Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC (전자공학회논문지SC)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
권호 표지

Optimal Design and Implementation of 3D Shape Restoration System for Femto-second Laser Micromachining

펨토초 레이저 미세가공을 위한 3차원 형상 복원 시스템의 최적설계 및 구현

  • Park, Jeong-Hong (BK21 Mechatronics Group at Chungnam National University) ;
  • Lee, Ji-Hong (BK21 Mechatronics Group at Chungnam National University) ;
  • Ko, Yun-Ho (BK21 Mechatronics Group at Chungnam National University) ;
  • Park, Young-Woo (BK21 Mechatronics Group at Chungnam National University)
  • 박정홍 (충남대학교 BK21 메카트로닉스 사업단) ;
  • 이지홍 (충남대학교 BK21 메카트로닉스 사업단) ;
  • 고윤호 (충남대학교 BK21 메카트로닉스 사업단) ;
  • 박영우 (충남대학교 BK21 메카트로닉스 사업단)
  • Published : 2006.11.25
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Abstract

In this paper, we propose a 3D shape restoration system which measures height and surface shape of transparent ITO glass and delivers errors in focal length and incident angle of laser beam to femto-second laser micromachining. The proposed system is composed of a line scan laser, a high resolution camera, a linear motion guide synchronized to image capturing, and a control station. Also, we define the sensitivity indices that represent a relation between measurement error and a position of a camera and scan laser, and utilize it for optimum design. The results of the proposed system are compared with results of SPM(Scanning Probe Microscope) and prove the usefulness of the system.

본 논문에서는 평판형 디스플레이 장치의 필수 구성품인 투명한 ITO(Indium-Tin-Oxide) 유리를 가공하기 위한 펨토초(Femto-second) 레이저 미세 가공의 효율을 극대화하기 위해 가공 대상체의 정보를 추출하는 시스템을 제안한다. 제안한 시스템은 레이저 스캐닝 시스템을 활용하여 펨토초 레이저빔의 초점 거리 오차와 각도 오차를 사전에 계측하고 3차원으로 형상을 복원한다. 본 시스템은 라인 스캔 레이저, 고해상도 카메라, 리니어 모션 가이드(Linear Motion Guide), 시스템 제어부로 구성되어있다. 또한 본 시스템의 모델링을 통한 카메라와 레이저의 위치와 측정 결과와의 관계를 나타낼 수 있는 민감도 지수를 정의하고, 이를 활용하여 더욱더 정확한 측정이 가능한 시스템을 설계할 수 있었다. 가공 대상체인 ITO 유리의 높이와 표면 형상을 측정하고 3차원으로 형상을 복원하여 주사 탐침 현미경(SPM)으로 얻은 결과와 비교하여 본 시스템의 성능을 검증하였다.

Keywords

References

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