KR101541602B1 - Optical gap sensor apparatus and the gap sensing method thereof for measuring multi-degree of freedom measurements - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저간섭성 광원과 분산형 간섭계를 이용하여 여러 채널의 측정 신호를 하나의 검출장치에서 수신하여 동시에 신호 처리할 수 있도록 구성된 광학 갭 센서 장치 및 광학 갭 센서를 이용한 다축 측정 광학 갭 센싱 방법에 관한 것으로,
상기 갭 센서 장치는 다파장광원과, 분산형 간섭계 분광기와, 말단에 반사코팅층이 형성된 N개의 채널프로브 광섬유로 이루어지는 N채널프로브와, 2x1광커플러와, 1xN 광커플러를 포함하여, 상기 다파장광원에서 생성된 광원이 상기 2x1 광커플러와 상기 1xN 광커플러를 통해 상기 N채널프로브의 각각의 채널프로브 광섬유로 입사되고, 상기 각각의 채널프로브 광섬유의 말단 반사코팅층에서 반사된 기준광과 측정대상에서 반사된 측정광을 포함하는 갭측정광신호가 상기 Nx1 광커플러와 상기 2x1 광커플러를 통해 상기 분산형 간섭계 분광기로 입사되어 채널별 갭측정광신호의 간섭무늬로부터 갭을 연산하도록 구성되어,
하나의 분광기를 이용하여 다수 채널의 갭 측정신호를 연산처리할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an optical gap sensor device configured to receive measurement signals of a plurality of channels by a single detection device using a low coherent light source and a dispersion interferometer and to simultaneously process signals, and a multi-axis measurement optical gap sensing method using an optical gap sensor Lt; / RTI >
The gap sensor device includes an N-channel probe including a multi-wavelength light source, a dispersive interferometer spectroscope, and N channel probe optical fibers having a reflective coating layer formed on the end thereof, a 2x1 optical coupler, and a 1xN optical coupler, Channel optical fiber of the N-channel probe through the 2x1 optical coupler and the 1xN optical coupler, the reference light reflected from the end reflection coating layer of each channel probe optical fiber, and the reference light reflected by the measurement target A gap measuring optical signal including measurement light is incident on the dispersion interferometer spectroscope through the Nx1 optical coupler and the 2x1 optical coupler to calculate a gap from the interference fringes of the per-channel gap measurement optical signal,
And a gap measurement signal of a plurality of channels can be calculated by using one spectrometer.

Description

저간섭성 광원과 분산형 간섭계를 이용한 다축 측정 광학 갭 센서 장치 및 광학 갭 센서를 이용한 다축 측정 광학 갭 센싱 방법 {OPTICAL GAP SENSOR APPARATUS AND THE GAP SENSING METHOD THEREOF FOR MEASURING MULTI-DEGREE OF FREEDOM MEASUREMENTS}Technical Field [0001] The present invention relates to a multi-axis measurement optical gap sensor using a low-coherent light source and a dispersion interferometer, and a multi-axis measurement optical gap sensor using the optical gap sensor.

본 발명은 산업계의 정밀 가공기 및 정밀 측정기의 위치 결정 및 제어를 위한 광학 갭 센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 저간섭성 광원과 분산형 간섭계를 이용하여 여러 채널의 측정 신호를 하나의 검출장치에서 수신하여 동시에 신호 처리할 수 있도록 구성된 광학 갭 센서 장치 및 광학 갭 센서를 이용한 다축 측정 광학 갭 센싱 방법에 관한 것이다.
[0001] The present invention relates to an optical gap sensor for positioning and controlling precision measuring machines and precision measuring instruments in the industry, and more particularly, to an optical gap sensor for positioning and controlling measurement signals of various channels using a low coherent light source and a dispersion type interferometer, The present invention relates to an optical gap sensor and a multi-axis measurement optical gap sensing method using the optical gap sensor.

일반적으로 산업계에서 정밀 가공기 및 정밀 측정기의 위치 결정 및 제어를 수행하기 위해서 2차원 3차원 측정 도구로서 백색광(다파장광원, 저간섭성광원)을 이용한 광학 갭 센서가 사용된다.In general, optical gap sensors using white light (multi-wavelength light source, low interference light source) are used as a two-dimensional three-dimensional measurement tool in order to position and control precision processing machines and precision measuring instruments in the industry.

빠르게 성장하고 있는 광통신과 TFT-LCD 등의 디스플레이, 반도체 IC칩, 태양광 소자, LED 등의 반도체 산업 전반에 걸쳐 2차원 또는 3차원 측정 도구로서 널리 사용되고 있다. 특히, 디스플레이 장치의 경우에는 셀갭(cell gap)을 일정하게 유지시켜주는 컬럼스페이서(column spacer) 또는 포토스페이서(photo-spacer)의 삼차원 측정에 널리 이용되고 있다.Is widely used as a two-dimensional or three-dimensional measurement tool throughout the semiconductor industry such as optical communication, display such as TFT-LCD, semiconductor IC chip, photovoltaic device, and LED. Particularly, in the case of a display device, it is widely used for three-dimensional measurement of a column spacer or a photo-spacer which keeps a cell gap constant.

현재 산업계에서 널리 사용되는 갭 센서는 전기 용량을 측정하는 전기 용량 센서(electric capacitive sensor)이다. 상기 전기 용량 센서는 소형의 프로브와 여러 채널의 사용, 높은 분해능 등의 장점으로 초정밀 기계의 위치 제어에 매우 적합하다.A widely used gap sensor in the industry today is an electric capacitive sensor that measures capacitance. The capacitive sensor is very suitable for position control of ultra-precision machines because of advantages such as small probe, use of various channels, and high resolution.

그러나 이러한 전기 용량 센서는, 측정 대상물이 전도성을 가져야 하는 한계를 가지고 있기 때문에, 피 대상물이 부도체일 경우 측정이 어렵고 정확한 측정을 수행하지 못하는 문제점을 가진다.However, since such a capacitance sensor has a limitation that the measurement object must have conductivity, it is difficult to measure and the accurate measurement can not be performed when the object is non-conductive.

이러한 이유로 광학 센서는 피 대상물의 종류와 상관 없이 측정이 가능하다는 장점이 있어 많은 연구가 진행되고 있다. 대표적으로, 대한민국 특허출원 제10-1997-008150호, 대한민국 등록특허 10-1218077호 등에 개시된 바와 같이, 패브리 페롯 간섭계(Fabry-Perot interferometer)의 원리를 적용한 광섬유 센서의 경우, 측정 영역에서 높은 분해능을 보유하고 있다.For this reason, many researches have been made on the advantage that the optical sensor can be measured regardless of the type of the object. For example, as disclosed in Korean Patent Application No. 10-1997-008150 and Korean Patent No. 10-1218077, in the case of a fiber-optic sensor to which the principle of a Fabry-Perot interferometer is applied, a high resolution .

그러나 이러한 패브리 페롯 간섭계를 다축 측정에 응용하기 위해서는 각각의 채널에서 측정되는 간섭신호를 측정하기 위한 광검출기가 측정 채널의 수만큼 필요하며, 또한 각각의 신호를 처리하기 위한 여러 채널의 데이터 처리장치가 필요한 문제점을 가진다.However, in order to apply the Fabry-Perot interferometer to multiaxial measurement, a photodetector for measuring an interference signal measured in each channel is required as many as the number of measurement channels, and a plurality of data processing apparatuses for processing each signal I have a problem.

한편, Zygo, 사에서 개발한 헤테로다인 간섭계 원리의 다축 측정 광학 갭 센서의 경우, 긴 측정영역에서 높은 분해능을 가지는 장점은 있으나, 이 경우 역시 다축 측정에 필요한 헤테로다인 간섭 신호 처리를 수행하는 위상 측정기가 각 축마다 필요한 문제점을 가진다. 이로 인해 측정기의 가격 상승이 불가피해지는 문제점 또한 발생한다.On the other hand, in the case of the multi-axis measuring optical gap sensor of the heterodyne interferometer principle developed by Zygo, there is a merit of having a high resolution in a long measuring range, but in this case also, a phase measuring device for performing heterodyne interfering signal processing There is a problem in each axis. This causes a problem that the price of the measuring instrument becomes inevitable.

또한, 대한민국 특허출원 제10-1997-0048050호와 같이 광섬유 센서 중에 변위 측정을 위해 널리 사용되고 있는 브래그(Bragg) 반사 격자를 이용한 광섬유 센서는, 비교적 간단한 구조로 인해 산업계에 널리 사용되고 있으나, 반사되어 돌아오는 광의 선폭에 의해 측정 분해능이 결정되므로 높은 분해능을 기대할 수 없는 문제점을 가진다.In addition, as described in Korean Patent Application No. 10-1997-0048050, an optical fiber sensor using a Bragg reflective grating, which is widely used for displacement measurement in an optical fiber sensor, is widely used in industry due to its relatively simple structure, The measurement resolution is determined by the line width of the light that comes, so that high resolution can not be expected.

따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 저간섭성 광원과 분산형 간섭계를 적용하여 하나의 광검출기를 통해 다수의 채널에서 측정되는 광 신호를 동시에 신호처리할 수 있도록 하는 다축 측정 광학 갭 센서 장치 및 광학 갭 센서를 이용한 다축 측정 광학 갭 센싱 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a multi-channel optical interferometer that is capable of simultaneously processing optical signals measured in a plurality of channels through a single photodetector, A measurement optical gap sensor device, and a multi-axis measurement optical gap sensor using the optical gap sensor.

