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홀로그램 기반의 위상 검출용 디지털 홀로그래피 메트롤로지 기술개발

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◼ 최종 목표
ㅇ 나노급 정확도를 가지는 홀로그램 기반 3차원 형상 정보 복원 기술 개발
- 10 mm² 의 영역에서 10 fps 복원 속도로 500 nm 깊이 검출 정밀도와 λ/128 위상편차 및 0.5 rad 미만의 계측 정확도를 갖는 3차원 형상 정보 계측 및 형상 복원하는 디지털 홀로그래픽 메트롤로지 계측 알고리즘 개발

◼ 전체 내용
ㅇ 나노스케일급 디지털 홀로그래피 메트롤로지 알고리즘 개발
- 최대 측정 분해능 500 nm 급의 초정밀 디지털 홀로그램 획득 기술
- 가간섭성 광원을 적용하여 획득한 위상 정보 획득/처리 기술
- 측정 대상 특성에 따른 반사/투과 선택형 디지털 홀로그래픽 메트롤로지 시스템
ㅇ 대면적 고속 홀로그램 획득/처리 알고리즘 기술 개발
- 단일 측정 최대면적 10 mm² 이상의 고분해능 대면적 근접장 홀로그램 획득 기술
- 10 fps (frame per second)고속 홀로그램 획득/처리 기술
ㅇ 고정밀 위상 계측 알고리즘 기술 개발
- 측정 대상 위상 계측치 편차 λ(파장)/128 미만 수준의 고정밀 위상 복원 홀로그램 획득/처리 기술
ㅇ 홀로그램 복원 데이터로부터의 3차원 형상 정보 복원 알고리즘 개발
- 위상 정보를 이용한 위상 매핑 및 정량적 3차원 형상 정보 산출 기술 개발
- OPL(optical path length)를 이용한 정량적 종방향 정보 산출 알고리즘 개발
- 시스템 배율 정보를 이용한 정량적 횡방향 정보 산출 알고리즘 개발
ㅇ 고속 처리 및 위상 복원 알고리즘 개발 및 최적화
- 다양한 최적화 방법을 이용한 계산 복잡도 감소 연구
- 위상 추출 알고리즘에서의 데이터 의존성 제거
ㅇ 반사/투과 동시 홀로그래픽 계측 기술 개발
- 금속 구조체 형상 구조 계측을 위한 반사형 디지털 홀로그래픽 디스플레이 기술
- 반사/투과 선택형 디지털 홀로그래픽 계측 기술 개발
- 반사/투과 동시 디지털 홀로그래픽 계측 기술 개발


◼ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
o 결과물 활용 방안
- 홀로그램 기반 3차원 정보 추출/복원 기술 제공으로 실시간 3차원 검사 분야의 기술 리더쉽 확보에 활용
- 3차원 검사 장비 기술 제공으로 고정밀 계측 산업 주도권 확보 기술로 활용
- 초고해상도 OLED 디스플레이 패널 표면 검사 장비 구축 및 관련 서비스 제공을 위한 핵심 기술로 활용
- 홀로그래피 기반 초정밀 실시간 계측/검사를 필요로 하는 다양한 타산업의 계측/검사 모듈 개발의 응용 기술로 활용
o 기술적/경제적 파급효과
- 홀로그래피 기반 계측 관련 글로벌 선도형 R&D를 통해 핵심 원천기술 확보 및 조기 지적재산권(IPR) 선점으로 선진국과의 기술 격차 해소 기대
- 디지털 홀로그래피 측정/검사 R&D를 통해 관련 시스템(HW+SW)의 기술혁신과 수요기업(디스플레이 제조업체, 반도체업체 등)과의 동반 성장 촉진
- 고속‧고정밀 3차원 검사 장비 및 서비스 제공 관련 디지털 홀로그래피 장비 시스템에 대한 국내 표준 마련 및 글로벌 표준 활동으로 초기 글로벌 표준 선점에 기여
- 디지털 홀로그램 기술을 기반으로 계측산업의 활성화를 유도하고, 동시에 국내산업의 생산증대, 고용창출 등 고부가가치산업으로서의 경제적 파급효과 기대
- 개발 기술이 적용되는 홀로그래피 이미징 시장의 성장에 따를 경제적 파급효과는 ’20~’26년간 누적 기준 생산유발효과 6천1백억원, 부가가치유발효과 1천8백억원 및 1,200여명의 고용 유발효과를 가져올 것으로 기대

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