• 제목/요약/키워드: 변위 측정 간섭계

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광/엑스선 복합간섭계를 이용한 나노미터 영역의 변위 측정 및 trnasducer의 비선형 교정 (Displacement measurement in nanometer region and calibration of transducers using combined optical and x-ray interferometer)

  • 박진원;조재근;변상호;엄천일
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.515-518
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    • 2005
  • 현재 정밀한 길이를 측정하기 위해서는 광 간섭계를 이용한 측정기술이 주로 사용되어지고 있다. 이러한 광 간섭계의 발전과 더불어 이보다 더 높은 분해능을 얻기 위해 광파장보다 1000배 정도 짧은 엑스선을 이용한 변위 측정 기술개발이 진행되고 있다. 본 연구에서는 이러한 엑스선을 이용한 간섭계를 제작하고, 광 간섭계와 결합된 광/엑스선 복합간섭계를 구성하여 광 간섭계가 안고 있는 자체의 비선형성이 제거된 정밀 변위 측정 시스템을 구성하였다. 그 응용으로써, 제작된 광/엑스선 복합간섭계를 이용하여 나노미터 영역에 서 사용하는 transducer의 비선형성을 측정하였다.

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홀로그래피 간섭계를 이용한 횡변위와 종변위의 동시 측정 (Simultaneous measurement of in-plane and out-of-plane displacement using holographic interferometry)

  • 김달우;임부빈
    • 한국광학회지
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    • 제8권4호
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    • pp.267-276
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    • 1997
  • 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.

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되먹임 회로로 제어하는 Michelson 레이저 간섭계를 이용한 Nano-scale 미세변위 측정 (Nano-scale high-accuracy displacement measurement using the Michelson laser interferometer controlled with a feedback circuit)

  • 안성준;오태식;안승준
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제8권5호
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    • pp.1007-1012
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    • 2007
  • 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.

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2-종모드 레이저의 비트 주파수를 이용한 헤테로다인 간섭계용 광원 개발 (A Light Source for Heterodyne Interferomtry using Beat Frequency between Two-axial Modes of a He-Ne Laser)

  • 김민석;김승우
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2001년도 제12회 정기총회 및 01년도 동계학술발표회
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    • pp.92-93
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    • 2001
  • 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)

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피조 간섭계를 이용한 단일 조각거울 광축방향 변위 오차 측정 (Measurement of the Axial Displacement Error of a Segmented Mirror Using a Fizeau Interferometer)

  • 장하림;최재혁;송재봉;김학용
    • 한국광학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.22-30
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    • 2023
  • 조각거울은 우주용 관측위성의 주반사경을 크게 제작하기 위한 방법 중 하나로서, 여러 개의 작은 거울들을 이어 하나의 큰 거울로 이용하는 방법이다. 여러 개의 거울들을 하나의 거울로 정렬하기 위해서는 인접한 거울들 간에 기울기 오차(tilt)와 광축방향 정렬오차(piston)가 없어야 한다. 기울기 오차와 광축방향 정렬오차를 해결해야 여러 개의 거울이 한 방향으로 빛을 모으고, 이를 통해 뚜렷한 이미지를 얻을 수 있기 때문에 조각거울의 정렬오차를 나노미터 수준으로 측정할 수 있는 파면 센서가 필요하다. 기울기 오차는 조각거울을 통해 얻은 이미지를 통해 어떤 거울의 기울기가 틀어졌는지 쉽게 확인할 수 있는 반면, 광축방향 정렬오차는 이미지의 질은 떨어뜨리지만 드러나는 뚜렷한 특징이 없기 때문에 같은 방법으로 감지하기 어려워 세밀한 측정이 매우 중요하다. 이를 위해 본 논문에서는 지상용 초기 정렬시 많은 이점을 갖는 광학계 평가용 간섭계 중 하나인 피조 간섭계를 이용한다. 피조 간섭계를 사용한 복수 조각거울의 광축방향 정렬오차 측정을 위한 기초 연구로서 단일 조각거울의 광축방향 변위 오차를 측정하고, 측정불확도를 계산해서 피조 간섭계의 광축방향 변위 오차 측정 한계를 규명한다. 또한 수식을 통해 조각거울 광축방향 변위 오차와 간섭계로 측정한 표면 초점오차(defocus)의 관계를 계산했고, 도출한 수식의 타당성을 실험으로 검증했다.