또한, 본 발명은 하나의 광검출기에서 다수의 채널에서 측정되는 광신호를 측정하여 신호처리를 수행하면서도, 높은 분해능을 가지는 다축 측정 광학 갭 센서 장치 및 광학 갭 센서를 이용한 다축 측정 광학 갭 센싱 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.The present invention also relates to a multi-axis measurement optical gap sensor device having a high resolution and a multi-axis measurement optical gap sensing method using an optical gap sensor, while performing signal processing by measuring an optical signal measured in a plurality of channels in a single photodetector Provide for other purposes.

또한, 본 발명은 프로브인 광섬유를 통한 광신호의 측정 시 발생하는 광섬유에 의한 외란이 간섭신호에서 제거되도록 하여, 높은 신호대 잡음비(SNR)를 가지는 다축 측정 광학 갭 센서 장치 및 광학 갭 센서를 이용한 다축 측정 광학 갭 센싱 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
In addition, the present invention provides a multi-axis measurement optical gap sensor device having a high signal-to-noise ratio (SNR) by removing disturbance caused by an optical fiber occurring in the measurement of an optical signal through an optical fiber as a probe from an interference signal, It is another object to provide a measurement optical gap sensing method.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 저간섭성 광원과 분산형 간섭계를 이용한 다축 측정 광학 갭 센서 장치는, 다파장광원과, 분산형 간섭계 분광기와, 말단에 반사코팅층이 형성된 N개의 채널프로브 광섬유로 이루어지는 N채널프로브와, 2x1광커플러와, 1xN 광커플러를 포함하여, 상기 다파장광원에서 생성된 광원이 상기 2x1 광커플러와 상기 1xN 광커플러를 통해 상기 N채널프로브의 각각의 채널프로브 광섬유로 입사되고, 상기 각각의 채널프로브 광섬유의 말단 반사코팅층에서 반사된 기준광과 측정대상에서 반사된 측정광을 포함하는 갭측정광신호가 상기 Nx1 광커플러와 상기 2x1 광커플러를 통해 상기 분산형 간섭계 분광기로 입사되어, 채널별 갭측정광신호의 간섭무늬로부터 갭을 연산하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a multi-axis optical gap sensor apparatus using a low-coherency light source and a dispersion-type interferometer, including a multi-wavelength light source, a dispersive interferometer spectroscope, A 2x1 optical coupler, and a 1xN optical coupler, wherein the light source generated by the multi-wavelength light source is coupled to the respective channel probe optical fibers of the N-channel probe through the 2x1 optical coupler and the 1xN optical coupler, And a gap measurement optical signal including a reference light reflected from a terminal reflection coating layer of each channel probe optical fiber and a measurement light reflected from a measurement object enters into the dispersion interferometer spectroscope through the Nx1 optical coupler and the 2x1 optical coupler, And is configured to calculate the gap from the interference pattern of the optical signal for measuring the gap of each channel.

상기 각각의 채널프로브 광섬유의 말단에는, 각각의 채널 식별을 위하여 서로 다른 두께를 가지는 분산판이 구성되는 것을 특징으로 한다.
And a dispersion plate having different thicknesses is formed at each end of each channel probe optical fiber for channel identification.

또한, 상기 각각의 채널프로브 광섬유의 말단은 측정 대상체의 표면과의 이격 거리가 서로 다른 간격을 가지도록 배열 구성되어, 서로 다른 채널프로브 광섬유의 갭측정광신호의 간섭 무늬에 의해 측정된 갭이 서로 동일하지 않게 되도록 하는 것을 특징으로 한다.
The ends of the channel probe optical fibers are arranged in such a manner that the spacing distance from the surface of the measurement object is different from each other, and the gaps measured by the interference fringes of the gap measurement optical signals of the different channel probe optical fibers are different from each other So that they are not the same.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 저간섭성 광원과 분산형 간섭계를 이용한 다축 측정 광학 갭 센싱 방법은, 다파장광원과, 분산형 간섭계 분광기와, 말단에 반사코팅층이 형성된 N개의 채널프로브 광섬유로 이루어지는 N채널프로브와, 2x1광커플러와, 1xN 광커플러를 포함하는 저간섭성 광원과 분산형 간섭계를 이용한 다축 측정 광학 갭 센싱 방법에 있어서, 상기 다파장광원에서 생성된 광원을 상기 2x1 광커플러와 상기 1xN 광커플러를 통해 상기 N채널프로브의 각각의 채널프로브 광섬유로 입사시키는 제 1 다파장광원 N채널 분할 과정;과, 상기 반사코팅층에서 반사된 기준광과 상기 측정대상에서 반사된 측정광을 포함하는 갭측정광신호를 상기 Nx1 광커플러와 상기 2x1 광커플러를 통해 상기 분산형 간섭계 분광기로 입사시키는 갭측정광신호 수신과정;과, 상기 분산형 간섭계 분광기에서 분산에 의해 간섭무늬를 형성하는 것에 의해 채널별 갭측정광신호에 대한 간섭 무늬를 형성하여 갭을 연산하는 제 1 채널별 갭 연산과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a multi-axis optical gap sensing method using a low-coherency light source and a dispersion-type interferometer, including a multi-wavelength light source, a dispersion interferometer spectroscope, A multi-axis measurement optical gap sensing method using an N-channel probe, a 2x1 optical coupler, a 1xN optical coupler, and a low coherence light source and a dispersion type interferometer, And a first multi-wavelength light source N channel splitting process for causing the first multi-wavelength light source N and the first multi-wavelength light source N to be incident on the respective channel probe optical fibers of the N-channel probe through the 1xN optical coupler, and measuring light reflected from the reflective coating layer, And a gap measurement optical signal number that makes the gap measurement optical signal enter the dispersion interferometer spectroscope through the Nx1 optical coupler and the 2x1 optical coupler And a first channel-by-channel gap calculation process of forming an interference fringe for a channel-by-channel gap measurement optical signal by forming an interference fringe by dispersion in the dispersion interferometer spectroscope to calculate a gap, .

상술한 저간섭성 광원과 분산형 간섭계를 이용한 다축 측정 광학 갭 센싱 방법은 또한, 상기 제 1 다파장광원 N채널 분할 과정의 수행 전에 상기 채널프로브 광섬유별 간섭무늬에 의해 검출된 갭이 동일한 값을 가지는 것을 방지하기 위하여, 상기 각각의 채널프로브 광섬유의 말단이 측정 대상면으로부터 서로 다른 거리를 가지도록 배열 배치되는 것에 의해 채널프로브별 측정영역이 분할되는 측정영역분할과정;을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
The multi-axis measurement optical gap sensing method using the low-coherency light source and the dispersion interferometer may further include the steps of: detecting a gap of the channel probe optical fiber by the interference fringe before performing the first multi- And a measurement region dividing step of dividing a measurement region of each channel probe by arranging the ends of the respective channel probe optical fibers so as to have different distances from the measurement target surface, .

상술한 저간섭성 광원과 분산형 간섭계를 이용한 다축 측정 광학 갭 센싱 방법은 또한, 상기 채널프로브 광섬유의 말단의 반사코팅층 다음의 위치에 분산판이 형성되어, 상기 제 1 다파장광원 N채널 분할 과정 이후, 상기 반사코팅층을 투과한 광원이 상기 분산판을 경유하면서 채널프로브 광섬유 식별을 위해 위상이 변화되는 채널프로브별 위상변화과정;을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
The multi-axial measurement optical gap sensing method using the low-coherency light source and the dispersion interferometer may further include a dispersion plate formed at a position subsequent to the reflective coating layer at the end of the channel probe optical fiber, and after the first multi- And a phase change process for each channel probe in which the phase of the light transmitted through the reflective coating layer changes in order to identify the channel probe optical fiber while passing through the dispersion plate.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 구성의 저간섭성 광원과 분산형 간섭계를 이용한 다축 측정 광학 갭 센서 장치는, 다파장광원과, 분산형 간섭계 분광기와, 말단에 반사코팅층이 형성된 N개의 채널프로브 광섬유와, 1xN 광커플러와, 2x1 광커플러를 포함하여, 상기 다파장광원에서 생성된 광원이 상기 1xN 광커플러에 의해 상기 각각의 채널프로브 광섬유로 입사되고, 상기 각각의 채널프로브 광섬유의 말단 반사코팅층에서 반사된 기준광과 측정대상에서 반사된 측정광을 포함하는 갭측정광신호들이 상기 각각의 채널프로브 광섬유의 2x1 광커플러에 접속된 다수의 분광기광섬유들에 의해 서로 독립적으로 상기 분산형 간섭계 분광기로 입사되며, 상기 분산형 간섭계 분광기에는 상기 채널프로브 광섬유별 갭측정광신호의 간섭무늬가 분리되어 형성되어 채널별 갭을 연산하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
According to still another aspect of the present invention, there is provided a multi-axial optical gap sensor apparatus using a low-coherency light source and a dispersion interferometer, including a multi-wavelength light source, a dispersive interferometer spectroscope, Wherein the light source generated by the multi-wavelength light source is incident on the channel probe optical fiber by the 1xN optical coupler, the channel probe optical fiber, the 1xN optical coupler, and the 2x1 optical coupler, The gap measuring optical signals including the reference light reflected from the terminal reflection coating layer and the measurement light reflected from the object to be measured are transmitted to the dispersion interferometer by the plurality of spectroscopic optical fibers connected to the 2x1 optical coupler of the respective channel probe optical fibers, And the interference pattern of the gap measuring optical signal for each channel probe optical fiber is separated Air is formed and being configured to calculate a channel gap.

상기 분광기광섬유들은 각각의 채널별 갭측정광신호의 전체 간섭무늬가 상기 분산형 간섭계 분광기에 구비되는 광영상장치에서 일정 간격을 가지고 순차적으로 형성되도록 배열되는 것을 특징으로 한다.
The spectroscopic optical fibers are arranged such that the total interference fringes of the gap measurement optical signals for respective channels are sequentially formed at regular intervals in the optical imaging apparatus provided in the dispersion interferometer spectroscope.

