KR102401562B1 - Apparatus and method for analyzing vibration mode of resonator - Google Patents

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KR102401562B1
KR102401562B1 KR1020200180399A KR20200180399A KR102401562B1 KR 102401562 B1 KR102401562 B1 KR 102401562B1 KR 1020200180399 A KR1020200180399 A KR 1020200180399A KR 20200180399 A KR20200180399 A KR 20200180399A KR 102401562 B1 KR102401562 B1 KR 102401562B1
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유훈
민성호
한정엽
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주식회사 한화
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Abstract

The present invention relates to a device that analyzes a vibration mode of a resonator and a method thereof, wherein the device comprises: a resonator excitation part that excites a resonator equipped with a plurality of interferometers around the resonator; a resonator vibration characteristic detection part that detects a resonator vibration characteristic comprising at least one among a movement speed, a displacement, and a relative phase between the interferometers with respect to the resonator, when a vibration is induced in the resonator according to an excitation; and a resonator vibration mode analysis part that analyzes the vibration mode of the resonator based on a measured resonator vibration characteristic. Therefore, the present invention is capable of having an effect of detecting the vibration characteristic of the resonator with a single measurement.

Description

공진기의 진동 모드를 분석하는 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ANALYZING VIBRATION MODE OF RESONATOR}Apparatus and method for analyzing the vibration mode of a resonator

본 발명은 공진기의 진동 모드를 분석하는 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 주변에 다수개의 간섭계가 구비되는 공진기를 가진시켜 공진기에 대하여 운동 속도, 변위 및 간섭계들간의 상대 위상 중 적어도 어느 하나를 포함하는 공진기 진동 특성을 검출하고, 측정된 공진기 진동 특성을 토대로 공진기의 진동 모드를 분석 및 성능을 평가하는 공진기의 진동 모드를 분석하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for analyzing a vibration mode of a resonator, and more particularly, by excitation of a resonator having a plurality of interferometers around it, at least any one of motion speed, displacement, and relative phase between the interferometers with respect to the resonator. It relates to an apparatus and method for analyzing a vibration mode of a resonator that detects a resonator vibration characteristic comprising a, and analyzes the vibration mode of the resonator based on the measured resonator vibration characteristic and evaluates performance.

종래에 공진기의 진동 특성을 측정하는 기술은 시중의 LDV(Laser Doppler Vibrometer)를 이용하여 측정하는 방법과 공진기 주변에 전극을 설치하여 전극과 공진기 사이의 축전용량 변화를 측정하는 방법이 있다.Conventionally, a technique for measuring the vibration characteristics of a resonator includes a method of measuring using a commercially available Laser Doppler Vibrometer (LDV), and a method of measuring a change in capacitance between the electrode and the resonator by installing an electrode around the resonator.

LDV를 이용하여 측정하는 방법은 제작된 공진기를 액츄에이터 위에 장착하여 측정 전 공진기를 가진할 수 있도록 한다. 액츄에이터는 공진기 모드 특성 분석을 위해 회전테이블 위에 장착하여 원하는 각도로 공진기를 회전시킬 수 있도록 한다. 이후 공진기가 장착된 회전테이블을 진공 챔버 내에 넣고 공진기 주변을 진공으로 만들어 공기에 의한 진동 감쇠를 방지하도록 한다. 공진기의 위치가 정해진 뒤, 시중의 LDV에서 출력되는 레이저를 공진기에 입사시키고 반사되는 레이저가 LDV에 다시 입력되도록 LDV를 정렬한다. LDV 설치 및 정렬이 완료되면 액츄에이터에 전압을 가하여 공진기를 가진시키고 레이저가 입사되는 공진기 부분의 속도 변화와 위치 변화를 측정하여 공진기 모드별 특성을 측정할 수 있다. 이러한 LDV를 이용한 측정 방법은 고가의 LDV 장비를 요구하며 공진기 모드 특성 분석을 위하여 복수의 측정을 해야하기 때문에 측정 시간이 오래 걸리고 매 측정 별 환경 변화를 통제해야하는 어려움이 있다.In the measurement method using LDV, the manufactured resonator is mounted on the actuator so that the resonator can be excited before measurement. The actuator is mounted on the rotary table for resonator mode characteristic analysis to rotate the resonator at a desired angle. After that, a rotary table equipped with a resonator is placed in a vacuum chamber and a vacuum is created around the resonator to prevent vibration damping by air. After the position of the resonator is determined, the laser output from the commercial LDV is incident on the resonator, and the LDV is aligned so that the reflected laser is input back to the LDV. When the LDV installation and alignment are completed, a voltage is applied to the actuator to excite the resonator, and the speed and position changes of the resonator where the laser is incident can be measured to measure the characteristics of each resonator mode. Such a measurement method using LDV requires expensive LDV equipment, and since multiple measurements are required to analyze the resonator mode characteristics, it takes a long time to measure and it is difficult to control environmental changes for each measurement.

