일반기술

레이저 간섭계를 이용한 변위량 측정 시스템 및 그 오차 보정 방법

본 기술은 레이저광원, 빔스플릿터, 고정거울, 타겟거울 및 상기 타겟거울에 입사 또는 반사되는 레이저광 방향으로 상기 타겟거울을 왕복 이동시킬 수 있는 스테이지를 포함하는 레이저 간섭계를 이용한 변위량 측정 시스템에 관한 것이다.스테이지는 타겟거울이 안착되고, 피에조구동기에 의해 타겟거울을 이동시키며, 정전용량센서를 이용하여 타겟거울의 위치변화를 측정하는 제1스테이지부와 제1스테이지가 안착되고, 스텝모터에 의해 제1스테이지와 독립적으로 타겟거울을 이동시킬 수 있는 제2스테이지부를 포함하고, 변위량 측정 시스템은 변위를 측정하기 전에 제1,2스테이지를 제어하여 기준위치로부터 타겟거울을 소정 거리만큼씩 이동시키면서 레이저 간섭계와 정전용량센서로 각각 변위를 측정하고, 레이저 간섭계와 정전용량센서가 측정한 값을 이용하여 보정상수를 구한 후 변위 측정시 레이져 간섭계가 측정한 값에 보정상수를 적용하여 측정오차를 실시간으로 보정하는 컴퓨터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 기술에 따른 레이저 간섭계를 이용한 변위량 측정 시스템 및 그 오차 보정방법은 실제 측정을 하기 이전에 레이저 간섭계가 측정한 값을 동일한 지점에서 레이저 간섭계보다 분해능과 환경요인에 의한 영향이 작은 정전용량센서를 이용하여 측정한 값과 비교하여 보정상수를 구하고, 실제 측정시 레이저 간섭계가 측정한 값에 보정상수를 곱하여 실시간 보정을 수행함으로써 레이저 간섭계를 이용한 변위량 측정 시스템의 코사인 오차 및 아베 오차 같은 선형적인 오차를 줄일 수 있다. 그 결과 본 기술에 따른 레이저 간섭계를 이용한 변위량 측정 시스템은 수백 밀리미터의 장거리의 변위를 나노미터 급의 정밀도를 가지고 측정할 수 있다는 장점이 있다.