초록 ▼

핵심기술
o 초소형 테라헤르츠 연속파 발생, 검출 및 영상 시스템
o 테라헤르츠 광학계 및 광학부품 설계, 제작
o 고속 영상용 빔 스캐너 기술

최종목표
o 0.1THz ~ 1.0THz 대역 테라헤르츠파 기반 산업용 비파괴 이미징 시스템을 위한 테라헤르츠 대역 렌즈, 미러 등 광학계의 설계, 제작 및 평가 기술 개발
- 테라헤르츠 수동소자 개발용 소재 물리량(굴절률, 흡수율 등) 측정 및 광대역 특성 DB 구축
- 광대역 테라헤르츠파 발생 및 검출 모듈용 고저항 비구면 실리콘 렌즈 개발<

핵심기술
o 초소형 테라헤르츠 연속파 발생, 검출 및 영상 시스템
o 테라헤르츠 광학계 및 광학부품 설계, 제작
o 고속 영상용 빔 스캐너 기술

최종목표
o 0.1THz ~ 1.0THz 대역 테라헤르츠파 기반 산업용 비파괴 이미징 시스템을 위한 테라헤르츠 대역 렌즈, 미러 등 광학계의 설계, 제작 및 평가 기술 개발
- 테라헤르츠 수동소자 개발용 소재 물리량(굴절률, 흡수율 등) 측정 및 광대역 특성 DB 구축
- 광대역 테라헤르츠파 발생 및 검출 모듈용 고저항 비구면 실리콘 렌즈 개발
- 실시간 생산 품질 검사용 테라헤르츠 영상 시스템용 투과형 렌즈 개발
- 실시간 생산 품질 검사용 테라헤르츠 영상 시스템용 반사형 미러 개발
- 1D, 2D 스캐너 기술 연동 테라헤르츠 영상 시스템 구동 기술 개발

o End Product
- 테라헤르츠 렌즈와 미러 제작용 물질의 테라헤르츠 대역 투과도, 흡수도, 굴절율 등 특성 평가 시스템 및 방법론 개발(SYS)
- 테라헤르츠 대역 광원의 beam shaping 렌즈 개발 (SW+HW)
- 테라헤르츠 대역 telecentric f-theta 렌즈 개발 (SW+HW)
- 테라헤르츠 대역 beam scanning mirror 개발 (SW+HW)
- 테라헤르츠 렌즈와 미러의 특성 평가 시스템 개발 (SYS)
- 테라헤르츠 대역 reflection scanning system 개발 (SYS)

개발내용 및 결과
o 세계 초소형 테라헤르츠 연속파 발생, 검출 시스템
- 기본적인 테라헤르츠 연속파 분광 시스템 개발
- 모듈 장착 실리콘 렌즈, 평행빔 렌즈 등 설계
- 빔 특성 평가 및 배터리 동작 연속파 시스템 응용 기술 (차량용 누수 검사) 개발

o 테라헤르츠대역 telecentric f-theta lens 등 광학부품 설계, 제작 기술
- 렌즈 제작의 기본이 되는 물성 측정. 특히 HDPE 및 Si 물성 측정 통해, 저가의 Si 물질로도 동일 성능 확보.
- 고속 테라헤르츠 이미징을 위한 f-theta lens 설계 및 제작. Telecentricity 등 렌즈 기본 성능 확인.
- 고속 테라헤르츠 이미징을 위한 관련 렌즈 설계 및 제작.
- 제작한 렌즈는 전문 기관 통해 제작 정밀도 등을 객관적으로 검증함.
- 고속 영상 시스템을 위한 광학계 설계안 도출.

o 테라헤르츠 대역 비파괴 영상 시스템용 빔 스캐너 기술
- 갈바노 미러, 회전 반사거울 등을 이용한 고속 고해상도 테라헤르츠 영상 획득.
- 커넥터 등 실제 산업 현장에서 실험 수행 (현재자동차)
- 고해상도 이미징을 위한 회전다면경 기반 영상 시스템 제작 및 특성 평가. 최종적으로 700 um 해상도 확인 (~670 GHz).
투시 이미지 성능 확인.
- 고속 이미지 획득 완료, 2초 내 8cmx8cm 크기 테라헤르츠 영상 획득 실현.
o 테라헤르츠 대역 비파괴 영상 고속 획득 기술
- 고속 Lock-In Amp 기반 신호처리 보드 기술 개발.

기술개발배경
o 테라헤르츠 영상 및 분광 기술은 자동차, 항공, 조선, 통신, 반도체, 디스플레이, 의료, 의약, 군수 등의 다양한 분야에서 소재 특성 평가 및 생산 공정 품질 검사에 활용될 수 있는 신기술로, 세계적으로 치열한 기술 개발 경쟁이 진행 중.
o 현재 가장 상용화가 많이 진행된 테라헤르츠 시스템은 2000년 초에 개발된 THz-TDS1) (time domain system) 시스템임.
o THz-TDS 시스템은 크기, 가격, 기능 등에서 많은 발전이 있었으나, 여전히 크기, 가격 및 측정 속도상의 문제로 산업 현장에 확산되지 못하고 있음.
o 소형, 고속, 저가격이면서 열악한 산업 현장 환경에 적용 가능한 테라헤르츠 영상 시스템의 개발이 시급함.

