정밀 저울을 이용한 저용량 힘 표준기 시스템 설계 및 제작
- PI 액츄에이터를 이용한 수십 mN 힘 제어용 프로그램 개발
● 이중구동식 리크표준 정확도 향상
- 이중 구동식 피스톤형 오일유량계 설계
- 실험용 진공장치 set-up
- 고체밀도측정물 범위확장
- 1 kg에서 10 kg 고체밀도측정시스템 구축
- 1 kg 에서 10 kg 표준분동 밀도측정 및 불확도 산출
● 절대중력표준 정확도 향상
- 절대중력 시스템 개선 및 특성 분석
- 절대중력 모니터링을 통한 장기안정도 분석 및 불확도 산출
● 차압 정확도향상 및 국제비교기준확립
- 1차/2차 차압표준 시스템 구성 및 소급체계 구축
- CC 국제비교를 위한 전달용표준기 개념설계
[온도 측정표준]
● 측정범위 -40 °C ∼ 90 °C의 열역학적 온도 측정과 불확도 평가
● 고순도 네온 시료의 동위원소비 측정 및 삼중점의 동위원소 효과 측정
● Cu-Ag 공정점(780 ℃)에서 고온 SPRT의 non-uniqueness 측정
● ITS-90 고정점 정밀도 향상을 위한 등온영역 실현기술 개발
● AC 저항측정 브리지의 비선형도 측정을 통한 측정 정밀도 향상
● Diffusion Tube 방식의 중량식 극저습 발생장치 제작
● 산화알루미늄 노점계의 수분제거 시간 및 유량에 대한 영향 평가
● Laser flash(LF)법과 photon correlation spectroscopy(PCS)를 이용한 액체 열전도도 유효성평가
● 박막열확산도 측정기술 개발
[전기 측정표준]
● 10-V 프로그래머블 조셉슨 전압표준기 개발 및 임피던스 브리지 기초기술 개발
● 양자홀 저항 측정 범위 확장 및 측정 불확도 향상
- 디지털 전류원과 CCC를 이용한 양자홀저항 측정범위 확장
- 저항표준 측정불확도 향상
● 전기용량 표준 측정 수파수 향상 ( ～ 13 MHz)
● 고저항 정확도 향상: 6×10^-6 ~ 1.2×10^-5 에서 (1 ~ 2)×10^-6 로 향상
● 측정범위 1 mA ～ 20 A (10 Hz ～ 10 kHz) 인 동축형 TCC를 개발, 교류-직류 변환차이 및 불확도 분석
● 다기능 교정기 자동화를 위한 기초연구
● 조셉슨 전압표준기 측정 절차확립 및 불확도분석
● 직류전압비율 표준 측정절차 확립 및 불확도분석
● 극저주파 전기장 표준의 시스템 개선 및 불확도 분석
● APMP 직류전압 KC APMP.EM.BIPM-K11.3, APMP.EM.BIPM-K11.4 주관
[전자파 측정표준]
● 동축형 특성임피던스 측정표준 확립
- 직경 : 7 mm, 3.5 mm
● 2.4 mm 동축형 전력감지기의 전력측정 신뢰성 향상
- 주파수범위: 50 MHz ~18 GHz
● 1 GHz 임펄스 스펙트럼 진폭 불확도 개선
- 주파수범위: 10 kHz ~1 GHz
- 개선 내용: 0.7 dB → 0.3 dB
● 전자파전력 미소열량계의 주요 성능지표 개선
- 2.4 mm 동축형: 시상수 38분 → 30분 이내, 감도 20 μV/mW → 40 μV/mW 이상
- Type-N 동축형: 열차단선로 특성 개선 및 손실 줄임 0.65 dB → 0.60 dB 이하
● K-대역 안테나 이득 측정시스템 측정정확도 향상
- 주파수범위: 18 GHz ～ 26.5 GHz
- 측정시스템 평가 및 불확도 요인 분석
[유동음향 측정표준]
● 초음파 하이드로폰 절대교정 기술 개발
● 대용량 액체유량 측정 상한을 2000 m3/h로 확장하기 위한 대용량 액체유량동 건립
● 유량 범위 (50 ～ 1000) L/h, 불확도 0.5 % (k = 2)의 연료유 측정표준 확립
● 수중음향 하이드로폰 가역원리에 기반한 자유음장감도 절대교정 확립 및 국제 비교 수준의 주파수 영역 확장.
