레이저 다이오드의 메사 형상 측정을 기반으로 한 자동용접장치용 정밀 정렬 장치의 개발

국문 초록 (Abstract)

최근 광통신 업계의 레이저다이오드 정밀도가 향상됨에 따라 고배율의 메사측정방식을 통한 자동정렬기능을 갖춘 자동용접장비에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 메사 형상은 레이저 다이오드 광부품의 발광 칩의 중심부에 위치하고 있으며 수직방향의 고정도 카메라를 이용하여 영상을 취득했을때 W자의 미세한 메사형상의 영상을 얻을 수 있다. 그리고 이러한 메사의 중심을 캡의 중심과 일치시켜 자동용접을 수행했을때 실제 완전한 광 부품의 제작 또는 완성된 제품으로 간주된고 있다. 그러나 이러한 메사형상의 크기는 크기가 수 마이크로 미터에 불과하고 캡의 직경(수 mm)과 비교하여 크기의 차이가 너무 커 이 두 개를 동시에 측정할 수 있는 광학측정시스템의 개발이 문제점으로 부각되고 있다. 또한 광학적으로 측정된 이미지로부터 실제 자동용접장치에 적용하기 위한 오차보상방법의 개발이 필수적으로 요구된다. 본 연구에서는 메사 기반 자동정렬 기능을 갖춘 용접장치를 제안하였다. 먼저, 고정밀도 고속의 메사 이미지 측정을 수행하여 메사 부분과 렌즈 갭 중심부를 동시에 볼 수 있는 광학측정시스템을 제작하고 관련 성능을 확인하였다. 레이저 다이오드에 대한 광학측정시스템의 성능측정 결과, 메사형상을 정확하게 측정할 수 있는 것을 확인하였으며 관련 성능의 환경적 영향에 대한 검토를 수해하였다. 또한, 캡 또는 스템의 위치를 정밀하게 이송시킬 수 있는 장치를 이용하여 실제 메사와 캡 중심사이의 오차를 보상하는 방법을 제안하고 향후 자동용접장치에 적용할 수 있는 가능성을 검토하였다.