상기 채널별 간섭무늬는 상기 광영상장치의 픽셀 라인에 대응하도록 분할 형성되는 것을 특징으로 한다.And the channel-specific interference fringes are divided and formed so as to correspond to pixel lines of the optical imaging device.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 구성의 저간섭성 광원과 분산형 간섭계를 이용한 다축 측정 광학 갭 센싱 방법은, 다파장광원과, 분산형 간섭계 분광기와, 말단에 반사코팅층이 형성된 N개의 채널프로브 광섬유와, 1xN 광커플러와, 2x1 광커플러를 포함하는 저간섭성 광원과 분산형 간섭계를 이용한 다축 측정 광학 갭 센싱 방법에 있어서, 상기 다파장광원에서 생성된 광원을 상기 1xN 광커플러를 통해 상기 N채널프로브의 각각의 채널프로브 광섬유로 입사시키는 제 2 다파장광원 N채널 분할 과정;과, 상기 반사코팅층에서 반사된 기준광과 상기 측정대상에서 반사된 측정광을 포함하는 갭측정광신호를 상기 채널프로브 광섬유 각각의 2x1 광커플러에 접속된 각각의 분광기광섬유들을 통해 각각 독립적으로 상기 분산형 간섭계 분광기로 입사시키는 개별 갭측정광신호 독립 수신과정;과, 상기 분산형 간섭계 분광기에서 분산에 의해 간섭무늬를 형성하는 것에 의해 서로 위치 구별되는 채널별 갭측정광신호에 대한 간섭 무늬를 형성하여 채널별 갭을 연산하는 제 2 채널별 갭 연산과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a multi-axial optical gap sensing method using a low-coherency light source and a dispersion-type interferometer, including a multi-wavelength light source, a dispersive interferometer spectroscope, A multi-axis measurement optical gap sensing method using a low coherence light source and a dispersion type interferometer including a plurality of channel probe optical fibers, a 1xN optical coupler, and a 2x1 optical coupler, the method comprising: A second multi-wavelength light source N-channel splitting process for causing the first multi-wavelength light source N to be incident on each channel probe optical fiber of the N-channel probe through the second multi-wavelength light source N-channel probe optical fiber, and a gap measurement optical signal including the reference light reflected from the reflection coating layer, Each of which is connected to the 2x1 optocoupler of each of the channel probe optical fibers through respective spectroscopic optical fibers, And an interference fringe is formed on the gap measurement optical signal for each channel which is located at a position separated from each other by forming an interference fringe by dispersion in the dispersion interferometer spectroscope, And a second channel-specific gap calculation process.

상기 제 2 채널별 갭 연산 과정의 상기 채널별 간섭무늬는, 상기 분산형 간섭계 분광기에 구비되는 광영상장치에서 일정 간격을 가지고 순차적으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
And the channel-specific interference fringes of the second channel-specific gap calculation process are sequentially formed at predetermined intervals in an optical imaging device provided in the dispersion interferometer spectroscope.

상기 각각의 채널별 간섭무늬는 상기 광영상장치의 픽셀 라인에 대응하는 간격을 가지고 순차적으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
And each of the interference fringes for each channel is sequentially formed with a gap corresponding to a pixel line of the optical imaging device.

상술한 구성을 가지는 본 발명은, 저간섭성 광원과, 분산형 간섭계 분광기를 적용하는 것에 의해, 반사형 파장 검출용 FBG 등에 비해 분해능이 현저히 향상되어, 갭 측정 값의 정밀도를 현저히 향상시키는 효과를 제공한다.By applying the low coherence light source and the dispersion type interferometer spectroscope, the present invention having the above-described configuration remarkably improves the resolution and significantly improves the accuracy of the gap measurement value compared to the FBG for reflection type wavelength detection to provide.

또한, 종래기술의 페브리 페롯 간섭계를 적용하여 여러 개의 측정 채널로 확장하는 경우, 측정 채널별로 분광기를 필요로 하는 것과는 달리, 본 발명은 하나의 분광기에서 다수의 채널의 갭 측정 신호를 측정 분석할 수 있도록 함으로써, 갭 센서 장치의 제작을 용이하게 하고, 제작비용을 현저히 절감시킬 수 있도록 하는 효과를 제공한다.In addition, in the case where the conventional Fabry-Perot interferometer is applied to a plurality of measurement channels, unlike the case where a spectrometer is required for each measurement channel, the present invention can measure and analyze gap measurement signals of a plurality of channels in one spectrometer Thereby making it possible to easily manufacture the gap sensor device and to remarkably reduce the manufacturing cost.

또한, 본 발명은 분산판 또는 채널별 측정영역분할에 의해 채널을 식별하거나, 채널 별로 측정된 갭측정광신호를 서로 분할된 광섬유를 통해 서로 분리하여 분산형 간섭계 분광기로 입사시키는 것에 의해, 채널별 간섭무늬의 식별을 용이하게 함으로써, 갭 측정의 용이성을 향상시킴은 물론, 갭 측정의 정확성을 현저히 향상시키는 효과를 제공한다. Also, according to the present invention, a channel is identified by dividing a measurement region by a dispersive plate or a channel, or a gap measurement optical signal measured for each channel is separated from each other through a divided optical fiber and input to a dispersive interferometer spectroscope, By facilitating the identification of the interference fringes, it is possible to improve the ease of gap measurement as well as to significantly improve the accuracy of the gap measurement.

또한, 본 발명은 채널프로브 광섬유의 끝단에서 반사하는 기준광과 측정 대상물에서 반사하는 측정광의 스페트럼 간섭 신호를 획득하고, 이를 분석하여 채널프로브에서 측정대상물 간의 거리를 측정하기 때문에 광섬유에 의한 외란은 간섭 신호에서 원천적으로 제거되어 높은 신호대잡음비(SNR)를 가지는 효과를 제공한다.
In addition, the present invention obtains the spectrum interference signal of the reference light reflected from the end of the channel probe optical fiber and the measurement light reflected from the measurement object, and measures the distance between the measurement objects in the channel probe by analyzing the spectrum interference signal. Lt; RTI ID = 0.0 > SNR < / RTI >

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 저간섭성 광원과 분산형 간섭계 분광기를 이용한 다축 측정 광 갭 센서 장치(100)의 개략적인 구성도,
도 2는 도 1의 분산형 간섭계 분광기(20)에서 측정된 주파수 도메인의 간섭무늬 검출 신호와 이를 FFT 변환한 파장 도메인 간섭무늬 검출 신호의 스펙트럼을 나타내는 도면,
도 3은 분산판(15)에 의한 다파장광원의 채널별 비선형적 위상 변화를 나타내는 그래프,
도 4는 채널별 식별을 위한 채널프로브 광섬유의 측정 대상면으로부터의 서로 다른 이격 거리 배치를 나타내는 측정영역분할의 개념도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따르는 저간섭성 광원과 분산형 간섭계 분광기를 이용한 다축 측정 갭 센싱 방법의 처리과정을 나타내는 순서도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따르는 저간섭성 광원과 분산형 간섭계 분광기를 이용한 다축 측정 갭 센서 장치의 개략적인 구성도,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따르는 저간섭성 광원과 분산형 간섭계 분광기를 이용한 다축 측정 갭 센싱 방법의 처리과정을 나타내는 순서도이다.1 is a schematic configuration diagram of a multi-axis measurement light gap sensor device 100 using a low-coherency light source and a scattering interferometer spectroscope according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a diagram showing a spectrum of a frequency domain interference fringe detection signal measured by the scattering interferometer spectroscope 20 of FIG. 1 and a spectrum of a wavelength domain interference fringing detection signal FFT-transformed therefrom,
3 is a graph showing a nonlinear phase change of the multi-wavelength light source by the dispersion plate 15 for each channel,
FIG. 4 is a conceptual diagram of a measurement area division showing different placement distances from a measurement target surface of a channel probe optical fiber for channel-by-channel identification;
FIG. 5 is a flowchart showing a process of a multi-axis measurement gap sensing method using a low-coherency light source and a dispersive interferometer spectroscope according to an embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a multi-axis measurement gap sensor device using a low-coherency light source and a dispersive interferometer spectroscope according to another embodiment of the present invention;
FIG. 7 is a flowchart showing a process of a multi-axis measurement gap sensing method using a low-coherency light source and a dispersive interferometer spectroscope according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings showing embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 저간섭성 광원과 분산형 간섭계 분광기를 이용한 다축 측정 광 갭 센서 장치(이하, 광 갭 센서 장치(100)라 함)의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a multi-axis measurement light gap sensor device (hereinafter referred to as a light gap sensor device 100) using a low coherent light source and a dispersive interferometer spectroscope according to an embodiment of the present invention.

도 1과 같이, 상기 광 갭 센서 장치(100)는 다파장광원(1)과 2x1광커플러(5)와 1xN 광커플러(7)와 다수의 채널프로브 광섬유(11)로 이루어지는 N채널프로브(9)와 분산형 간섭계 분광기(20)로 구성된다.1, the optical gap sensor device 100 includes an N-channel probe 9 including a multi-wavelength light source 1, a 2x1 optical coupler 5, a 1xN optical coupler 7, and a plurality of channel probe optical fibers 11 And a dispersive interferometer spectroscope 20.

