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Kafe 바로가기주관연구기관 | 한국기초과학지원연구원 Korea Basic Science Institute |
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연구책임자 | 김건희 |
참여연구자 | 최용섭 , 조성익 , 박성일 , 안성훈 , 김이종 , 현상원 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2021-02 |
과제시작연도 | 2020 |
주관부처 | 과학기술정보통신부 Ministry of Science and ICT |
등록번호 | TRKO202200008055 |
과제고유번호 | 1711122835 |
사업명 | 국가과학기술연구회연구운영비지원(R&D)(주요사업비) |
DB 구축일자 | 2022-08-06 |
키워드 | 대면적 자유형상.고속 형상 측정.나노급 미세 표면 검사.진공자외선 광검사기.상압플라즈마 표면 가공기.미세가공용 이온빔 프로브.정밀광학계 신뢰성 평가 시스템.Large-sclae Freeform optics.Ultra-resolution Surface inspection.Vacuum Ultra-violet analysis.Atmospheric pressure plasma.Ultra-fine machining ion-beam.Performance reliability assessment. |
□ 최종 연구목표
자유형상 광부품 초정밀 가공 공정 국산화 및 상용화를 위해, 가공 상의 신뢰성 확보 및 가공 정밀도 향상을 위한 신개념의 대면적 자유곡면 고속 측정기 및 나노미터급 미세표면 검사기를 개발하고, 차세대 가공 공정으로서 상압 플라즈마/이온빔 가공공정을 개발하여, 해양관측 위성 및 무인기 광학계 등에 개발기술 적용을 통하여 신뢰성을 검증하고 장비를 상용화함.
□ 연구내용
핵심가치 - 대면적 자유형상 측정기 요소기술 개발
연구내용 및 결과
▪ 직경 1,200 mm의 대면적 자유곡면에 대한
□ 최종 연구목표
자유형상 광부품 초정밀 가공 공정 국산화 및 상용화를 위해, 가공 상의 신뢰성 확보 및 가공 정밀도 향상을 위한 신개념의 대면적 자유곡면 고속 측정기 및 나노미터급 미세표면 검사기를 개발하고, 차세대 가공 공정으로서 상압 플라즈마/이온빔 가공공정을 개발하여, 해양관측 위성 및 무인기 광학계 등에 개발기술 적용을 통하여 신뢰성을 검증하고 장비를 상용화함.
□ 연구내용
핵심가치 - 대면적 자유형상 측정기 요소기술 개발
연구내용 및 결과
▪ 직경 1,200 mm의 대면적 자유곡면에 대한 형상 측정 장비 개발
- 측정 가능 영역 : ~ 600 mm (1단계) ⟶ ~1,200 mm
- 측정 정밀도~ λ/20 이내
- 자유형상 측정기 통합 제어 S/W 개발
▪ 대면적 자유형상 측정 장비에 대한 요소기술 개발
- 자유형상 측정에 최적화된 고해상도 초점가변 간섭 프로브 개발
- 자유곡면 측정을 위한 부분개구 스티칭 알고리즘 개발
- 광선편향법에 근거한 광학면 고속 검사 기술 개발
핵심가치 - 나노미터급 미세표면 검사기 개발
연구내용 및 결과
▪나노미터급 공간분해능을 갖는 미세표면 검사기 요소기술 개발
- 193 nm 파장의 ArF 엑시머 레이저를 이용한 광원 최적화
- 고 NA 진공자외선 광학계 설계/제작
- 대면적 자유형상 광학계의 미세 결함 검출
- 통합 제어를 위한 user interface 개발
- 200 nm급 초고분해능을 갖는 미세표면 검사기 개발
핵심가치 - 플라즈마 가공 공정기술 개발
연구내용 및 결과
▪상압 플라즈마 결합 SiC 연마기 개발
