Abstract
A noncontact optical system that can measure displacement or vibration of an object is designed by employing the oblique ray method. By using a single convex lens which serves as both the input and output lenses, we made the optical system very compact and reliable. In addition, the bandwidth of the vibration measurement is more than 100 KHz by using the position-sensitive detector as the beam position sensor. The resolution and capture range of the system are $\pm$1 ${\mu}{\textrm}{m}$ and 1100 ${\mu}{\textrm}{m}$, respectively. As a sample test, the vibrations of a speaker and a rotating compact disc surface were measured.
미세하게 진동하는 물체의 변위를 비접촉식으로 측정할 수 있는 광학계를 설계하고 제작하였다. 도플러효과에 의한 방법과는 달리, 하나의 볼록렌즈를 이용하여 물체 표면에 비스듬하게 입사하여 물체 표면에서 반사되는 광점의 위치 변화를 PSD(position-sensitive detector)로 검출하였다. 이러한 방법으로 전체적인 장비의 크기를 작게 하였고 빠른 응답 속도를 구현하였다. 본 장비는 $\pm$1.0 $\mu\textrm{m}$의 분해능을 나타내었으며, 스피커의 진동 실험 및 CD-ROM안에서 회전하는 C교의 진동을 측정하였다.
