2 주파수 레이저 간섭계와 90°위상 혼합부 및 위상각 계산부를 구비하며, 고정 및 이동거울에 반사된 두 주파수 레이저 광속의 간섭으로 생성된 길이 측정을 위한 측정신호(Im)에 두 주파수 레이저 광속의 간섭으로 생성된 기준신호(Ir)와 90°위상 변환된 기준신호(Ir)를 혼합한 후 이들로부터 고주파 성분을 필터링하여 출력신호(Ix)(Iy)를 생성하고, 이들로부터 길이 측정을 위한 위상각(θ)을 구하는 2 주파수 레이저 간섭계에서의 길이 측정을 위한 위상각 측정방법에 있어서,

상기 90°위상 혼합부에서 출력되는 출력신호(Ix)(Iy)와, 이에 포함되어 있는 진폭 a,b와 옵셋 Ixo,Iyo 그리고 위상차 φ등의 타원계수를 구하고, 이를 아래의 수학식에 적용하여 위상각(θ)을 계산하는 것을 특징으로 하는 2 주파수 레이저 간섭계에서의 길이 측정을 위한 위상각 측정방법

2 주파수 레이저 간섭계와 90°위상 혼합부 및 위상각 계산부를 구비하며, 고정 및 이동거울에 반사된 두 주파수 레이저 광속의 간섭으로 생성된 길이 측정을 위한 측정신호(Im)에 두 주파수 레이저 광속의 간섭으로 생성된 기준신호(Ir)와 90°위상 변환된 기준신호(Ir)를 혼합한 후 이들로부터 고주파 성분을 필터링하여 출력신호(Ix)(Iy)를 생성하고, 이들로부터 길이 측정을 위한 위상각(θ)을 구하는 2 주파수 레이저 간섭계에서의 길이 측정을 위한 위상각 측정방법에 있어서,

상기 90°위상 혼합부에서 출력되는 출력신호(Ix)(Iy)로부터 이 신호의 진폭 a,b와 옵셋 Ixo,Iyo 그리고 위상차 φ등의 타원계수를 구하고 이 타원 계수와 출력신호(Ix)(Iy)의 값을 아래의 수학식에 적용하여 위상각(θ)을 계산하는 방식으로 각 출력신호(Ix)(Iy)와 이들로부터 계산된 위상각(θ)을 한 쌍으로 하는 데이터로 각 출력신호(Ix)(Iy)에 대한 룩업 테이블(lookup table)을 작성하여, 위상각(θ)을 측정할 때 상기 90°위상 혼합부에서 출력되는 출력신호(Ix)(Iy)와 한 쌍을 이루는 위상각(θ)을 상기 룩업 테이블로부터 읽어내는 것을 특징으로 하는 2 주파수 레이저 간섭계에서의 길이 측정을 위한 위상각 측정방법

2 주파수 레이저 간섭계와 90°위상 혼합부, 비선형 오차 보정부, 위상 계산부를 구비하며, 고정 및 이동거울에 반사된 두 주파수 레이저 광속의 간섭으로 생성된 길이 측정을 위한 측정신호(Im)에 두 주파수 레이저 광속의 간섭으로 생성된 기준신호(Ir)와 90°위상 변환된 기준신호(Ir)를 혼합한 후 이들로부터 고주파 성분을 필터링하여 출력신호(Ix)(Iy)를 생성하고, 이들로부터 길이 측정을 위한 위상각(θ)을 구하는 2 주파수 레이저 간섭계에서의 길이 측정을 위한 비선형 오차 보상방법에 있어서,

상기 비선형 오차 보정부에서 출력되는 출력신호(Ix')(Iy')의 진폭 a,b와 옵셋 Ixo,Iyo 그리고 위상차 φ등의 타원계수를 계산하는 제 1단계;

상기 출력신호(Ix')(Iy')와 타원계수로부터 출력신호(Ix')(Iy')의 옵셋과 진폭 그리고 위상을 보정하기 위한 조정 전압을 계산하는 제 2단계;