상기 구성에서 상기 다파장광원(1)은 입력광섬유(3)에 의해 2x1광커플러(5)에 접속되고, 분산형 간섭계 분광기(20)는 분광기 광섬유(19)에 의해 2x1광커플러(5)에 접속된다. 그리고 상기 2x1 광커플러(5)와 1xN 광커플러(7)는 하나의 결합광섬유(6)에 의해 서로 접속된다.The multi-wavelength light source 1 is connected to the 2x1 optical coupler 5 by the input optical fiber 3 and the dispersive interferometer spectroscope 20 is connected to the 2x1 optical coupler 5 by the spectroscope optical fiber 19 Respectively. The 2x1 optical coupler 5 and the 1xN optical coupler 7 are connected to each other by one coupling optical fiber 6.

상기 구성에서 상기 채널프로브 광섬유(11) 각각은 확대도에 도시된 바와 같이, 말단에 반사코팅층(13)이 형성되어, 다파장광의 일부는 기준광으로 반사키고, 일부는 측정광으로 투과시키도록 구성된다. 또한, 상기 채널프로브 광섬유(11) 각각의 말단 반사코팅층(13)의 다음에는 측정광이 경유하면서 비선형적으로 위상이 변화되도록 하는 분산판(15)이 구비된다.As shown in the enlarged view, each of the channel probe optical fibers 11 in the above-described configuration is formed such that a reflective coating layer 13 is formed at the end thereof, a part of the multi-wavelength light is reflected as a reference light, do. A dispersion plate 15 is provided next to the end reflection coating layer 13 of each of the channel probe optical fibers 11 to change the phase nonlinearly through the measurement light.

상기 분산형 간섭계 분광기(20)는 분광기광섬유(19)를 통해 합성되어 입사되는 갭측정광신호를 분산시키는 분산소자로서의 회절격자(21)와 회절격자(21)에서 분산된 회절광을 간섭무늬 형성을 위해 집광하는 집광렌즈(23)와 집광렌즈(23)에 의해 집광되어 형성된 간섭무늬를 촬영하는 광영상장치(25)로 구성된다. 여기서 상기 회절격자(21)는 프리즘 등으로 다양하게 변형 실시될 수 있다. 또한, 상기 광영상장치(25)는 1D 촬영장치(라인 촬영 장치) 또는 2D 촬영장치 등으로 구성될 수 있다.
The dispersion interferometer 20 includes a diffraction grating 21 as a dispersion element for dispersing an incident gap measuring optical signal synthesized through the spectroscopic optical fiber 19 and diffraction grating 21 dispersed in the diffraction grating 21 to form an interference fringe And an optical imaging device 25 for photographing an interference fringe formed by the condensing lens 23 and the condensing lens 23. Here, the diffraction grating 21 may be variously modified by a prism or the like. Further, the optical imaging device 25 may be configured as a 1D photographing device (line photographing device), a 2D photographing device, or the like.

상술한 구성을 가지는 갭 센서 장치(100)는, 도 1과 같이, 넓은 스펙트럼 분포를 가지는 다파장광을 적용하여 측정대상물을 조사한다. 다파장광원으로는 램프, LED, 펨토초레이저 등이 사용될 수 있으며, 광원 종류는 사용하는 광 스펙트럼 영역에 따라 선택된다.As shown in Fig. 1, the gap sensor device 100 having the above-described configuration applies multi-wavelength light having a broad spectrum distribution to irradiate an object to be measured. As a multi-wavelength light source, a lamp, an LED, a femtosecond laser, or the like can be used, and the light source type is selected according to the optical spectrum area to be used.

상술한 다파장 광원으로부터 방출된 다파장광은 입력광섬유(3)를 통해 2x1 광커플러(5)와 결합광섬유(6)에 의해 1xN 광커플러(7)로 입사된다. 1xN 광커플러(7)로 입사된 다파장광은 1xN 광커플러(7)에 의해 분할되어 N 개의 채널프로브 광섬유(11)로 전달된다. 채널프로브 광섬유(11)는 측정 또는 제어를 위한 정밀 기계의 측정 위치에 놓이게 되고, 이를 통해 얻은 간섭 신호들은 다시 1xN 광커플러(7)와 2x1 광커플르(5)를 경유하여 분산형 간섭계 분광기(20)로 입사된다. 분산형 간섭계 분광기(20)로 입사된 갭측정광신호는 각각의 채널프로브 광섬유(11)들의 개별적인 갭측정광신호들이 서로 겹쳐져, 광영상장치(25)에는 N채널 간섭무늬가 중첩된 매우 복잡한 간섭무늬 신호로 검출된다. 이 후, 광영상장치(25)에서 측정된 복잡한 간섭무늬 신호들을 동기샘플링방법 또는 FFT(fast fourier transform) 등의 퓨리에변환을 적용하여 파장 도메인 간섭무늬 신호로 변환한 후, 각각의 채널별 간섭무늬 신호의 스펙트럼 피크들을 이용하여 각각의 채널프로브 광섬유(11) 말단에서 측정 대상물의 표면까지의 거리를 갭으로 검출한다.The multi-wavelength light emitted from the above-described multi-wavelength light source is incident on the 1xN optical coupler 7 by the 2x1 optical coupler 5 and the coupling optical fiber 6 through the input optical fiber 3. The multi-wavelength light incident on the 1xN optical coupler 7 is divided by the 1xN optical coupler 7 and transmitted to the N channel probe optical fibers 11. [ The channel probe optical fiber 11 is placed at the measurement position of the precision machine for measurement or control and the interference signals obtained therefrom are again transmitted through the 1xN optical coupler 7 and the 2x1 optical coupler 5 to the dispersive interferometer spectrometer 20). The gap measurement optical signal incident on the dispersion interferometer spectroscope 20 is obtained by superimposing the individual gap measurement optical signals of the respective channel probe optical fibers 11 on each other so that the optical imaging device 25 is provided with a very complicated interference Pattern signal. Thereafter, the complex interference fringe signals measured by the optical imaging device 25 are converted into wavelength domain interference fringe signals by applying a synchronous sampling method or a Fourier transform such as an FFT (fast fourier transform) The distance from the end of each channel probe optical fiber 11 to the surface of the measurement object is detected as a gap by using spectral peaks of the signal.

도 2는, 도 1의 분산형 간섭계 분광기에서 측정된 주파수 도메인의 간섭무늬 검출 신호와 이를 FFT 변환한 파장 도멘인에서의 간섭무늬 검출 신호의 스펙트럼을 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a diagram showing a spectrum of an interference fringe detection signal in the frequency domain measured by the scattering interferometer spectrometer of FIG. 1 and a spectrum of the interference fringe detection signal in a wavelength domain obtained by FFT-transforming the signal.

즉, 도 2와 같이, 광영상장치(25)에서 획득한 분할된 각각의 개별 채널의 간섭신호는 각 주기에 따라 서로 다른 첨두(peak)를 나타낸다. 따라서 각각의 주기를 가지는 간섭무늬를 동기샘플리방법 또는 FFT 등을 적용하여 분할하면 각각의 간섭무늬로부터 해당 채널의 채널프로브 광섬유(11)의 말단으로부터 측정대상물까지의 거리인 갭을 연산하여 얻을 수 있다.That is, as shown in FIG. 2, the interference signals of the divided individual channels obtained in the optical imaging device 25 exhibit different peaks according to the respective periods. Therefore, if the interference fringes having the respective periods are divided by applying the synchronous sampling method or the FFT or the like, a gap, which is the distance from the end of the channel probe optical fiber 11 of the corresponding channel to the measurement object, have.

이때 적용되는 분산형 간섭계의 측정원리는 다음과 같다.The principle of measurement of the applied dispersion interferometer is as follows.

반사코팅층(광분할기)(13)에서 측정대상물의 표면까지의 거리를 L1, 측정 거울까지의 거리를 L2라고 하면, 분광기에서 측정되는 거리 차이 L(=L2-L1)에 의한 간섭 신호는 [수학식 1]로 표현된다.
Assuming that the distance from the reflective coating layer (light splitter) 13 to the surface of the measurement object is L1 and the distance to the measurement mirror is L2, the interference signal due to the distance difference L (= L2-L1) (1).

Figure 112013095954347-pat00001
Figure 112013095954347-pat00001

여기서, k는 파수(wave number), c0는 진공 중의 광속, n은 매질의 위상굴절율(phase refractive index), 는 광주파수(optical frequency), a(υ)는 광주파수 영역에서 측정된 신호의 평균 광강도(mean intensity), b(υ)는 간섭 신호의 변조 크기(modulation amplitude)를 나타내며, 이들은 광원의 주파수 분포 s(υ)와 [수학식 2]의 관계를 갖는다.
Where k is the wave number, c 0 is the speed of light in vacuum, n is the phase refractive index of the medium, is the optical frequency, and a (υ) The mean intensity, b (v), represents the modulation amplitude of the interference signal, which has a relationship between the frequency distribution s (v) of the light source and (2).

Figure 112013095954347-pat00002
Figure 112013095954347-pat00002

여기서, rr(υ)과 rm(υ)은 측정면의 주파수에 따른 반사계수로서, 느리게 변화하는 특성으로, 1로 가정할 수 있다. 이에 따라 측정광과 측정광에 의해 생성되는 간섭신호는 [수학식 3]으로 정리된다.
Here, r r (υ) and r m (υ) are reflection coefficients that depend on the frequency of the measurement plane, and are slowly changing characteristics. Thus, the interference signal generated by the measurement light and the measurement light is summarized by equation (3).

Figure 112013095954347-pat00003
Figure 112013095954347-pat00003

채널별 간섭 신호는 [수학식 3]에서와 같이, 광원의 주파수 특성을 보이는 광강도 분포를 보이는 동시에, 간섭 신호의 위상 φ(υ)에 의해 변화된 신호를 나타낸다. 따라서 측정하기 위한 거리 L은 간섭 신호의 위상 φ(υ)에 포함되어 있으며, 주파수에 따른 φ(υ)는 [수학식 4]로 표시된다.
The interference signal for each channel shows a light intensity distribution showing the frequency characteristic of the light source and a signal changed by the phase? (V) of the interference signal as in Equation (3). Therefore, the distance L for measurement is included in the phase? (?) Of the interference signal, and? (?) According to the frequency is expressed by Equation (4).