● 자유음장 기준 마이크로폰의 절대교정 범위의 저주파수 대역 확장 및 시스템 자동화
● 저주파 회전진동 범위 확장: (주파수 범위: 0.4 Hz ~ 1 Hz, 회전 진동 가진 레벨: 2.5 ~10 rad/s²-peak)
● 저주파 가속도계 위상교정 시스템 구축 및 가속도계 성능 평가
● 고압 기체 유량 표준시스템에서 작동 조건에 따른 유동소음 특성과 기준유량계(소닉노즐)에 의해 발생하는 유동 소음 특성 조사
● 청력계 교정시스템 구성(125 Hz - 8000 Hz) 및 주요 음향 물리량 측정

Abstract ▼

Ⅲ. Contents and Scope
[Length Standards]
● Establishment of profiling method of silicon wafer thickness
- maximum measuring range : 100 mm
- thickness measurement uncertainty : < 1 μm
● Development of calibration system for laser interferometers (1/3)
- long range interferometer be

Ⅲ. Contents and Scope
[Length Standards]
● Establishment of profiling method of silicon wafer thickness
- maximum measuring range : 100 mm
- thickness measurement uncertainty : < 1 μm
● Development of calibration system for laser interferometers (1/3)
- long range interferometer bench upgrade and automation
- Development of 532 nm iodine stabilized Nd:YAG laser
● Enhancement of accuracy in vertical angle measurement
- measurement resolution: ≤ 0.01″
- measurement uncertainty (k = 2): ≤ 0.2″ (±90° range)
● Enhancement of absolute measurement accuracy of gauge blocks
- Enhancement of fringe carrier frequency measurement resolution: ≥10 times
- Self-heating effect of platinum resistance thermometer: ≤ 1 mK
[Mass-Related Quantities Standards]
● Establishment of flux-quantum-based pN force standard
- Realization of flux-quantum-based static force
- Stability study of flux-quantum force over environment and time
- Optimization of the flux-quantum force device
● Establishment of small-scaled force standard machine
- Design of force standard machine based on balance and its fabrication
- Development of program module for controlling a dozen of mN using PI actuator
● Accuracy improvement of dual driving type leak standard
- Design of dual driving type oil flowmeter
- Set-up of vacuum system
● Extension of solid density measurement
- Establishment of measurement system for solid density in range of 1 kg to 10 kg
- Density measurements and uncertainty analysis of weights in range of 1kg to 10 kg
● Accuracy improvement of absolute gravity
- Upgrade of absolute gravity system and performance analysis
- Analysis of long-term stability and uncertainty by monitoring absolute gravity
● Accuracy improvement of differential pressure
- Establishement of primary/secondardy differential pressure system and dissemination system
- Concept design of transfer standard for CC level key comparison
[Time and Frequency Standards]
● Optical lattice clock
- Improvements of Yb optical lattice clock system and uncertainty evaluation
- Development of a clock laser of ultra narrow linewidth
- Design of the 2nd optical clock system
● Development of an atomic fountain frequency standard
- Design and fabrication of microwave cavity and C-feild coil
- Design and fabrication of magnetic shields
- Assembly of physical package and observation of Ramsey signal
- Short-term stability: 2×10^-13/τ^1/2
● Maintenance and Improvement of the national time scale system
- Improvement of the KRISS timescale
- Time comparison between clocks for the KRISS time scale
- Monthly report of clock data to BIPM
- Generation of daily clock comparison data for rapid UTC
● Time transfers by Satellites
- Time comparison by GPS and TWSTFT
- Study on the further time transfer technique
● Broadcast of the HLA standard frequency
- Operation and maintenance of the HLA broadcasting station
[Temperature Standards]
● Thermodynamic temperature measurement and uncertainty assessment in a temperature range between –40 °C and 90 °C
● Measurement of isotopic ratio of high purity neon and its effect on the triple point temperature
● HTSPRT non-uniqueness measurement in the range of 660 ℃to 962 ℃
● Development of an isothermal region generator for improved realization of the ITS-90 fixed-points
● Accurate nonlinearity assessment of AC resistance thermometry bridges
● Establishment of gravimetric humidity generator by diffusion tube method in trace moisture region.