상기 조정 전압에 의해 상기 비선형 오차 보정부에서 출력되는 출력신호(Ix')(Iy')의 옵셋 Ixo,Iyo가 "0"이 되고, 진폭 a,b가 동일한 값을 가지며, 출력신호(Ix')(Iy') 사이에서 90°를 벗어난 위상차 φ가 "0"이 되도록 보정하는 제 3단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 2 주파수 레이저 간섭계에서의 길이 측정을 위한 비선형 오차 보상방법

2 주파수 레이저 간섭계와 90°위상 혼합부, 비선형 오차 보정부, 위상각 계산부를 구비하며, 고정 및 이동거울에 반사된 두 주파수 레이저 광속의 간섭으로 생성된 길이 측정을 위한 측정신호(Im)에 두 주파수 레이저 광속의 간섭으로 생성된 기준신호(Ir)와 90°위상 변환된 기준신호(Ir)를 혼합한 후 이들로부터 고주파 성분을 필터링하여 출력신호(Ix)(Iy)를 생성하고, 이들로부터 길이 측정을 위한 위상각(θ)을 구하는 2 주파수 레이저 간섭계에서의 길이 측정을 위한 위상각 측정방법에 있어서,

상기 비선형 오차 보정부에서 출력되는 출력신호(Ix)(Iy)의 진폭 a,b와 옵셋 Ixo, Iyo 그리고 위상차 φ등의 타원계수를 계산하는 제 1단계;

상기 출력신호(Ix')(Iy')와 타원계수로부터 출력신호(Ix')(Iy')의 옵셋과 진폭 그리고 위상을 보정하기 위한 조정 전압을 계산하는 제 2단계; 및

상기 조정 전압에 의해 상기 비선형 오차 보정부에서 출력되는 출력신호(Ix')(Iy')의 옵셋 Ixo,Iyo가 "0"이 되고, 진폭 a,b가 동일한 값을 가지며, 출력신호(Ix')(Iy') 사이에서 90°를 벗어난 위상차 φ가 "0"이 되도록 보정하는 제 3단계; 및

상기 출력신호(Ix')(Iy')의 옵셋, 진폭, 위상이 보정된 출력신호(Ix)(Iy)를 아래의 수학식에 적용하여 위상각(θ)을 계산하는 제 4단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 2 주파수 레이저 간섭계에서의 길이 측정을 위한 위상각 측정방법

두 주파수 레이저 광속의 간섭으로 생성된 기준신호(Ir)와 고정 및 이동거울(4a)(4b)에 반사된 두 주파수 레이저 광속의 간섭으로 생성된 길이 측정을 위한 측정신호(Im)를 출력하는 2 주파수 레이저 간섭계(100);

상기 간섭계(100)에서 출력되는 측정신호(Im)에 기준신호(Ir)와 90°위상 변환된 기준신호(Ir)를 각각 혼합한 후 고주파 성분을 필터링하여 위상 감지를 위한 출력신호(Ix)(Iy)를 출력하는 90°위상 혼합부(200);

비선형 오차 보정부(300)에서 출력되는 출력신호(Ix')(Iy')를 피드백받아 상기 출력신호(Ix')(Iy')의 진폭 a,b와, 옵셋 Ixo,Iyo 그리고 위상차 ψ 등의 타원계수를 구하고, 이로부터 출력신호(Ix')(Iy')의 진폭과 옵셋, 위상을 보정하기 위한 조정 전압을 계산하고, 상기 계산된 조정전압에 의해 출력신호(Ix')(Iy')의 옵셋 Ixo,Iyo 가 "0"이 되고, 진폭 a,b가 동일한 값을 가지며, 출력신호(Ix')(Iy') 사이에서 90°를 벗어난 위상차 φ가 "0"이 되도록 보정하는 비선형 오차 보정부(300); 및

상기 비선형 오차 보정부(300)로부터 출력되는 출력신호(Ix')(Iy')를 아래의 수학식에 적용하여 위상각(θ)을 구하는 위상각 계산부(400);