Figure 112013095954347-pat00004
Figure 112013095954347-pat00004

여기서, φ(υ)를 추출하는 방법들로는 동기 샘플링(synchronous sampling)을 이용하는 방법, 퓨리에변환(Fourier transform)을 수행하여 첨두를 검출하는 방법 등이 있으며, 본 발명의 실시예의 설명에서는 퓨리에변환을 적용하여 설명한다.Here, methods for extracting? (?) Include a method using synchronous sampling, a method of detecting a peak by performing a Fourier transform, etc. In the description of embodiments of the present invention, Fourier transform is applied .

퓨리에변환을 적용하기 위하여 [수학식 3]을 복소수 형태로 표현하면, [수학식 5]와 같이 된다.
To apply the Fourier transform, Expression (3) is expressed as a complex number, and is expressed by Expression (5).

Figure 112013095954347-pat00005
Figure 112013095954347-pat00005

다음으로 [수학식 5]를 퓨리에변환하면 [수학식 6]과 같이 된다.
Next, the Fourier transform of [Equation 5] yields Equation 6.

Figure 112013095954347-pat00006
Figure 112013095954347-pat00006

여기서, S(τ)는 s(υ)의 퓨리에변환 함수,δ(τ)는 디락-델타 함수(Dirac-delta function), α는 [수학식 4]와 같이 2nL/c0의 치환 변수를 나타낸다. 이 첨두(피크)들의 위치로부터 α를 바로 측정할 수 있어, [수학식 4]를 이용하여 거리 L을 측정할 수 있다.
Here, S (τ) is a Fourier transform function of s (υ), δ (τ) is a Dirac-delta function, and α is a substitution variable of 2nL / c 0 . From the position of the peaks, a can be measured immediately, and the distance L can be measured using the following equation (4).

이 과정에서 채널프로브 광섬유(11) 각각에 의해 입사된 갭측정광에 의해 생성된 간섭무늬들의 식별은 도 1의 확대도와 같이, 채널프로브 광섬유(11)의 말단에 채널별로 각각 서로 다른 두께의 분산판(15)을 삽입하여, 측정광에 위상 변화를 주는 것에 의해 달성된다.The identification of the interference fringes generated by the gap measurement light incident on each of the channel probe optical fibers 11 in this process is carried out in such a manner that dispersion And inserting the plate 15 to give a phase change to the measuring light.

도 3은 채널별 측정광이 분산판(15)에 의한 비선형적 위상 변화를 나타내는 그래프이다.3 is a graph showing the nonlinear phase change by the dispersion plate 15 of the measurement light for each channel.

도 1의 확대도와 같이, 채널프로브 광섬유(11)의 말단에 분산판(15)을 삽입하면, 측정되는 간섭신호에 이러한 분산이 포함되어 광주파수와 위상 간의 관계가 비 선형성을 가지게 된다. 따라서 채널 별로 삽입되는 분산판(15)의 두께가 달라지면, 채널별로 획득된 갭측정광신호에 의한 간섭신호에서 획득되는 위상의 비선형성이 변화기 때문에 이러한 비선형성의 변화에 의해 각각의 채널별 간섭신호를 식별할 수 있다.
When the dispersion plate 15 is inserted into the end of the channel probe optical fiber 11 as shown in the enlarged view of FIG. 1, this dispersion is included in the measured interference signal, so that the relationship between the optical frequency and the phase becomes non-linear. Therefore, when the thickness of the dispersion plate 15 inserted for each channel is changed, the nonlinearity of the phase obtained in the interference signal due to the gap measurement optical signal acquired for each channel changes. Therefore, Can be identified.

도 4는, 채널별 식별을 위한 채널프로브 광섬유의 측정대상면으로부터의 서로 다른 이격거리 배치를 나타내는 측정영역분할의 개념도이다.Fig. 4 is a conceptual diagram of a measurement region segmentation showing different placement distances from a measurement target surface of a channel probe optical fiber for channel-specific identification. Fig.

각 채널프로브 광섬유(11) 별로 서로 다른 두께의 분산판(15)을 적용하여 간섭신호의 위상에 비선형성의 변화가 발생한 경우에도, 각 채널별로 형성된 간섭무늬에 의해 검출된 채널프로브 광섬유(11) 말단과 측정대상물 사이의 거리가 같게 되는 경우에는 채널이 식별되지 않게 된다. 이 경우에는, 도 4와 같이, 채널프로브 광섬유(11)들의 말단과 측정대상면과의 거리(갭)의 각 채널에서의 측정 범위를 도 4의 측정영역분할된 거리의 차이를 가지도록 배치한다. 이에 따라, 간섭무늬가 측정영역분할 사각형의 각 분할된 가로 길이에 대응하는 이격거리에 의해 분리 형성된다. 상기 이격 거리는 서로 다른 채널에서 측정된 갭의 크기가 서로 겹치지 않도록 하기 위하여, 기준 값을 중심으로 한 개의 채널의 갭 측정 범위 이상의 값을 가지도록 설정된다. 이에 의해, 서로 다른 채널에서 측정된 갭의 크기가 같아지는 것이 방지된다.
Even when a dispersion plate 15 having a different thickness is applied to each channel probe optical fiber 11 to change the nonlinearity of the phase of the interference signal, the end of the channel probe optical fiber 11 detected by the interference fringes formed for each channel And the distance between the measurement object and the measurement object becomes equal, the channel is not identified. In this case, as shown in Fig. 4, the measurement range in each channel of the distance (gap) between the end of the channel probe optical fibers 11 and the measurement target surface is arranged so as to have a difference in the measurement region divided distance in Fig. 4 . Thus, the interference fringes are separately formed by the separation distance corresponding to each divided width of the measurement region dividing rectangle. The spacing distance is set to have a value equal to or greater than a gap measurement range of one channel centered on a reference value so that gaps measured in different channels do not overlap with each other. This prevents the gaps measured in the different channels from becoming equal in size.

도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따르는 저간섭성 광원과 분산형 간섭계 분광기를 이용한 다축 측정 갭 센싱 방법(이하, 갭 센싱 방법이라 함)의 처리과정을 나타내는 순서도로서, 이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 도 5의 다축 측정 갭 센싱 방법의 처리과정을 설명한다.5 is a flowchart showing a process of a multi-axis measurement gap sensing method (hereinafter referred to as a gap sensing method) using a low-coherency light source and a dispersive interferometer spectroscope according to an embodiment of the present invention. The processing procedure of the multiaxis measurement gap sensing method of FIG. 5 will be described with reference to FIG.

도 5와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르는 다파장광원과, 분산형 간섭계 분광기와, 말단에 반사코팅층과 서로 다른 두께의 분산판이 형성된 N개의 채널프로브 광섬유로 이루어지는 N채널프로브와, 2x1광커플러와, 1xN 광커플러를 포함하는 도 1 내지 도 4의 구성을 가지는 갭 센서 장치(100)를 이용한 다축 측정 갭 센싱 방법은, 5, an N-channel probe including an N-channel probe optical fiber having a multi-wavelength light source, a dispersive interferometer spectroscope, a reflective coating layer and a dispersion plate having different thicknesses formed at an end thereof, The multi-axis measurement gap sensing method using the gap sensor device 100 having the configuration of Figs. 1 to 4 including the coupler and the 1xN optical coupler,

측정영역분할과정(S10), 제 1 다파장광원 N채널분할과정(S20), 채널프로브별(채널 별) 위상변화과정(S30), 갭측정광신호 수신과정(S40), 제 1 채널별 갭 연산과정(S50)을 포함하여 이루어진다.The first multi-wavelength light source N channel segmentation process S20, the channel probe phase change process S30, the gap measurement optical signal reception process S40, the first channel-specific gap S30, And a calculation process (S50).

도 1 내지 도 4의 설명에서와 같이, 다축 측정 갭 센싱 처리과정을 수행하기 위해 먼저, 서로 다른 채널에서 검출된 갭의 거리가 동일한 경우, 각각의 채널을 식별하기 위하여 일정하게 배열되는 채널프로브 광섬유(11)의 말단에서 측정대상물까지의 이격 거리를 도 4의 측정영역분할 도면과 같이, 분할된 영역의 길이에 따른 균등한 길이 차이를 가지도록 채널프로브 광섬유(11)들을 배치하는 측정영역분할과정(S10)을 수행한다. 이때, 상기 분할되는 측정영역의 크기는 각각의 채널프로브 광섬유(11)에서 형성된 간섭무늬에서 검출되는 최대 이격 거리(단일 채널의 측정 갭 범위: 예, 200 등) 이상의 값을 가지는 것에 의해 간섭무늬에 의해 검출된 갭이 채널프로브 광섬유(11)별로 겹치는 것을 방지한다. 이러한 측정영역분할과정(S10)은 상술한 바와 같이, 다수의 채널프로브 광섬유(11)에서 검출된 간섭무늬에 의한 갭의 거리가 동일한 경우에만 선택적으로 수행되는 과정이다.As shown in FIGS. 1 to 4, in order to perform the multiaxis measurement gap sensing process, first, when the distances of the gaps detected in different channels are the same, a channel probe optical fiber A measurement region dividing step of arranging the channel probe optical fibers 11 so as to have an equal length difference according to the length of the divided regions, (S10). At this time, the size of the divided measurement area has a value equal to or larger than a maximum separation distance (a measurement gap range of a single channel: 200, for example) detected in an interference fringe formed in each channel probe optical fiber 11, Thereby preventing the gaps detected by the channel probe optical fibers 11 from overlapping each other. As described above, the measurement region dividing process S10 is selectively performed only when the distances of the gaps due to the interference fringes detected by the plurality of channel probe optical fibers 11 are the same.

