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사전에 설정된 파장의 레이저 빔을 출력하는 레이저 발생기;상기 레이저 빔을 서로 직교하는 제1경로와 제2경로로 분리하고, 상기 제1경로와 상기 제2경로로부터 입사된 레이저 빔을 상기 제1경로와 수직한 제3경로로 출력하는 제1비편광 빔 분리기;상기 제1경로로 분리된 레이저 빔을 입력받아 수직 편광 성분만을 출력하는 제1편광기;상기 제1편광기를 통과한 수직 평광 성분의 레이저 빔을 전반사하는 제1전반사 소자;상기 제2경로로 분리된 레이저 빔을 입력받아 수평 편광 성분만을 출력하는 제2편광기;제1직각 프리즘, 빗면이 상기 제1직각 프리즘의 빗면과 서로 평행하게 대향되도록 이격되어 배치되는 제2직각 프리즘, 상기 제2편광기를 통과하고 상기 제2직각 프리즘의 빗면으로 입사되어 상기 제1직각 프리즘과 상기 제2직각 프리즘 내에서 전내부반사를 거쳐 상기 제1직각 프리즘의 빗면을 통해 출사된 레이저 빔이 상기 제1직각 프리즘의 출사지점으로 되돌아가도록 전반사시키는 제2전반사 소자, 및 상기 제2직각 프리즘을 중력방향의 반대방향으로 제1위치로부터 제2위치까지 이송하는 이송수단을 포함하며, 상기 제1직각 프리즘과 상기 제2직각 프리즘은 빗면의 폭방향으로 일정한 거리만큼 어긋나게 횡변위를 가지도록 배치되고, 상기 제2직각 프리즘은 상기 제2위치로부터 상기 제1위치까지 자유 낙하하는 광학 간섭계;상기 제1비편광 빔 분리기로부터 상기 제3경로로 출력된 레이저 빔을 입력받아 서로 직교하는 제4경로와 제5경로로 분리하는 제2비편광 빔 분리기;상기 제4경로로 분리된 레이저 빔을 검출하여 제1간섭 신호를 출력하는 제1수광소자;상기 제5경로로 분리된 레이저 빔을 검출하여 제2간섭 신호를 출력하는 제2수광소자; 및서로 직교하는 상기 제1간섭 신호와 상기 제2간섭 신호를 기초로 간섭 무늬 계수와 연속적인 위상 측정을 수행하여 사전에 설정된 시간 동안 상기 제2직각 프리즘의 자유 낙하 거리를 계산하고, 상기 제2직각 프리즘의 자유 낙하 거리를 기초로 중력 가속도를 산출하는 중력 가속도 계산부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중력 가속도 측정 장치
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제 1항에 있어서,상기 중력 가속도 계산부는 다음의 수학식에 의해 상기 제2직각 프리즘의 자유 낙하 거리 ΔL을 계산하는 것을 특징으로 하는 중력 가속도 측정 장치:[수학식 B][수학식 C][수학식 D]수학식 B 내지 수학식 D에서, 와 는 각각 상기 제1간섭 신호 I1(t)와 상기 제2간섭 신호 I2(t)의 평균 직류 오프셋, σ1과 σ2는 각각 상기 제1간섭 신호 I1(t)와 상기 제2간섭 신호 I2(t)의 표준 편차, N은 상기 광학 간섭계의 OFS 차수, q는 π만큼의 위상 경과된 수를 계수한 정수, 그리고, φ(t)는 -π/2≤φ(t)003c#π/2를 만족하는 연속 함수이다
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제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 이송 수단은 선형 이동거치대나 원형 켐에 설치되어 중력에 수직한 방향으로 이송하는 압전소자 또는 전자기 소자인 것을 특징으로 하는 중력 가속도 측정 장치
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제1주파수와 제1편극방향을 갖는 제1레이저 빔과 상기 제1주파수보다 큰 제2주파수와 상기 제1편극방향에 수직인 제2편극방향을 갖는 제2레이저 빔을 출력하는 레이저 발생기;상기 제1레이저 빔과 상기 제2레이저 빔 각각을 서로 직교하는 제1경로와 제2경로로 분리하는 비편광 빔 분리기;상기 제2경로로 분리된 제1레이저 빔을 상기 제2경로와 동일한 광축상의 제3경로로 출력하고, 상기 제2경로로 분리된 제2레이저 빔을 상기 제2경로와 수직하는 제4경로로 출력하며, 상기 제3경로로부터 입력된 제1레이저 빔과 상기 제4경로로부터 입력된 제2레이저 빔을 상기 제4경로와 동일한 광축 상의 제5경로로 출력하는 편광 빔 분리기;상기 제4경로로 분리된 제2레이저 빔을 전반사하는 제1전반사 소자;제1직각 프리즘, 