를 포함하는 것을 특징으로 하는 2 주파수 레이저 간섭계에서의 길이 측정을 위한 위상각 측정시스템

제5항에 있어서,

상기 간섭계(100)는, 주파수가 서로 다른 수직ㆍ수평의 편광성분을 갖는 레이저 광속 (ω1)(ω2)을 발진하는 레이저(1);

상기 레이저 광속을 편광 광 분리기(3)에 입사하기 위한 측정광과 편광판(5a)을 통해 광 검출기(6a)에 입사하기 위한 기준광으로 각각 분리하는 광 분리기(2);

상기 광분리기(2)의 기준광에서 두 레이저 광속의 간섭신호인 기준신호(Ir)를 검출하여 믹서(8a)와 90°위상 변환기(7)에 각각 공급하는 광검출기(6a);

상기 광분리기(2)에서 출력되는 두 레이저 광속의 측정광을 고정거울(4a)과 이동거울(4b)에 입사시켰다가 반사되는 두 레이저 광속을 다시 혼합한 후 편광판(5b)을 통해 광검출기(6b)에 공급하는 편광 광분리기(3); 및

상기 편광 광분리기(3)의 측정광에서 두 레이저 광속의 간섭신호인 측정신호(Im)를 검출하여 믹서(8a)(8b)에 각각 공급하는 광검출기(6b);

를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 2 주파수 레이저 간섭계에서의 길이 측정을 위한 위상각 측정시스템

제 5항에 있어서,

상기 90°위상 혼합부(200)는, 상기 광검출기(6a)에서 공급되는 기준신호(Ir)를 90°위상 변환시켜 믹서(8b)에 공급하는 90°위상 변환기(7);

상기 광검출기(6b)에서 출력되는 측정신호(Im)에 상기 광검출기(6a)에서 출력되는 기준신호(Ir)를 혼합하는 믹서(8a);

제5항에 있어서,

상기 비선형 오차 보정부(300)는, A/D 변환기(14)를 통해 비선형 오차 보정부(300)로부터 피드백되는 출력신호(Ix')(Iy')의 진폭 a,b와, 옵셋 Ixo,Iyo 그리고 위상차 Ψ등의 타원계수를 구하고, 이로부터 출력신호(Ix')(Iy')의 진폭과 옵셋, 위상을 보정하기 위한 조정 전압을 계산하는 마이크로프로세서(17);

D/A 변환기(15)를 통해 상기 마이크로프로세서(17)에서 출력되는 조정 전압에 의해 상기 비선형 오차 보정부(300)로부터 피드백되는 출력신호(Ix')(Iy')의 옵셋 Ixo,Iyo 가 "0"이 되도록 보정하는 옵셋 보정기(11a)(11b);

상기 D/A 변환기(15)를 통해 상기 마이크로 프로세서(17)로부터 출력되는 조정 전압에 의해 상기 비선형 오차 보정부(300)를 통해 피드백되는 출력신호(Ix')(Iy')의 진폭 a,b가 동일한 값을 갖도록 보정하는 진폭 보정기(12a)(12b); 및

상기 D/A변환기(15)를 통해 상기 마이크로 프로세서(15)로부터 출력되는 조정 전압에 의해 상기 비선형 오차 보정부(300)를 통해 피드백되는 출력신호(Ix')(Iy') 사이에서 90°를 벗어난 위상값 φ가 "0"이 되도록 보정하는 위상 보정기(13);

를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 2 주파수 레이저 간섭계에서의 길이 측정을 위한 위상각 측정시스템

제5항 또는 제8항에 있어서,

상기 비선형 오차 보정부(300)의 옵셋 보정기(11a)(11b)와 진폭 보정기(12a)(12b) 그리고 위상 보정기(13)는, 서로 다른 순서로 배열 가능한 것을 특징으로 하는 상기 2 주파수 레이저 간섭계에서의 길이 측정을 위한 위상각 측정시스템