홀로그래피 간섭계를 이용한 미소변위 측정 (Small Displacement Measurement by Holographic Interferometry)

  • 이해중;황운봉;박현철
    • 대한기계학회논문집
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    • 제16권5호
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    • pp.864-872
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    • 1992
  • 본 연구에서는 이중노출 홀로그래피 간섭계의 원리를 이용하여 임의의 2차원 적 변형에 있어서 면외 변위와 면변위(in-plane displacement) 각각에 대한 홀로그램 을 제작하고 이를 컴퓨터에 입력하여 간섭무늬를 해석함으로써 변위와 변형률의 정량 화를 시도하였다.

일체식 엑스선 간섭계를 이용한 나노미터 표준확립 (Establishment of nanometer length standardization using the monolithic x-ray interferometer)

  • 김원경;정용환;박진원;김재완;엄천일;권대갑
    • 한국결정학회:학술대회논문집
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    • 한국결정학회 2002년도 정기총회 및 추계학술연구발표회
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    • pp.35-35
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    • 2002
  • 나노미터 표준을 확립하기 위하여 일체식 엑스선 간섭계에 광간섭계를 결합시킨 복합간섭계를 구성하였다. 복합간섭계는 광간섭계의 Zero crossing 지점부터 표준시편이 올려진 미소이동대의 이동거리를 변화된 위상값으로 읽고 그 변화량을 고분해능 변위 측정기인 엑스선 간섭계로 읽어들이는 구조로 구성된다. 본 연구에서는 미소이동대의 위치 변화와 관련된 광간섭계의 위상 안정도, 엑스선 간섭계 및 미소이동대의 위치 안정도 등이 나노미터 영역의 길이 측정에 매우 중요한 요인이 되므로, 미소이동대의 위치 변화시 정지상태에서의 위상 잠김 (phase locking) 안정도를 측정하였다. 마이켈슨 레이저간섭계의 한쪽 팔을 고정시키고 다른 한 팔은 미소이동대 위에 반사거울을 설치하여 미소이동대의 움직임을 측정하였다. 보다 안정된 위상잠김 상태를 확보하기 위하여 PID feedback loop controller를 사용하였다. 측정 결과 위상 변동폭이 0.022 degree 이하의 높은 위상잠김 안정도를 확보하였으며, 이를 길이단위로 환산하면 정지상태에서 약 0.02 nm 이하의 위치 안정도를 나타낸다.

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푸리에 변환 간섭 해석법을 이용한 구면의 미세 변위 측정 (Profiling of fine displacement of spherical surface using Fourier transform method)

  • 손영준;주신호;권진혁;최옥식
    • 한국광학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.199-203
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    • 1997
  • 안구표면과 같은 미세구면의 변위를 알아내기 위하여 Twyman-Green 간섭계를 이용하였으며 반송무늬(carrier fringe)를 형성시켜 푸리에 변환법으로 미세구면의 변위분포를 측정하였다. 기준위치에서 일정한 반송무늬가 형성되도록 한 후 구면이 변화할 때 반송무늬의 변화방향을 관측하였으며, 반송무늬의 변화방향에 의해 구면의 변화방향을 알아내었다. 푸리에 변환법(Fourier transform method)을 이용하여 CCD카메라에서 받아들여진 한 장의 간섭무늬로부터 위상분포를 얻어내고 구면의 변위 분포를 계산하였다. 공간주파수 영역에서 변위에 대한 정보를 분리함으로써 간섭무늬의 배경분포 및 잡음을 제거하였으며, 구면의 변위에 대한 3차원 분포를 이론적인 계산값의 측정오차가 .lambda./10 이내에서 얻어내었다.

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레이저 간섭계를 이용한 이동형 미세 변위 측정에 관한 연구 (A Study on the Portable Micro Displacement Measurement Using Laser Interferometer)

  • 최경현;양형찬
    • 동력기계공학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.99-103
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    • 2006
  • 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.

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