● Investigation of the effects of purging time and flow rate on the Al₂O₃ hygrometer
● Validation of the thermal conductivity measurement for liquids using the THW by developing laser flash (LF) and photon correlation spectroscopy (PCS) techniques
● Establishment of thin-film thermal diffusivity measurement system
[Electricity and Magnetism Standards]
● Development of DC 10-V PJVS system
● Development of Dual-source impedance bridge adopting semiconductor-based source
● Extension of Quantum Hall resistance measurement range and improvement of measurement uncertainty
- Extension of quantum Hall resistance measurement range using digital current source and CCC bridge
- Improvement of measurement uncertainty of the standards resitors
● Extension of measurement frequency of capacitance standards using vector network analyser in range of 1 MHz to 13 MHz
● Improvement of high resistance accuracy: from 6 × 10^-6 ~ 1.2 × 10^-5 to (1~ 2) × 10^-6
● Development of coaxial MJTC-TCC with 1 mA ～ 20 A (10 Hz ～ 10 kHz), and evaluation of the ac-dc difference & uncertainty analysis
● Conceptual design of calibration automation for multi-function calibrator
● Establishment of improved measurement procedure and uncertainty analysis for the Josephson voltage standard
● Establishment of improved measurement procedure and uncertainty analysis for the DC voltage ratio standard, which is the key device for traceability link for the main calibration services
● Improvement of ELF electric field standard system and uncertainty analysis
● Two APMP KC pilotting: APMP.EM.BIPM-K11.3, APMP.EM.BIPM-K11.4
[Electromagnetic Wave standards]
● Establishment of coaxial characteristic impedance (Size : 7 mm, 3.5 mm)
● Development of the calibration system for 2.4 mm power sensors in the frequency range of 50 MHz to 18 GHz and its uncertainty evaluation.
● Development of calibration system for 1 GHz band impulse spectrum amplitide and its uncertainty evaluation.
● Performance improvement was accomplished on the KRISS　2.4 mm and Type-N coaxial microcalorimeters.
- 2.4 mm coaxial ~ time constant: 38-minute → below 30-minute, sensitivity: 20 μV/mW → above 40 μV/mW
- Type-N coaxial ~ adiabatic line loss: 0.65 dB → below 0.60 dB
● Performance evaluation of horn antenna gain measurement system and its uncertainty evaluation
[Fluid Flow and Acoustics Standards]
● Development of absolute calibration technique for ultrasonic hydrophone
● Construction of a large-scale liquid flow metering building to expand flow range up to 2000 m³/h
● Establishment of fuel oil flow standard of (50~1000) L/h and 0.5 % (k = 2)
● Establishment of reciprocity calibration procedure for free-field sensitivity of underwater hydrophone and the extension of the frequency range to the level of KC.
