본 논문에서는 절리면 거칠기를 정밀하게 수치화 하기 위해 레이저 변위계를 이용한 3차원 거칠기 측정기를 구동시키는 프로그램 제작 및 여러 가지 상태의 절리면에 대해 수치화를 실시하여 각종 거칠기 파라미터를 결정한 후 오차분석을 실시하여 이 기계를 이용한 측정의 타당성을 검증하였다. 동일한 절리면에 대해 물리적인 접촉에 의한 3차원 거칠기 측정기로부터 얻어진 거칠기 파라미터와 레이저 변위계를 이용한 측정기로부터 얻어진 것들 사이의 관계를 살펴보았고, 레이저 측정기에 의해 수치화된 절리면 거칠기 파라미터 사이의 상관관계를 조사하였다. 연구에 사용한 시료는 황등화강암, 여산대리석의 2종류이며, 절리형상 측정을 위한 절리는 인장균열 발생장치를 이용하여 인공적으로 제작하였다. (중략)
주파수 안정화 레이저 광원은 10-6 이상의 상대 불확도가 필요한 간섭계에서 널리 쓰이고 있으며 특히 변위 측정 시스템에서는 반드시 쓰이고 있다. 상용화된 많은 변위 측정 시스템은 신호 대 잡음비가 우수하고 광학계의 정렬이 더 쉬운 헤테로다인 방식을 채택하고 있으며 이를 위해서 서로 수직 선형 편광인 다른 주파수의 광을 내보내는 광원이 필요하다. 현재 헤테로다인 변위 측정 시스템에 쓰이고 있는 광원은 이중 주파수 광원을 만드는 방식에 따라 지만 효과(Zeeman effect)를 이용한 지만 레이저(HP사)와 음향-광 변조기(Acousto-optic modulator)를 이용한 이중 주파수 레이저(Zy해사)가 있다. (중략)
되먹임 회로로 제어하는 새로운 Michelson형 레이저 간섭계를 제작하여 특성을 평가하였다. 새로운 Michelson형 레이저 간섭계는 압전 특성이 잘 알려진 PZT에 인가된 되먹임 회로의 인가전압을 직접적으로 측정함으로써 미세변위를 측정할 수 있는 간편한 측정 장치이다. 본 연구에서 제작한 Michelson형 레이저 간섭계의 신뢰성과 정밀도를 평가하기 위하여 실리콘 membrane의 단차를 측정한 결과 SEM으로 관찰한 값과 잘 일치함을 알 수 있었다.
Deformation of soft tissue is known inhomogeneous and non-linear in general. In this study, we propose a measurement methodology of local/global strain during soft tissue elongation precisely using laser extensometer which has high accuracy, resolution and is possible to measure global/local strain. The mechanical tensile test are performed on tibialis cranialis, flexor hallucis longus, extensor digitorum longus of swine hindlimb. In order to measure target displacement, reflective marker is attached to detect elongation on specimen using surgical adhesive. The result of this study is to show that laser extensometer is valid to measure longitudinal elongation which is inhomogeneous and non-linear fur soft tissue.
The laser interferometer has been used for measurement of the micro displacement error. Although the laser interferometer is widely accepted as a tool for measurement of motion accuracy, the set-up procedure is time-consuming because of the strict requirement on alignment between a laser head and optic units. This paper addresses the development of a laser interferometer to measure the micro displacement for a micro machine. The portable laser interferometer which integrates a laser probe and optics, is developed for the convenient measurement. For the experiment, moving mirror set up on the micro stage. The velocity decoding board is also added to calculate doppler shift frequency directly. The output signal is obtained and analyzed by LabView. Finally experiments are found out the relation between micro displacement and output signal.
본 연구에서는 원형평판의 경계조건을 일부분은 고정단으로 일부분은 자유단 으로 구성하여 자유단각 .alpha.(Fig.4 참조)를 0˚, 30˚, 60˚, 90˚, 120˚, 150˚, 180˚로 변화시킴에 따른 진동모드를 시간평균 홀로그래픽 간섭계(time-average holographic interferometry)를 이용해 분석하고 자유단의 변화에 따른 고유진동수의 비를 비교하였고, 레이저 도플러 유속계(LDV)를 변형한 레이저 도플러 진동계(laser doppler vibrometer)로 원형평판의 진동변위와 시간평균 홀로그래픽 간섭계로 구한 진 동변위를 비교하였다.
집중호우는 사면의 붕괴와 사회 기반시설물의 파괴 등을 포함하는 다수의 재해를 유발한다. 이러한 관점에서 강우재현 원심모형실험은 지반구조물의 안정성을 평가하기 위한 합리적인 수단이 될 수 있다. 원심모형실험에서 모형의 변위를 취득하기 위하여 일반적으로 LVDT 또는 레이저 변위계가 사용된다. 그러나 강우모사 시 LVDT는 모형지반으로의 과다 침윤의 문제가 있으며, 레이저 변위계는 레이저의 산란에 의해 계측치의 정확성이 저하된다. 따라서 본 연구에서는 강우재현 원심모형실험에 적용하기 위한 수평변위 계측장치를 개발하였다. 본 연구를 통하여 탄성의 박철판과 스트레인 게이지를 이용하여 제작된 본 장치는 관입을 위한 말단부를 고정시켜 수행한 검정 결과로부터 정확한 변위-변형률 관계를 나타냄을 확인하였다.
서로 대칭되는 이중 조명을 이용한 홀로그래피 네파간섭계를 구성하여 횡변위와 종변위를 동시에 측정하였다. 물체파와 재생파의 간섭을 일으킨 후 위상이동법으로 변위위상도를 작성하였으며 최소제곱법맞춤으로 위상도의 잡음을 제거하였다. 이러한 방법으로 네파간섭계의 두 광로에 존재하는 위성의 차와 합에 대한 정보를 구하였으며, 파장 632.8 nm인 헬륨-네온 레이저 광선에 대하여 종변위와 횡변위는 각각 정밀도 .lambda./40 및 .lambda./100 이내로 측정되었다.
초정밀도를 요구하는 반도체 소자 공정에서 웨이퍼의 위치와 반복정밀도를 파장의 수백분의 일로 오차가 거의 없는 상태에서 제어하기 위해 위치변위 레이저 간섭계가 필요하다. 특히 제조공정에서는 생산단가의 인하압박으로 인해 웨이퍼의 대형화가 시도되고 있고 이에 따라 넓은 변위량을 측정하면서 나노미터 급의 위치 정밀도를 지닌 레이저 간섭계가 더욱 절실하게 요구된다. 이런 기술적인 문제를 해결하기 위해서 간섭계에 사용되는 송수신 광학계에도 특별한 광학적인 고안이 필요하게 된다. 본 논문에서는, 송수신 광학부로서 단순하게 콜리메이팅 렌즈만을 사용하는 기존의 방식 대신에, GRIN 렌즈-콜리메이팅 렌즈-무초점 광학계로 구성되는 새로운 형식의 조금 복잡한 형태의 광학구조를 제안하였고 이를 통해 반사된 후 되돌아와 간섭계로 결합되는 광신호의 효율을 약 100배 정도 높일 수 있었다.
This paper addresses the development of a laser interferometer to measure micro displacement for a micro system. The laser interferometer is able to measure micro displacement during a few micro seconds with non-contact. In order to employ the interferometer, the displacement calibration experiment should be required. For the experiment, a laser probe installed on the optical table with optical devices and a micro stage. The velocity decoding board is also added to calculate doppler shift frequency directly. The output signal is processed by LabView. Finally experiments are found out the relation between displacement and output signal.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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