상기 측정영역분할과정(S10)이 불필요한 경우 또는 필요에 의해 수행된 후에는, 도 1의 다파장광원(1)에서 생성된 광원을 상기 2x1 광커플러(5)와 상기 1xN 광커플러(7)를 통해 상기 N채널프로브(9)의 각각의 채널프로브 광섬유(11)로 입사시키는 제 1 다파장광원 N채널분할과정(S20)이 수행된다.When the measurement region dividing step S10 is unnecessary or is performed if necessary, the light source generated in the multi-wavelength light source 1 of FIG. 1 is connected to the 2x1 optical coupler 5 and the 1xN optical coupler 7 The first multi-wavelength light source N-channel splitting process (S20) is performed in which the light is incident on each channel probe optical fiber 11 of the N-channel probe 9 through the first multi-

제 1 다파장광원 N채널분할과정(S20)에 의해 N 채널 각각의 채널프로브 광섬유(11)에 입사된 광원은, 각각의 채널프로브 광섬유(11)의 말단의 반사코팅층에서 기준광으로서 일부 반사되고, 나머지는 반사코팅층(13) 및 분산판(15)을 투과하여 측정대상면에서 반사되어 다시 각각의 채널프로브 광섬유(11) 내부로 측정광으로 입사된다. 이때, 측정광이 분산판을 경유하며 분산판(15)의 두께에 따라 위상이 비선형적으로 변화되어 위상 변화를 통해 간섭무늬에 대응하는 채널프로브 광섬유(11)를 식별할 수 있도록 하는 채널프로브별 위상변화과정(S30)이 수행된다.The light source that is incident on each channel probe optical fiber 11 of each of the N channels by the first multi-wavelength light source N channel splitting process is partially reflected as reference light in the reflection coating layer at the end of each channel probe optical fiber 11, The remainder passes through the reflection coating layer 13 and the dispersion plate 15, is reflected by the measurement target surface, and then enters into each channel probe optical fiber 11 as measurement light. At this time, the measurement light passes through the dispersion plate and the phase changes nonlinearly according to the thickness of the dispersion plate 15, so that the channel probe optical fiber 11 corresponding to the interference fringe can be identified through the phase change The phase change process S30 is performed.

채널프로브별 위상변화과정(S30) 이 후, 각각의 채널프로브 광섬유(11) 내부의 기준광과 측정광은 상기 Nx1 광커플러(7)에 의해 혼합된 후 상기 2x1 광커플러(5)에 의해 상기 분산형 간섭계 분광기(20)로 입사되는 갭측정광신호 수신과정(S40)이 수행된다.After the phase change process (S30) for each channel probe, the reference light and the measurement light inside each channel probe optical fiber 11 are mixed by the Nx1 optical coupler 7, and then the 2x1 optical coupler 5 mixes the dispersion A gap measurement optical signal reception process S40 is performed to enter the interferometer spectroscope 20.

상기 갭측정광신호 수신과정(S40)을 통해 혼합되어 분광기로 입사된 갭측정광 신호들은 분광기 내의 분산형 간섭계에 의해 간섭무늬를 형성하며 광영상장치(25)에 의해 검출된다. 검출된 N채널의 갭측정광신호들이 혼합된 광주파수 영역의 간섭무늬 신호는 동기샘플링 또는 FFT 등의 퓨리에변환에 의해 시간 또는 파장(거리) 영역으로 변환된 후 각각의 채널별 갭측정광 신호에 대한 간섭무늬 신호로 분리된다. 이때, 각각의 채널별 간섭무늬는 분산판(15)에 의한 측정광의 서로 다른 비선형적 위상 변화에 의해 구별된다. 그리고 측정광의 위상 변화를 반영하여 각각의 채널별 간섭무늬로부터 각 채널프로브 광섬유(11) 말단과 측정대상면 사이의 거리 인 갭을 검출하는 연산을 수행하며, 이상의 처리과정이 도 5의 제 1 채널별 갭 연산과정(S50)이다.The gap measuring optical signals mixed through the gap measuring optical signal receiving step (S40) and inputted to the spectroscope form interference fringes by the dispersion type interferometer in the spectroscope and are detected by the optical imaging device (25). The interference fringe signal in the optical frequency domain where the detected N-channel gap measurement optical signals are mixed is converted into a time or wavelength (distance) region by Fourier transform such as synchronous sampling or FFT, And is separated into interference fringe signals. At this time, the interference fringes for each channel are distinguished by different nonlinear phase changes of the measurement light by the diffusing plate 15. And a gap, which is a distance between the end of each channel probe optical fiber 11 and the measurement target surface, from the interference fringes for each channel by reflecting the phase change of the measurement light, A star gap calculation process (S50).

이 과정에서, 서로 다른 채널에서 측정된 갭이 서로 동일한 경우에는 상술한 측정영역 분할과정(S10)을 포함하여 처리과정을 수행하는 것에 의해, 각각의 채널별 간섭무늬의 검출 갭의 값이 서로 다른 갭측정범위를 가지도록 하는 것에 의해 서로 다른 측정범위를 이용하여 채널별 간섭무늬 및 갭을 구분할 수 있게 된다.
In this process, if the gaps measured in different channels are equal to each other, the process of performing the measurement region dividing process (S10) may be performed so that the detection gap values of the interference fringes for the respective channels are different from each other Gap measurement range, it is possible to distinguish the interference fringes and gaps for each channel by using different measurement ranges.

본 발명의 다른 실시예의 다축 측정 광학 갭 센서 장치 및 광학 갭 센싱 방법은, 도 1 내지 도 5과 달리, 분산판(15)을 구비하지 않으며, 갭 센싱 방법은 측정영역분할과정(S10)과 채널프로브별 위상변화과정(S30)을 수행함이 없이, N채널프로브 각각의 채널프로브 광섬유(11)에서 검출된 간섭무늬를 식별하여 갭을 용이하게 측정할 수 있도록 구성된다.Unlike FIGS. 1 to 5, the multi-axis measuring optical gap sensor device and the optical gap sensing method according to another embodiment of the present invention do not have the dispersion plate 15. The gap sensing method includes a measurement area dividing step (S10) The gap can be easily measured by identifying the interference fringes detected by the channel probe optical fibers 11 of each of the N channel probes without performing the phase change process S30 for each probe.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따르는 저간섭성 광원과 분산형 간섭계 분광기를 이용한 다축 측정 광학 갭 센서 장치(이하, 갭 센서 장치(200)라 함)의 개략적인 구성도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따르는 저간섭성 광원과 분산형 간섭계 분광기를 이용한 다축 측정 갭 센싱 방법의 처리과정을 나타내는 순서도이다.6 is a schematic configuration diagram of a multi-axis measurement optical gap sensor device (hereinafter referred to as a gap sensor device 200) using a low coherent light source and a dispersive interferometer spectroscope according to another embodiment of the present invention, FIG. 6 is a flowchart illustrating a process of a multi-axis measurement gap sensing method using a low-coherency light source and a dispersive interferometer spectroscope according to another embodiment of the present invention.

도 6 및 도 7에서 도 1 내지 도 5의 각 구성과 동일한 구성에 대하여는 동일한 도면 부호를 부여하여 설명한다.6 and 7, the same components as those of the components shown in Figs. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals.

도 6과 같이, 상기 갭 센서 장치(200)는 다파장광원(1)과, 제 2 분산형 간섭계 분광기(220), N채널프로브(39)를 포함하고, 상기 다파장광원(1)은 1xN 광커플러(7)에 의해 N채널프로브(39)에 다파장광을 제공하며, 상기 N채널프로브(39)의 각각의 채널프로브 광섬유(11)에는 채널프로브 광섬유(11)의 기준광과 측정광을 제 2 분산형 간섭계 분광기(220)로 입사하도록 제 2 2x1 광커플러(35)가 접속되어 채널수와 같은 수의 제 2 분광기광섬유(211)들에 의해 제 2 분산형 간섭계 분광기(220)와 접속되도록 구성된다.6, the gap sensor device 200 includes a multi-wavelength light source 1, a second dispersive interferometer spectroscope 220, and an N-channel probe 39. The multi-wavelength light source 1 has a 1 × N The optical fiber coupler 7 provides multi-wavelength light to the N-channel probe 39. The channel probe optical fiber 11 of the N-channel probe 39 is provided with a reference beam and a measurement beam of the channel probe optical fiber 11 A second 2x1 optical coupler 35 is connected to be incident on the second dispersive interferometer spectroscope 220 so as to be connected to the second dispersion interferometer spectroscope 220 by the same number of second spectroscopic optical fibers 211 as the number of channels .

또한, 상기 제 2 분광기광섬유(211)는 제 2 분광기광섬유(211)들에서 입사되는 각 채널별 갭측정광신호를 집속시키는 제 2 집광렌즈(230)와 제 2 집광렌즈(230)에서 집속된 갭측정광신호들을 회절에 의해 분산시키는 광분산소자로서의 회절격자(21), 회절격자(21)에 의해 회절된 각각의 갭측정광신호들이 일정 간격으로 분할된 간섭무늬가 형성되는 2D광영상장치(40)를 포함하여 구성된다.The second spectroscope optical fiber 211 may include a second condenser lens 230 and a second condenser lens 230 for focusing a gap measurement optical signal for each channel incident from the second spectroscopic optical fibers 211, A diffraction grating 21 as a diffraction grating for diffracting gap measurement optical signals by diffraction, a 2D optical imaging device 21 for forming interference fringes in which respective gap measurement optical signals diffracted by the diffraction grating 21 are divided at regular intervals, (40).