핵심개발기술의 의의
o 대표적 미래 신기술인 테라헤르츠 기술 경쟁력 확보를 통해 산업 경쟁력 견인
- 통신, 반도체, 디스플레이, 태양광박막 등의 소재 특성 평가, 의약, 군수용, 차량용 에어백 조사, 생산 공정 품질검사 등 매우 다양한 응용분야 활용이 예상.
- 테라헤르츠 영상 기술은 육안으로 보이지 않는 내부 이미지를 보여 줄 수 있어 기존 x-ray, 초음파 기반의 비파괴 측정 시스템이 갖는 문제점들을 해소할 수 있음.
o ETRI에서 개발해 온 테라헤르츠 기술을 국내 최초로 상용화 추진함으로써, 테라헤르츠 시장 확대에 기여.
- ㈜현대자동차에서는 테라헤르츠 기술을 자동차 생산라인 품질관리에 적용하고자 내부방침을 세우고, 적절한 기술을 보유한 기업 발굴을 추진. 결과적으로 ETRI의 테라헤르츠 기술

1) THz-TDS: 대표적 광대역 테라헤르츠파 발생 시스템으로 수십에서 수백 펨토초(10-15) 수준의 매우 짧은 시간 동안 광을 반응속도가 매우 빠른 반도체 물질에 조사시켜 반도체 내 캐리어들에 의한 전류의 시간적인 변화를 이용 테라헤르츠파를 발생시킴과 동시에 측정을 할 수 있고 광대역으로 테라헤르츠파 진폭 및 위상을 동시에 측정할 수 있음이 현장 적용 가능성과 가격, 크기, 성능 등의 측면에서 우수하다고 판단, 테라헤르츠 비파괴 측정 기술 라인 탑재 계획 수립,㈜아이오솔루션을 협력업체로 선정, 관련 시스템 개발을 추진 중
- 본 기술 개발을 통해 테라헤르츠 기술 전문 기업을 육성하여 상용화에 성공함으로써, 국내 및 해외 기존 비파괴 측정 시장에 진입할 뿐 아니라 자동차, 항공기, 선박, 군수 등의 분야에서 다양한 응용 기술을 개발함으로써 경제적 파급효과 창출

적용분야
o 품질 관리
- 자동차 부품 체결 검사 (전기 커넥터), 자동차 조립 후 누수 검사
- 물성 검사 (전기전도도, 막 두께, 품질 등)
- 물류 관리를 위한 테라헤르츠 태깅 시스템
o 비파괴 검사
- CFRP, GFRP 등 복합 재료 결함 및 내부 구조 검사
o 테라헤르츠 렌즈 등 광학 부품
- FZ-Si 기반 테라헤르츠 렌즈, HDPE 기반 테라헤르츠 렌즈 및 이미징용 telecentric f-theta 렌즈.

(출처 : 최종보고서 초록 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 12
• 국문 요약문 ... 21
• 목차 ... 22
• 표목차 ... 24
• 그림목차 ... 25
• 제 1 장 서 론 ... 27
• 제 1 절 기술개발의 중요성 및 필요성 ... 27
• 1. 개발 대상 기술·제품의 개요 ... 27
• 2. 개발 대상 기술·제품의 중요성과 개발시 예상되는 파급 효과 ... 29
• 제 2 절 국내·외 관련 기술 및 시장 현황 ... 38
• 1. 국내·외 기술 현황 ... 38
• 2. 국내·외 시장 현황 ... 42
• 3. 국내·외 경쟁기관 현황 ... 44
• 제 2 장 기술개발 내용 및 방법 ... 45
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 45
• 제 2 절 연차별 개발 내용 및 개발범위 ... 50
• 제 3 장 결과 및 향후 계획 ... 51
• 제 1 절 연구개발 결과 ... 51
• 1. 연차 연구개발 추진 일정 ... 51
• 2. 연차 연구개발 추진 실적 ... 52
• 제 2 절 연구개발 추진 방법, 전략 및 체계 ... 77
• 1. 기술개발 추진 방법 · 전략 ... 77
• 2. 기술개발 추진 체계 ... 77
• 3. 기술개발팀 편성도 ... 78
• 제 3 절 시장현황 및 사업화 전망 ... 79
• 1. 시장 현황 변화 ... 79
• 2. 사업화 전망 ... 80
• 제 4 절 사업비 사용현황 ... 82
• 제 5 절 연구개발결과의 활용계획 ... 85
• 1. 제품 사업화 ... 85
• 2. 신제품 개발 및 성능 고도화 ... 89
• 끝페이지 ... 91