● Extension of calibration range to low frequency and automation of process for the free-field reciprocity calibration of laboratory standard microphones
● Intended to extend the lower limit of calibration frequency of 0.4 Hz (or less) over the amplitude range of 2.5 ∼ 10 rad/s²-peak (required for the bilateral comparison of angular vibration between KRISS and PTB)
● Development of accelerometer phase lag calibration system and estimation of accelerometer complex sensitivity
● Investigation characteristics of ultrasonic flow-noise in the pipeline with pressure control valve according to flow rate change and sonic nozzle installation
● Construction of audiometry calibration system(125 Hz - 8000 Hz) and measurement of main acoustic quantities

목차 Contents

• 표 지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 보고서 요약서 ... 5
• 요 약 문 ... 7
• SUMMARY ... 20
• CONTENTS ... 36
• 목 차 ... 40
• 제 1 장 서 론 ... 44
• 제 2 장 길이 측정표준 선진화 ... 45
• 제 1 절 신규 측정표준 확립 ... 45
• 1. 실리콘 웨이퍼의 두께 프로파일 ... 45
• 제 2 절 측정 및 교정능력 향상 연구 ... 54
• 1. 레이저 간섭계 교정 기술 개발 ... 54
• 2. 수직각 측정 분야의 정확도 향상 연구 ... 67
• 제 3 절 MRA를 위한 품질시스템 향상 ... 77
• 1. 게이지 블록 간섭무늬의 소수차수 측정 정확도 향상 ... 77
• 2. 게이지 블록 간섭계의 온도 측정 정확도 향상 ... 83
• 제 4 절 국제비교 활동 ... 92
• 제 5 절 국가표준체계의 유지 ... 93
• 제 3 장 시간주파수 측정표준 선진화 ... 100
• 제 1 절 신규 측정표준 확립 ... 100
• 1. 광격자주파수 표준 개발 ... 100
• 제 2 절 측정 및 교정능력 향상연구 ... 127
• 1. 원자분수 1차 주파수표준기 개발 ... 127
• 제 3 절 MRA를 위한 품질시스템 향상 ... 139
• 1. KRISS 타임스케일 ... 139
• 2. 위성이용 국제시각 비교 ... 147
• 3. 표준주파수국 운용 및 수신율 향상 연구 ... 165
• 4. Peer review ... 172
• 5. 교정 자동화 프로그램 제작 ... 173
• 제 4 절 국제비교 활동 ... 174
• 제 5 절 국가표준체계의 유지 ... 177
• 제 4 장 질량힘 측정표준 선진화 ... 181
• 제 1 절 신규 측정표준 확립 ... 181
• 1. 자속양자 기반 pN 힘표준 확립 ... 181
• 2. 발란스 방식 저용량 힘표준 확립 ... 187
• 3. 이중 구동식 리크표준 확립 ... 192
• 제 2 절 측정 및 교정능력(CMC) 향상 ... 197
• 1. 고체밀도 범위확장 (1 kg to 10 kg) ... 197
• 2. 절대중력 정확도향상 연구 ... 216
• 3. 차압선진화 및 국제비교 기준 확립 연구 ... 225
• 제 3 절 MRA를 위한 품질시스템 향상 ... 232
• 1. 50 kg 질량비교기 특성평가 연구 ... 232
• 2. 초음파 간섭 수은주 압력계를 이용한 진공 표준 향상 연구 ... 235
• 3. 전달용 토크표준기 특성 연구 ... 237
