반도체 광 증폭기내 고효율 상호상관을 이용한 이중 광빗 기반 다채널 절대거리 측정

Abstract

정밀 기계 산업 및 반도체 제조에서 사용되는 초정밀 스테이지, 스마트 팩토리, 인공위성의 편대비행 등 물체의 위치 뿐만 아니라 지향 방향과 같은 다자유도 정보를 얻기 위해서 다축상의 절대거리를 동시에 측정 할 수 있는 측정기법이 필요하다. 비행시간법 기반 다중 대상 절대거리 측정 시스템은 두 펨토초 레이저 펄스 간 상호상관(Cross-Correlation) 기법을 이용하여 펄스의 왕복 비행시간을 측정하여 절대거리를 산출한다. 기존 방식의 경우 비선형 광결정을 이용해서 이차조화파를 생성하여 다중 대상의 절대거리 측정을 위한 상호상관을 수행한다. 그러나 비선형 광 결정에 의한 광 상호상관의 경우 변환 효율이 매우 낮아 다축상 측정을 위한 채널 확장에 어려움을 겪는다. 이를 극복하기 위해 반도체 광 증폭기를 이용한 상호상관을 수행하여 절대거리 측정을 수행하였으며, 절대거리의 측정 반복능 및 선형성 테스트를 수행하여 성능 검증을 하였다. 이를 이용하였을 경우 상호상관 신호를 생성할 때 낮은 광량 손실로 신호를 생성할 수 있어 광량의 제한을 극복하여 다자유도 측정을 위한 측정 채널 확장 및 이에 필요한 공학 분야와 과학 분야에 적용 할 수 있을 것으로 예상한다.