- 기존의 대기압 플라즈마 Jet 방식과는 차별화된 독창적인 비접촉식 SiC 가공용 대기압 플라즈마 발생원개발
- 다양한 식각깊이 (최소 0.12, 최대 10 A·cm2/s 의 식각율 제어), 범위 (mm 단위의 식각범위 제어) 에 대응이 가능한 정밀한 대기압 플라즈마 SiC 가공기술
- SSD (기계가공 Defect) 제거, 가공 거칠기 증가 억제 (Ra 1 nm 이하) 가능한 대기압 플라즈마 SiC 가공기술 개발
▪이온빔 연마 기술 개발
- IBF (Ion Beam Figuring)을 위한 ECR 이온빔 개발 (10mA, 100hr)
- SiC 원자층 연마 기술 신규 개발 표면 거칠기 0.2nm 목표 달성
핵심가치 - 자유형상 광부품 기반 우주급 초정밀 광학계 개발
연구내용 및 결과
▪초정밀 광학계 조립/정렬 및 성능평가 수행
▪자유형상 광부품의 우주환경시험 기반 신뢰성 평가 수행
□ 연구성과
- 정량적 성과: 지난 5년 동안 자유형상 광부품 초정밀 가공공정 및 검사장비 개발 핵심 논문 14건, 특허 출원 33건, 등록 23건, 기술이전 4건, 연구소 기업 설립 (Y&DK)을 통한 기업 매출과 신규 일자리 창출.
- 정성적 성과:
a. 1세부 및 2세부간 공동연구: 본 연구에서 개발되고 있는 장비를 통합하는 복합 가공 및 측정 장치에 자유형상 측정기, 미세표면 검사기의 2개의 측정 장비와 이온빔 미세가공, 플라즈마 표면가공 및 기계적 연마장치의 3개의 가공 장비를 융합하여 하나의 시스템을 개발하는 특허에 대한 추진 전략 수립.
b. 1세부 및 3세부간 공동연구: Zerodur 소재를 이용하여 위성광학계에 널리 사용되고 있는 자유형상 광부품의 가공성 및 성능 사전점검을 수행하고, 1세부의 MRF 장비를 이용하여 최종적으로 P-V λ, R.M.S. λ/10의 정밀도를 갖는 자유형상 광부품(비구면 반사경)을 제작함.
c. 핵융합연구소와의의 공동연구: KBSI와 NFRI의 두 기관 간 VUV(Vacuum Ultra-Violet) spectroscopy의 Field mirror 개발을 위한 공동연구 논의가 시작되었고, CAP 사업을 통해 개발된 자유곡면 광학부품 초정밀가공 공정 기술과 평가 기술을 적용함.
d. MPS (독일 막스플랑크 연구소)와의 공동연구: 2016년 이후 차세대 태양관측 탑재체 및 기존 탑재체의 보수/개조를 위한 사업에 KBSI 가 참여하는 방식으로 MPS 와 KBSI 의 두 기간 관 공동연구에 대한 논의가 시작되었고, CAP사업을 통해 개발된 광부품 가공 공정기술을 직접 적용하고 평가기술을 공동으로 확립.
e. 유럽고출력 레이저 연구소)와의 공동연구 : 페타와트 레이저 집속용 비축포물거울 개발을 공동수행 진행중임.
f. 타 연구에의 응용(3세부): “2019년 지역발전투자협약 시범사업”으로 초소형 해양위성 기반 지역 재난재해 대응 및 산업 육성을 위한 부산광역시 지자체 최초 초소형위성 개발 추진 중
g. NASA 핵심우주기술 개발 국제공동연구 사업 참여: 50m급 초대형 우주망원경 개발사업의 원천기술 개발사업 참여 및 MODE 렌즈를 적용한 시제품 개발 공동 참여
(출처 : 요약문 4p)
과제명(ProjectTitle) : | - |
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연구책임자(Manager) : | - |
과제기간(DetailSeriesProject) : | - |
총연구비 (DetailSeriesProject) : | - |
키워드(keyword) : | - |
과제수행기간(LeadAgency) : | - |
연구목표(Goal) : | - |
연구내용(Abstract) : | - |
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