• 제 4 절 국제비교 활동 ... 239
• 제 5 절 국가표준체계의 유지 ... 248
• 제 5 장 온도 측정표준 선진화 ... 255
• 제 1 절 신규 측정표준 확립 ... 255
• 1. 음향기체온도계를 이용한 열역학적 온도 측정 ... 255
• 제 2 절 측정 및 교정능력(CMC) 향상 ... 263
• 1. Cu-Ag 공정점을 이용한 SPRT non-uniqueness 측정 ... 263
• 2. 네온 삼중점 동위원소 효과 연구 ... 271
• 3. ITS-90 고정점 정밀도 향상을 위한 등온영역 실현기술 개발 ... 280
• 4. 중량식 극저수분 표준 확립 ... 295
• 5. 액체 열전도도 유효성 평가 ... 303
• 6. 박막 열확산도 측정 ... 311
• 제 3 절 MRA를 위한 품질시스템 향상 ... 322
• 1. AC 저항측정 브리지의 비선형도 측정을 통한 측정 정밀도 향상 ... 322
• 2. 산화 알루미늄 노점계 교정 유효성 평가 ... 329
• 제 4 절 국제비교 활동 ... 337
• 1. 고노점 국제비교 (APMP.T-K8) ... 337
• 2. SPRT 양자간 국제비교 (KIM-LIPI) ... 338
• 제 5 절 국가표준체계의 유지 ... 339
• 제 6 장 광도 측정표준 선진화 ... 345
• 제 7 장 전기 측정표준 선진화 ... 346
• 제 1 절 서 론 ... 346
• 제 2 절 측정 및 교정능력 향상 연구 ... 347
• 1. 10-V 프로그래머블 조셉슨전압표준기 및 디지털 임피던스 브리지 개발 ... 347
• 2. 양자홀저항 측정범위 확장 및 불확도 향상 ... 367
• 3. 전기용량 주파수 확장 ... 378
• 4. 고저항 정확도 향상 ... 387
• 5. 교류전류표준의 전류 및 주파수 확장연구 ... 392
• 6. 전력 범위확장 ... 400
• 7. 저주파 임피던스 듀얼 소스 브리지 개발 및 임피던스 재확립 (2차년도) ... 408
• 제 3 절 MRA를 위한 품질시스템 향상 ... 419
• 1. 다기능교정기의 교정자동화 ... 419
• 2. 조셉슨전압 표준 분야에 대한 연구 ... 430
• 3. 직류전압비율 표준 분야에 대한 연구 ... 434
• 4. 극저주파 전기장 표준 분야에 대한 연구 ... 439
• 제 4 절 국제비교 활동 ... 446
• 1. 직류전압 표준 분야 국제비교 ... 446
• 제 5 절 국가표준체계의 유지 ... 453
• 제 8 장 전자파 측정표준 선진화 ... 458
• 제 1 절 신규 측정표준확립 ... 458
• 1. 동축형 특성임피던스 ... 458
• 제 2 절 측정 및 교정능력 향상 연구 ... 467
• 1. 펄스 스펙트럼 진폭 정확도 향상 ... 467
• 2. K-대역 안테나 이득 정확도 향상 (1/2) ... 479
• 제 3 절 MRA를 위한 품질시스템 향상 ... 484
• 1. 2.4 mm 동축형 전력감지기 전력측정 신뢰성 향상 ... 484
• 2. 전자파전력 미소열량계 개선연구 ... 503
• 3. 안테나측정클럽 주관 안테나특성 측정 상호비교 ... 510
• 제 4 절 국제비교 활동 ... 519
• 1. 전자파 전력 (CCEM.RF-K25.W) ... 519
• 2. 전자기장의 세기 (CCEM.RF-K24.F) ... 520
• 제 5 절 국가표준체계의 유지 ... 521
• 제 9 장 유동음향 측정표준 선진화 ... 526
• 제 1 절 신규 측정표준확립 ... 526
• 1. 초음파 표준의 분야 확립 ... 526
• 제 2 절 측정 및 교정능력 향상 연구 ... 540
• 1. 액체유량 분야의 정확도 향상(또는 범위확장) 연구 ... 540
• 2. 음향 분야의 정확도 향상(또는 범위확장) 연구 ... 563
• 3. 진동 분야의 정확도 향상(또는 범위확장) 연구 ... 592
• 제 3 절 MRA를 위한 품질시스템 향상 ... 607
• 1. 기체유량 표준시스템에서의 유동소음의 영향분석 ... 607
• 2. 청력계 교정시스템 ... 616
• 제 4 절 국제비교 활동 ... 621
• 제 5 절 국가표준체계의 유지 ... 622