이때, 상기 2D 광영상장치(40)에 형성되는 간섭무늬의 간격은, 제한은 없으나, 2D 광영상장치(40)의 픽셀라인별로 간섭무늬가 형성되도록 구성되는 것이 바람직하다 . 이를 위해, 제 2 분산형 간섭계 분광기(220) 내에서 상기 제 2 분광기광섬유(211)들의 말단은 상기 2D 광영상장치(40)에 형성되는 간섭무늬가 일정한 간격을 가질 수 있도록 일정한 간격을 가지도록 배열로 배치 구성된다.At this time, the interval of the interference fringes formed in the 2D optical imaging device 40 is not limited, but it is preferable that the interference fringes are formed for each pixel line of the 2D optical imaging device 40. For this purpose, the ends of the second spectroscope optical fibers 211 in the second dispersion interferometer spectroscope 220 are spaced apart from each other such that the interference fringes formed in the 2D optical imaging device 40 are spaced at regular intervals Lt; / RTI >

따라서 도 6의 갭 센서 장치(200)는 도 1 내지 도 5의 갭 센서 장치(100)와 달리, 분산판(15)이나 측정영역분할과정(S10) 또는 채널프로브별 위상변화과정(S30)을 수행하지 않고도, N채널프로브(39)의 각각의 채널프로브 광섬유(11)에 의한 간섭무늬를 용이하게 식별할 수 있도록 한다.
Therefore, the gap sensor device 200 of FIG. 6 differs from the gap sensor device 100 of FIGS. 1 to 5 in that the dispersion plate 15, the measurement region dividing process S10, or the phase change process S30 So that the interference fringes by the channel probe optical fibers 11 of the N-channel probes 39 can be easily identified.

다음으로, 도 6을 참조하여 도 7의 갭 센서 장치(200)를 이용한 본 발명의 다른 실시예의 다축 측정 광학 갭 센싱 방법의 처리과정을 설명한다.Next, with reference to FIG. 6, a processing procedure of the multiaxis measurement optical gap sensing method of another embodiment of the present invention using the gap sensor device 200 of FIG. 7 will be described.

도 6의 갭 센서 장치(200)를 이용하여 갭을 측정하기 위해서는, 도 7과 같이, 도 6의 다파장광원(1)에서 생성된 광원을 상기 1xN 광커플러(7)를 통해 상기 제 2 N채널프로브(39)의 각각의 채널프로브 광섬유(11)로 입사시키는 제 2 다파장광원 N채널분할과정(S110)이 수행된다.In order to measure the gap using the gap sensor device 200 of FIG. 6, as shown in FIG. 7, the light source generated by the multi-wavelength light source 1 of FIG. 6 is transmitted through the 1xN optical coupler 7 to the second N A second multi-wavelength light source N-channel splitting process (S110) is performed in which each channel probe optical fiber 11 of the channel probe 39 is made incident.

제 2 다파장광원 N채널분할과정(S110)에 의해 N 채널 각각의 채널프로브 광섬유(11)에 입사된 광원은, 각각의 채널프로브 광섬유(11)의 말단의 반사코팅층에서 기준광으로서 일부 반사되고, 나머지 광은 반사코팅층(13)을 투과하여 측정대상면에서 반사되어 다시 각각의 채널프로브 광섬유(11) 내부로 측정광으로 입사된다. 각각의 채널프로브 광섬유(11) 내부의 기준광과 측정광은 상기 제 2 2x1 광커플러(35)에 접속된 각각이 제 2 분광기광섬유(211)들을 통해 서로 독립적으로 상기 제 2 분산형 간섭계 분광기(220)로 입사되는 갭측정광신호 독립 수신과정(S120)이 수행된다.The light source that is incident on the channel probe optical fiber 11 of each of the N channels by the second multi-wavelength light source N-channel splitting process (S110) is partially reflected as reference light in the reflection coating layer at the end of each channel probe optical fiber 11, The remaining light is transmitted through the reflective coating layer 13, reflected by the measurement target surface, and then incident into the respective channel probe optical fibers 11 as measurement light. The reference light and measurement light in each channel probe optical fiber 11 are transmitted through the second dispersive interferometer spectroscope 220 (not shown) through the second spectroscopic optical fibers 211 connected to the second 2x1 optical coupler 35, The gap measurement optical signal independent reception process S 120 is performed.

상기 갭측정광신호 독립 수신과정(S120)을 통해 분광기로 입사된 채널별 개별적인 갭측정광 신호들은 제 2 집광렌즈(230)에 의해 집속되어, 회절소자로서의 회절격자(21)에 의해 회절되어, 2D 광영상장치(40)에 채널별로 이격 거리를 가지는 간섭무늬를 형성하는 채널별 간섭무늬 획득과정(S130)이 수행된다. 이때 간섭무늬의 채널별 이격 거리는 2D 광영상장치(40)의 픽셀 라인에 대응하는 간격을 가지는 것이 바람직하다.The individual gap measurement optical signals for each channel input to the spectroscope through the gap measurement optical signal independent reception step S120 are focused by the second condenser lens 230 and are diffracted by the diffraction grating 21 as the diffraction element, A per-channel interference fringe acquisition process (S130) of forming an interference fringe having a separation distance for each channel is performed in the 2D optical imaging device 40. [ At this time, it is preferable that the distance of the interference fringe by the channel has an interval corresponding to the pixel line of the 2D optical imaging device 40.

이격 형성된 각각의 간섭무늬들은 2D 광영상장치(40)에서 진동수 영역의 간섭무늬신호로 검출된 후, 동기샘플링 또는 FFT 등의 퓨리에변환에 의해, 파장(거리) 영역의 간섭무늬 신호로 변환되어, 각각의 채널별 갭이 검출된다. 이때, 검출된 각각의 갭에 대응하는 채널은 제 1 분광기광섬유(211)들의 배치 위치에 따라 식별된다.
Each of the spaced-apart interference fringes is detected as an interference fringe signal in a frequency region in the 2D optical imaging device 40 and then converted into an interference fringe signal in a wavelength (distance) region by Fourier transform such as synchronous sampling or FFT, A gap for each channel is detected. At this time, the channels corresponding to the detected gaps are identified according to the arrangement positions of the first spectroscopic optical fibers 211.

100: 갭 센서 장치 1: 다파장광원
3: 입력광섬유 5: 2x1 광커플러
6: 결합광섬유 7: 1xN 광커플러
9: N채널프로브 11; 채널프로브 광섬유
13: 반사코팅층 15: 분산판
20: 분산형 간섭계 분광기 21: 회절격자
23: 집광렌즈 25: 광영상장치
200: 제 2 갭 센서 장치 211: 제 2 분광기광섬유
220: 제 2 분산형 간섭계 분광기 35: 제 2 2x1 광커플러
39: 제 2 N채널프로브 40: 2D 광영상장치
230: 제 2 집광렌즈 100: gap sensor device 1: multi-wavelength light source
3: Input fiber 5: 2x1 optocoupler
6: Coupled fiber 7: 1xN optocoupler
9: N-channel probe 11; Channel probe optical fiber
13: reflective coating layer 15: diffusing plate
20: Dispersive interferometer spectroscope 21: Diffraction grating
23: condenser lens 25: optical imaging device
200: second gap sensor device 211: second spectrometer optical fiber
220: second dispersion interferometer spectroscope 35: second 2x1 optical coupler
39: second N-channel probe 40: 2D optical imaging device
230: second condensing lens

Claims (12)

