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주기남 연구실

조선대학교 광기술공학과

주기남 교수

주기남 연구실

광기술공학과 주기남

주기남 연구실은 광기술공학 분야에서 세계적인 수준의 정밀 광계측 및 광학 이미징 기술을 연구하는 선도적 연구실입니다. 본 연구실은 광학 간섭계, 구조화 조명 현미경, 편광 기반 계측 시스템 등 첨단 광학 기술을 바탕으로, 반도체, 디스플레이, 정밀 기계, 바이오 등 다양한 산업 분야에서 요구되는 초정밀 계측 솔루션을 개발하고 있습니다. 특히, 백색광 주사 간섭계, 이중 저간섭성 간섭계, 분산 간섭계 등 다양한 광학 간섭계 시스템의 설계와 구현에 강점을 가지고 있으며, 기하 위상 렌즈, 편광 격자, 메타 렌즈 등 혁신적인 광학 소자를 활용하여 기존 계측 기술의 한계를 극복하고 있습니다. 이를 통해 3차원 형상, 박막 두께, 표면 거칠기, 자유 곡면 등 복잡한 시료의 정밀 측정이 가능하며, 단일 영상 기반의 실시간 계측, 자동 초점 조절, 머신러닝 기반 데이터 분석 등 최신 트렌드를 반영한 연구를 활발히 수행하고 있습니다. 연구실은 다수의 국내외 특허와 SCI급 논문, 산학협력 프로젝트를 통해 그 연구 성과를 인정받고 있습니다. 최근에는 반도체 3차원 형상 측정용 하이브리드 간섭계, 차세대 패키징을 위한 광학 검사/계측 기술, 머신러닝 기반 웨이퍼 OCD 계측장비 등 국가적 전략 산업과 연계된 대형 연구과제를 성공적으로 수행하고 있습니다. 또한, 국제 학회 및 국내외 컨퍼런스에서 활발한 발표와 교류를 통해 연구의 국제적 위상도 높이고 있습니다. 주기남 연구실의 연구는 산업 현장의 실질적 문제 해결과 미래 산업의 혁신을 동시에 추구합니다. 정밀 계측 기술의 고도화와 광학 이미징 시스템의 혁신을 통해, 반도체, 디스플레이, 바이오, 나노소자 등 첨단 산업의 품질 향상과 공정 최적화에 크게 기여하고 있습니다. 앞으로도 본 연구실은 차세대 광기술의 발전을 선도하며, 학계와 산업계 모두에 혁신적인 연구 성과를 제공할 것입니다.

광학 간섭계 및 정밀 계측 기술
본 연구실은 광학 간섭계를 기반으로 한 정밀 계측 기술 개발에 중점을 두고 있습니다. 간섭계는 빛의 간섭 현상을 이용하여 미세한 거리, 두께, 표면 형상 등을 정밀하게 측정할 수 있는 첨단 계측 장비로, 반도체, 디스플레이, 정밀 기계 등 다양한 산업 분야에서 필수적으로 활용되고 있습니다. 특히, 본 연구실은 백색광 주사 간섭계, 이중 저간섭성 간섭계, 분산 간섭계 등 다양한 형태의 간섭계 시스템을 설계하고, 측정 정확도와 신뢰성을 극대화하는 알고리즘 및 하드웨어를 개발하고 있습니다. 최근에는 기하 위상 렌즈, 편광 격자, 공간 위상 천이 등 첨단 광학 소자를 활용한 새로운 간섭계 구조를 연구하여, 기존보다 더 높은 분해능과 빠른 측정 속도를 실현하고 있습니다. 또한, 단일 영상 기반의 3차원 형상 측정, 자유 곡면 및 다층 박막 구조의 동시 측정, 실시간 자동 초점 조절 등 산업 현장의 다양한 요구에 부응하는 혁신적인 계측 솔루션을 제시하고 있습니다. 이러한 기술들은 반도체 웨이퍼, 박막, 광학 부품, 자동차 부품 등 다양한 시료의 품질 관리와 공정 최적화에 직접적으로 기여하고 있습니다. 본 연구실의 광학 간섭계 및 정밀 계측 기술은 국내외 특허와 논문, 그리고 다수의 산학협력 프로젝트를 통해 그 우수성이 입증되고 있습니다. 앞으로도 차세대 반도체, 나노소자, 바이오칩 등 미래 산업의 핵심 공정에서 요구되는 초정밀 계측 기술을 선도적으로 개발하여, 산업계와 학계 모두에 혁신적인 가치를 제공할 것입니다.
구조화 조명 및 편광 기반 현미경 기술
구조화 조명 현미경과 편광 기반 광학 이미징 기술은 미세 구조의 2D 및 3D 측정, 표면 거칠기 분석, 박막 두께 측정 등 다양한 정밀 계측 분야에서 핵심적인 역할을 하고 있습니다. 본 연구실은 구조화 조명 현미경(Structured Illumination Microscopy, SIM), 편광 격자 기반 미분 간섭 현미경, 편광 구조화 조명 현미경 등 첨단 이미징 시스템을 개발하여, 기존 광학 현미경의 한계를 극복하고 있습니다. 이를 통해 횡방향 및 종방향 해상도를 동시에 향상시키고, 광학 단층 촬영, 위상차 이미징, 실시간 3D 표면 분석 등 다양한 응용을 실현하고 있습니다. 특히, 편광 특성을 활용한 광학 이미징 기술은 투명 물질, 다층 박막, 자유 곡면 등 기존 방식으로는 측정이 어려운 시료의 정밀 분석에 탁월한 성능을 보입니다. 본 연구실은 편광 카메라, 편광 격자, 메타 렌즈 등 혁신적인 광학 소자를 도입하여, 단일 영상 기반의 파면 측정, 표면 비대칭성 분석, 다중 시료 동시 측정 등 다양한 기능을 구현하고 있습니다. 또한, 머신러닝과 결합한 자동 분석 알고리즘을 개발하여, 대용량 데이터의 신속한 처리와 고정밀 결과 도출을 가능하게 하고 있습니다. 이러한 구조화 조명 및 편광 기반 현미경 기술은 반도체, 디스플레이, 바이오, 소재 등 다양한 산업 분야에서 미세 구조 분석, 공정 모니터링, 품질 관리 등에 폭넓게 활용되고 있습니다. 앞으로도 본 연구실은 차세대 광학 이미징 기술의 연구개발을 통해, 산업계의 고도화된 계측 수요에 적극적으로 대응할 계획입니다.
1
Tunable chromatic dispersion system using a geometric phase lens and refractive lens pair
주기남
OPTICS EXPRESS, 2025
2
Polarization-multiplexed snapshot lateral shearing interferometric sensor for surface roughness measurements
주기남
OPTICS AND LASERS IN ENGINEERING, 2024
3
Surface asymmetry measurements by single-shot cyclic azimuthal shearing interferometry
주기남
CIRP ANNALS-MANUFACTURING TECHNOLOGY, 2024
1
초정밀 반도체 3차원 형상 측정을 위한 하이브리드 간섭계 개발
산업통상자원부
2024년 09월 ~ 2024년 12월
2
차세대 advanced packaging을 위한 광학 검사/계측 기술 개발
과학기술정보통신부
2024년 05월 ~ 2025년 04월
3
머신러닝과 20 ㎛ 스팟을 겸비한 300 mm 웨이퍼용 OCD 계측장비 개발
산업통상자원부
2024년 ~ 2024년 12월