• 제목/요약/키워드: instrumentation: interferometer

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고해상도 표면 측정을 위한 회전 프리즘 정합 간섭계 (Rotational Prism Stitching Interferometer for High-resolution Surface Testing)

  • 송인웅;권우성;김학용;이윤우;이종웅;양호순
    • 한국광학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.117-123
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    • 2023
  • 반사경의 광학면이 넓어질수록 높은 공간 주파수 형상이 광학계의 성능에 큰 영향을 주므로, 대형 반사경 성능 평가에서 이를 측정할 수 있어야 한다. 따라서 높은 주파수의 형상을 샘플링할 수 있는 고해상도 형상 측정 시스템이 필요하다. 본 연구에서는 반사경의 고해상도 형상 측정을 위한 회전 프리즘 정합 간섭계(rotational prism stitching interferometer, RPSI)라는 새로운 방법을 제안한다. RPSI는 기존에 사용되고 있는 상용 간섭계에 빔 확장 렌즈, 이송 거울, 회전 프리즘 등을 추가하여 구성되었으며, 간섭계를 움직이지 않고 원통 좌표계를 기준으로 전체 구경을 아우르는 부분 구경 형상들을 측정한다. 측정된 부분 구경들은 최소자승법을 이용한 부분 구경 정합법을 이용하여 정합되며, 빔확장 렌즈 배율의 제곱만큼 높은 샘플링 밀도로 전체 구경 형상 정보를 복원 가능하다. 3배율을 가지는 RPSI를 이용하여 직경 40 mm의 구면 반사경 형상을 측정하였고, 간섭계 단독으로 측정한 전체 구경 형상과 비교 검증하였다. 약 1 nm RMS의 근소한 차이로 유사한 형상을 잘 복원할 수 있었으며, 간섭계 단독으로 사용한 형상 측정 결과보다 렌즈의 배율의 제곱배만큼 향상된 샘플링 밀도로 형상 측정이 가능함을 확인하였다.

Using MZIs for Optical PSBT Transmissions: Requirements for Thermal Stabilization

  • Ducournau, Guillaume;Latry, Olivier;Ketata, Mohamed
    • ETRI Journal
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    • 제28권5호
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    • pp.615-620
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    • 2006
  • In this paper, we discuss the quantification of Mach-Zehnder interferometer (MZI) thermal stabilization which is needed in optical phase shaped binary transmission (PSBT) links. Considering the thermo-optic and thermal expansion effects, we revisit the analytical expression for the thermal drift (GHz/$^{\circ}C$) of the MZI center frequency (denoted here by the 'MZI spectral drift'). An MZI is then used in an experimental transmission system using the optical PSBT format. We study the effect of spectral MZI drift by using a thermally stabilized interferometer and applying a frequency shift to the optical carrier. By using the thermal drift coefficient of the MZI, we find that to ensure low bit error rate fluctuations due to the MZI drift, the thermal stabilization of the device must have an accuracy of $0.5^{\circ}C$.

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COMMOM MODE COMPENSATION IN FIBER OPTIC INTERFEROMETRIC SENSOR WITH LESS COHERENT LIGHT

  • Park, Kyung-Sup
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1990년도 한국자동제어학술회의논문집(국제학술편); KOEX, Seoul; 26-27 Oct. 1990
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    • pp.1108-1111
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    • 1990
  • Sorce noise effect in 1.5 Mach-Zehnder (MZ) interferometer is analyzed. It is shown numerically that with fine adjustments to the feedback gain and initial phase biases, the operating point of the interferometer to achives common mode compensation can be made to lie in a region where the measurand sensitivity is greater than it would be in a conventional Mach-Zehnder interferometer even if the source is less coherent.

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Phase Modulation Homodyne Interferometer with a 10-pm Resolution Using a Tunable Laser Diode

  • Ishige, Masashi;Matsuura, Fumio;Kawasugi, Masaaki;Aketagawa, Masato
    • International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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    • 제8권2호
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    • pp.80-84
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    • 2007
  • We propose a new displacement measurement method using a phase modulation homodyne interferometer and a tunable laser diode as a light source to determine an arbitrary length with a resolution in the order of 10 pm. In the proposed instrument, the displacement of a movable mirror in the interferometer can be converted to a frequency shift of the tunable laser diode. We discuss the principles of the proposed method, the instrumentation, and the experimental results, and compare the proposed method with two commercial displacement sensors. The commercial sensors used are a heterodyne interferometer, the interpolation error of which is also measured, and a capacitive sensor.

레이저 다이오드를 이용한 정현적 위상변조 간섭계에 대한 연구 (A study on Sinusoidal Phase Modulating interferometer using laser diode)

  • 표기영;박낙규;이근영;강영준;김경석
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.926-929
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    • 2005
  • Recently, laser interferometer is widely used as a measuring system in many fields because of its high resolution and its ability to measure a board area in real-time ail at once. In conventional laser interferometer, for examples Out of plane ESPI, In plane ESPI, Shearography and Holography, it uses PZT or other components as a phase shift instrumentation to extract 3-D deformation data, vibration mode and others. However, in most cases PZT has some disadvantages, which include noli-linear errors and limited time of use. In present study, a new type of laser interferometer using a laser diode(LD) is proposed. Using Laser Diode Sinusoidal Phase Modulating(LD-SPM) interferometer, the phase modulation can be directly modulated by controlling the LD injection current thereby eliminating the need for PZT components.