다파장광원과, 분산형 간섭계 분광기와, 말단에 반사코팅층이 형성된 N개의 채널프로브 광섬유로 이루어지는 N채널프로브와, 2x1광커플러와, 1xN 광커플러를 포함하여,
상기 다파장광원에서 생성된 광원이 상기 2x1 광커플러와 상기 1xN 광커플러를 통해 상기 N채널프로브의 각각의 채널프로브 광섬유로 입사되고,
상기 각각의 채널프로브 광섬유의 말단 반사코팅층에서 반사된 기준광과 측정대상에서 반사된 측정광을 포함하는 갭측정광신호가 상기 1xN 광커플러와 상기 2x1 광커플러를 통해 상기 분산형 간섭계 분광기로 입사되어,
채널별 갭측정광신호의 간섭무늬로부터 갭을 연산하도록 구성되고,
상기 각각의 채널프로브 광섬유의 말단에는 서로 다른 두께를 가지는 분산판이 구성되는 것을 특징으로 하는 저간섭성 광원과 분산형 간섭계를 이용한 다축 측정 광학 갭 센서 장치.
An N-channel probe comprising a multi-wavelength light source, a dispersive interferometer spectroscope, and N channel probe optical fibers having a reflective coating layer formed on the end thereof, a 2x1 optical coupler, and a 1xN optical coupler,
The light source generated from the multi-wavelength light source is incident on each channel probe optical fiber of the N-channel probe through the 2x1 optical coupler and the 1xN optical coupler,
A gap measurement optical signal including a reference light reflected from a terminal reflection coating layer of each channel probe optical fiber and measurement light reflected from a measurement object is incident on the dispersion interferometer spectroscope through the 1xN optical coupler and the 2x1 optical coupler,
Measuring a gap for each channel; calculating a gap from the interference pattern of the optical signal,
And a dispersion plate having different thicknesses is formed at each end of each of the channel probe optical fibers.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 각각의 채널프로브 광섬유의 말단은 측정 대상체의 표면과의 이격 거리가 서로 다른 간격을 가지도록 배열 구성되는 것을 특징으로 하는 저간섭성 광원과 분산형 간섭계를 이용한 다축 측정 광학 갭 센서 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the end of each of the channel probe optical fibers is arranged so that a distance between the end of the channel probe optical fiber and the surface of the measurement object is different from each other.
다파장광원과, 분산형 간섭계 분광기와, 말단에 반사코팅층이 형성된 N개의 채널프로브 광섬유로 이루어지는 N채널프로브와, 2x1광커플러와, 1xN 광커플러를 포함하는 저간섭성 광원과 분산형 간섭계를 이용한 다축 측정 광학 갭 센싱 방법에 있어서,
상기 다파장광원에서 생성된 광원을 상기 2x1 광커플러와 상기 1xN 광커플러를 통해 상기 N채널프로브의 각각의 채널프로브 광섬유로 입사시키는 제 1 다파장광원 N채널 분할 과정;과,
상기 반사코팅층에서 반사된 기준광과 측정대상에서 반사된 측정광을 포함하는 갭측정광신호를 상기 1xN 광커플러와 상기 2x1 광커플러를 통해 상기 분산형 간섭계 분광기로 입사시키는 갭측정광신호 수신과정;과,
상기 분산형 간섭계 분광기에서 분산에 의해 간섭무늬를 형성하는 것에 의해 채널별 갭측정광신호에 대한 간섭 무늬를 형성하여 갭을 연산하는 제 1 채널별 갭 연산과정;을 포함하고,
상기 제 1 다파장광원 N채널 분할 과정의 수행 전에, 상기 각각의 채널프로브 광섬유의 말단이 측정 대상면으로부터 서로 다른 거리를 가지도록 배열 배치되는 것에 의해 채널프로브별 측정영역이 분할되는 측정영역분할과정;을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 저간섭성 광원과 분산형 간섭계를 이용한 다축 측정 광학 갭 센싱 방법.
A multi-wavelength light source, a dispersion interferometer spectroscope, an N-channel probe consisting of N channel probe optical fibers with a reflective coated layer at the end, a 2x1 optocoupler, a low coherency light source including a 1xN optocoupler, and a dispersion interferometer A multi-axial measurement optical gap sensing method,
A first multi-wavelength light source N-channel splitting step of causing a light source generated from the multi-wavelength light source to enter each channel probe optical fiber of the N-channel probe through the 2x1 optical coupler and the 1xN optical coupler;
A gap measuring optical signal receiving step of receiving a gap measuring optical signal including the reference light reflected from the reflective coating layer and the measurement light reflected from the measurement object through the 1xN optical coupler and the 2x1 optical coupler into the dispersion interferometer spectroscope; ,
And a first channel-specific gap calculation process of forming an interference fringe for a channel-based gap measurement optical signal by forming an interference fringe by dispersion in the dispersion interferometer spectrometer to calculate a gap,
A measurement region dividing step of dividing a measurement region of each channel probe by arranging the ends of the channel probe optical fibers so as to have different distances from the measurement target surface before performing the N-channel splitting process of the first multi-wavelength light source, Wherein the multi-axis measurement optical gap sensing method comprises the steps of:
삭제delete 청구항 4에 있어서,
상기 채널프로브 광섬유의 말단의 반사코팅층 다음의 위치에 분산판이 형성되어, 측정광이 상기 분산판을 경유하면서 채널프로브 광섬유 식별을 위해 위상이 변화되는 채널프로브별 위상변화과정;을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 저간섭성 광원과 분산형 간섭계를 이용한 다축 측정 광학 갭 센싱 방법.
The method of claim 4,
And a phase change process for each channel probe in which a dispersion plate is formed at a position next to the reflection coating layer at the end of the channel probe optical fiber and the phase of the measurement light is changed through the dispersion plate to identify the channel probe optical fiber A multi - axis measurement optical gap sensing method using a low - coherent light source and a dispersion interferometer.
다파장광원과, 분산형 간섭계 분광기와, 말단에 반사코팅층이 형성된 N개의 채널프로브 광섬유와, 1xN 광커플러와, 2x1 광커플러를 포함하여,
상기 다파장광원에서 생성된 광원이 상기 1xN 광커플러에 의해 상기 각각의 채널프로브 광섬유로 입사되고,
상기 각각의 채널프로브 광섬유의 말단 반사코팅층에서 반사된 기준광과 측정대상에서 반사된 측정광을 포함하는 갭측정광신호들이 상기 각각의 채널프로브 광섬유의 2x1 광커플러에 접속된 다수의 분광기광섬유들에 의해 서로 독립적으로 상기 분산형 간섭계 분광기로 입사되며,
상기 분산형 간섭계 분광기에는 상기 채널프로브 광섬유별 갭측정광신호의 간섭무늬가 분리되어 형성되어 채널별 갭을 연산하도록 구성되고,
상기 분광기광섬유들은,
각각의 채널별 갭측정광신호의 전체 간섭무늬가 상기 분산형 간섭계 분광기에 구비되는 광영상장치에서 일정 간격을 가지고 순차적으로 형성되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 저간섭성 광원과 분산형 간섭계를 이용한 다축 측정 광학 갭 센서 장치.
A multi-wavelength light source, a dispersion interferometer spectroscope, an N-channel probe optical fiber having a reflective coating layer formed on the end thereof, a 1xN optical coupler, and a 2x1 optical coupler,
Wherein the light source generated by the multi-wavelength light source is incident on each of the channel probe optical fibers by the 1xN optical coupler,
Gap measurement optical signals including reference light reflected from a terminal reflection coating layer of each channel probe optical fiber and measurement light reflected from a measurement object are transmitted by a plurality of spectrometer optical fibers connected to a 2x1 optical coupler of each channel probe optical fiber Are incident on the dispersive interferometer spectrometer independently of each other,
The interference fringes of the gap measurement optical signals for the channel probe optical fibers are separately formed in the dispersion interferometer spectrometer to calculate a gap for each channel,
The spectroscopic optical fibers may include,
And the total interference fringes of the gap measurement optical signals for each channel are arranged to be sequentially formed at regular intervals in an optical imaging apparatus provided in the dispersion interferometer spectroscope. Measuring optical gap sensor device.
삭제delete 청구항 7에 있어서, 상기 채널별 간섭무늬는,
상기 광영상장치의 픽셀 라인에 대응하도록 분할 형성되는 것을 특징으로 하는 저간섭성 광원과 분산형 간섭계를 이용한 다축 측정 광학 갭 센서 장치.
The method of claim 7, wherein the channel-
Wherein the optical interferometer is divided and formed to correspond to a pixel line of the optical imaging device.
다파장광원과, 분산형 간섭계 분광기와, 말단에 반사코팅층이 형성된 N개의 채널프로브 광섬유와, 1xN 광커플러와, 2x1 광커플러를 포함하는 저간섭성 광원과 분산형 간섭계를 이용한 다축 측정 광학 갭 센싱 방법에 있어서,
상기 다파장광원에서 생성된 광원을 상기 1xN 광커플러를 통해 상기 N채널프로브의 각각의 채널프로브 광섬유로 입사시키는 제 2 다파장광원 N채널 분할 과정;과,
상기 반사코팅층에서 반사된 기준광과 측정대상에서 반사된 측정광을 포함하는 갭측정광신호를 상기 채널프로브 광섬유 각각의 2x1 광커플러에 접속된 각각의 분광기광섬유들을 통해 각각 독립적으로 상기 분산형 간섭계 분광기로 입사시키는 개별 갭측정광신호 독립 수신과정;과,
상기 분산형 간섭계 분광기에서 분산에 의해 간섭무늬를 형성하는 것에 의해 서로 위치 구별되는 채널별 갭측정광신호에 대한 간섭 무늬를 형성하여 채널별 갭을 연산하는 제 2 채널별 갭 연산과정;을 포함하고,
상기 제 2 채널별 갭 연산 과정의 상기 채널별 간섭무늬는,
상기 분산형 간섭계 분광기에 구비되는 광영상장치에서 일정 간격을 가지고 순차적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 저간섭성 광원과 분산형 간섭계를 이용한 다축 측정 광학 갭 센싱 방법.
Multi-axis measurement optical gap sensing using a multi-wavelength light source, a dispersive interferometer spectroscope, an N-channel probe optical fiber with a reflective coating layer at the end, a 1xN optical coupler, a low coherent light source including a 2x1 optocoupler, In the method,
A second multi-wavelength light source N-channel splitting process for causing a light source generated from the multi-wavelength light source to enter each channel probe optical fiber of the N-channel probe through the 1xN optical coupler;
A gap measurement optical signal including a reference light reflected from the reflection coating layer and a measurement light reflected from a measurement object is transmitted to the dispersion interferometer spectrometer independently through respective spectroscopic optical fibers connected to the 2x1 optical coupler of each channel probe optical fiber An individual gap measurement optical signal independent reception process for making incident,
And a second channel-by-channel gap calculation process of forming an interference fringe for a channel-by-channel gap measurement optical signal, which is differentiated from each other by forming interference fringes by dispersion in the dispersion interferometer spectrometer, ,
The channel-specific interference pattern of the second channel-
Wherein the multi-axis optical gap sensing method comprises a low-coherency light source and a dispersion type interferometer.
삭제delete 청구항 10에 있어서, 상기 각각의 채널별 간섭무늬는,
상기 광영상장치의 픽셀 라인에 대응하는 간격을 가지고 순차적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 저간섭성 광원과 분산형 간섭계를 이용한 다축 측정 광학 갭 센싱 방법.11. The method of claim 10, wherein each channel-
Wherein the first and second coherent light sources are sequentially formed with a gap corresponding to a pixel line of the optical imaging device.
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