빗면이 상기 제1직각 프리즘의 빗면과 서로 평행하게 대향되도록 이격되어 배치되는 제2직각 프리즘, 상기 편광 빔 분리기에 의해 상기 제3경로로 출력된 후 상기 제2직각 프리즘의 빗면으로 입사되어 상기 제1직각 프리즘과 상기 제2직각 프리즘 내에서 전내부반사를 거쳐 상기 제1직각 프리즘의 빗면을 통해 출사된 레이저 빔이 상기 제1직각 프리즘의 출사지점으로 되돌아가도록 전반사시키는 제2전반사 소자, 및 상기 제2직각 프리즘을 중력방향의 반대방향으로 제1위치로부터 제2위치까지 이송하는 이송수단을 포함하며, 상기 제1직각 프리즘과 상기 제2직각 프리즘은 빗면의 폭방향으로 일정한 거리만큼 어긋나게 횡변위를 가지도록 배치되고, 상기 제2직각 프리즘은 상기 제2위치로부터 상기 제1위치까지 자유 낙하하는 광학 간섭계;상기 제1경로 상에 배치되며, 상기 비편광 빔 분리기로부터 입력된 상기 제1레이저 빔과 상기 제2레이저 빔의 맥놀이 주파수를 검출하여 제1신호를 출력하는 제1수광소자;상기 제5경로 상에 배치되며, 상기 편광 빔 분리기로부터 입력된 상기 제1레이저 빔과 상기 제2레이저 빔의 맥놀이 주파수를 검출하여 제2신호를 출력하는 제2수광소자; 및상기 제1신호와 상기 제2신호를 입력받아 상기 제1신호와 상기 제2신호의 맥놀이 주파수 차이에 해당하는 측정값을 기초로 상기 제2직각 프리즘의 자유 낙하 거리를 계산하고, 상기 제2직각 프리즘의 자유 낙하 거리를 기초로 중력 가속도를 산출하는 중력 가속도 계산부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중력 가속도 측정 장치
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제 4항에 있어서,상기 제1신호와 상기 제2신호는 다음의 수학식으로 표현되는 것을 특징으로 하는 중력 가속도 측정 장치:[수학식 E]여기서, fr은 상기 제1신호, fm은 상기 제2신호, N은 상기 광학 간섭계의 OFS 차수, fD는 시간의 함수로서 (k·v)/(2π)(단, k는 광학정수이고, v는 상기 제2직각 프리즘의 자유 낙하 속도)로 정의되는 상기 제2직각 프리즘의 자유 낙하에 따른 도플러 주파수이다
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제 4항 또는 제 5항에 있어서,상기 중력 가속도 계산부는 다음의 수학식에 의해 상기 제2직각 프리즘의 자유 낙하 거리 △L을 계산하는 것을 특징으로 하는 중력 가속도 측정 장치:[수학식 F][수학식 G]수학식 F 및 수학식 G에서, f*D=N·fD=|fr-fm|이고, k는 (2π)/λ로 정의되는 광학정수이다
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제 1항 또는 제 4항에 있어서,상기 제1전반사 소자 및 상기 제2전반사 소자는 직각 프리즘인 것을 특징으로 하는 중력 가속도 측정 장치
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제 1항 또는 제 4항에 있어서,상기 제1직각 프리즘과 상기 제2직각 프리즘 사이의 횡변위는 상기 제1직각 프리즘과 상기 제2직각 프리즘의 빗면의 폭을 상기 제1직각 프리즘과 상기 제2직각 프리즘 사이의 횡변위로 나눈 값이 짝수가 되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 중력 가속도 측정 장치
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제 1항에 있어서,상기 제1비편광 빔 분리기, 상기 제1편광기, 상기 제1전반사 소자, 상기 제2편광기, 상기 광학 간섭계, 상기 제2비편광 빔 분리기, 상기 제1수광소자 및 상기 제2수광소자는 내부가 진공으로 유지되는 진공 케이스에 수용되는 것을 특징으로 하는 중력 가속도 측정 장치
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제 4항에 있어서,상기 비편광 빔 분리기, 상기 편광 빔 분리기, 상기 제1전반사 소자, 상기 광학 간섭계, 상기 제1수광소자 및 상기 제2수광소자는 내부가 진공으로 유지되는 진공 케이스에 수용되는 것을 특징으로 하는 중력 가속도 측정 장치
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