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DEVELOPMENT OF A TOY INTERFEROMETER FOR EDUCATION AND OBSERVATION OF SUN AT 21 cm

  • Park, Yong-Sun;Kim, Chang-Hee;Choi, Sang-In;Lee, Joo-Young;Jang, Woo-Min;Kim, Woo-Yeon;Jeong, Dae-Heon
    • 천문학회지
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    • 제41권3호
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    • pp.77-81
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    • 2008
  • As a continuation of a previous work by Park et al. (2006), we have developed a two-element radio interferometer that can measure both the phase and amplitude of a visibility function. Two small radio telescopes with diameters of 2.3 m are used as before, but this time an external reference oscillator is shared by the two telescopes so that the local oscillator frequencies are identical. We do not use a hardware correlator; instead we record signals from the two telescopes onto a PC and then perform software correlation. Complex visibilities are obtained toward the sun at ${\lambda}\;=\;21\;cm$, for 24 baselines with the use of the earth rotation and positional changes of one element, where the maximum baseline length projected onto UV plane is ${\sim}\;90{\lambda}$. As expected, the visibility amplitude decreases with the baseline length, while the phase is almost constant. The image obtained by the Fourier transformation of the visibility function nicely delineates the sun, which is barely resolved due to the limited baseline length. The experiment demonstrates that this system can be used as a "toy" interferometer at least for the education of (under)graduate students.

대구경 반사경 광학측정용 타워의 진동에 의한 광학측정오차 분석 (Analysis of the Optical Measurement Error Induced by Vibration of the Optical Measurement Tower for Large Mirrors)

  • 강필성;김옥관;안희경;양호순
    • 한국광학회지
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    • 제28권6호
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    • pp.281-289
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    • 2017
  • 본 연구에서는 한국표준과학연구원(KRISS)에 설치된 대구경 반사경용 광학측정타워를 이용한 광학측정 시 타워에 유입되는 진동과 그로 인해 발생하는 광학측정오차에 대한 분석을 수행하였다. 여러 환경조건에 대해 타워구조물, 간섭계, Null lens의 진동측정을 수행하였으며 동시에 직경 600 mm의 축대칭 비구면 반사경의 광학측정을 수행하여 진동과 광학측정오차간의 연관성을 분석하였다. 진동측정 결과 타워의 상단에 위치한 Null lens 및 간섭계가 외부 진동요인에 매우 취약하여 외부 진동유입 시 광학측정오차가 민감하게 증가됨을 확인할 수 있었다. 특히 간섭계와 Null lens의 각 방향 진동이 서로 다르게 발생하는 경우 광학측정오차가 크게 증가하는 것으로 나타났다. 진동에 의한 간섭계, Null lens, 반사경의 정렬오차를 줄이기 위해 타워 구조 시스템이 저주파 진동에 둔감하도록 구조개선이 필요할 것으로 판단되며 진동 모니터링을 통해 간섭계와 Null lens의 진동이 안정화된 시점에 광학측정을 수행하여야 형상 오차 측정값에 대한 신뢰도를 높일 수 있는 것이라 사료된다.

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.

이중 정합법을 이용한 볼록비구면 반사경의 형상 오차 측정 (Surface-error Measurement for a Convex Aspheric Mirror Using a Double-stitching Method)

  • 김고은;이윤우;양호순
    • 한국광학회지
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    • 제32권6호
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    • pp.314-322
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    • 2021
  • 일반적인 반사식 망원경은 오목 형태의 주경과 볼록 형태의 부경으로 구성되어 있다. 주경은 크기가 크지만 빛을 모아주는 특성으로 반사경의 파면오차 측정이 비교적 용이하다. 반면에 부경은 빛을 퍼트리기 때문에 주경보다 크기는 작지만 측정의 난이도는 더 높다고 할 수 있다. 특히 코시(Korsch) 형태의 망원경에서는 부경의 가운데 영역도 사용하는데 기존의 힌들(Hindle) 측정법으로는 가운데 부분을 측정할 수 없다. 본 논문에서는 크기가 큰 볼록비구면을 측정하기 위해 힌들 정합법(힌들 측정법과 정합법의 결합)을 적용하여 측정하고 이 측정에서 빠지는 가운데 영역은 일반간섭계의 구면파를 이용해 측정하여 두 결과를 합쳐 전체 형상 오차를 획득하는 방법을 제안하고자 한다. 제안한 방법으로 직경 202 mm, 곡률 반경 499 mm, 비구면상수 -4.613의 볼록 비구면의 형상 오차를 측정한 결과 19.5±1.3 nm rms로 측정되었다. 이 결과는 상용 정합 측정 장비로 측정한 결과와 0.7 nm rms의 근소한 차이를 보였고 반사경의 형상 오차가 45도 방향 비점수차를 가지는 것것도 일치하였다. 따라서 본 논문에서 제안한 방법이 볼록 비구면의 전체 영역을 정밀하게 측정하는데 유용함을 알 수 있었다.

Comparison of Torsional Vibration Measurement Techniques

  • Verrecas, B.;Janssens, K.;Britte, L.
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2012년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.441-441
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    • 2012
  • Noise and vibration performance plays an important role in the development of rotating components, such as engines, drivelines, transmission systems, compressors and pumps. The presence of torsional vibrations and other specific phenomena require the dynamic behaviour of systems and components to be designed accurately in order to avoid comfort and durability related problems. This paper provides an overview of the instrumentation and challenges related to torsional vibration testing. The accuracy and performance of five measurement techniques (high-speed incremental encoder, dual beam laser interferometer, zebra tape, zebra disc, direct pulse measurements with magnetic probe) is investigated by measurements on a Fiat Punto 1.4 liter engine. The potential sources of error are discussed to explain the inaccuracies of each technique.

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