한편, 공진기 주변에 전극을 설치하여 전극과 공진기 사이의 축전용량 변화를 측정하는 방법은 공진기 표면을 전극 코팅하여 축전기의 한 극으로 만들어 준다. 이후 전극 코팅된 공진기를 기판위에 장착한 뒤 공진기 주변에 복수의 전극을 추가로 장착하여 공진기 위치 별 축전용량 변화를 측정할 수 있도록 한다. 이때, 공진기와 전극사이의 간격 오차에 따라 진동특성 측정값에 오차를 유발할 수 있으므로 공진기와 전극 사이의 간격오차를 최소화 하도록 전극을 공진기 주변에 정밀하게 정렬해야 한다. 공진기와 전극이 장착된 기판을 진공챔버 내에 장착하여 공진기 주변을 진공으로 만든 뒤 공진기와 전극 사이에 전압을 가하여 공진기를 가진시킨다. 가진 뒤 각 전극의 축전용량 변화를 측정하여 공진기의 위치 별 운동상태를 측정할 수 있으며 각 전극 사이의 측정값을 바탕으로 공진기의 진동 특성을 측정할 수 있다. 이러한 공진기 주변에 전극을 설치하여 전극과 공진기 사이의 축전용량 변화를 측정하는 방법은 LDV와 같은 고가의 장비나 별도의 회전 테이블을 요구하지 않고 한 번의 측정으로 공진기 운동 분포를 확인할 수 있다는 장점이 있으나 전극 코팅을 위해 별도의 코팅장비가 필요하고, 코팅 후 공진기의 진동 특성이 변하기 때문에 공진기의 진동특성이 아닌 전극코팅된 공진기의 진동특성을 측정한다는 점에 유의해야 하는 문제점이 있다. 그리고 축전용량을 측정하기 위하여 공진기와 전극사이에 고전압이 요구되고, 축전용량을 측정 가능하도록하는 별도의 전자보드를 구성해야 하는 어려움이 있다. On the other hand, in the method of measuring the change in capacitance between the electrode and the resonator by installing an electrode around the resonator, the surface of the resonator is coated with an electrode to make one pole of the capacitor. After the electrode-coated resonator is mounted on the substrate, a plurality of electrodes are additionally mounted around the resonator to measure the change in capacitance by location of the resonator. At this time, since an error may be caused in the measurement value of vibration characteristics depending on the gap error between the resonator and the electrode, the electrodes should be precisely aligned around the resonator to minimize the gap error between the resonator and the electrode. The substrate on which the resonator and electrodes are mounted is mounted in a vacuum chamber to create a vacuum around the resonator, and then a voltage is applied between the resonator and the electrode to excite the resonator. After excitation, by measuring the change in capacitance of each electrode, the state of motion of the resonator can be measured for each position, and the vibration characteristics of the resonator can be measured based on the measured value between each electrode. The method of measuring the change in capacitance between the electrode and the resonator by installing an electrode around the resonator has the advantage of being able to check the resonator motion distribution with one measurement without requiring expensive equipment such as LDV or a separate rotary table. Separate coating equipment is required for electrode coating, and since the vibration characteristics of the resonator change after coating, there is a problem to note that the vibration characteristics of the electrode-coated resonator are measured, not the vibration characteristics of the resonator. And in order to measure the capacitance, a high voltage is required between the resonator and the electrode, and there is a difficulty in constructing a separate electronic board that allows the capacitance to be measured.

이와 관련하여, 한국공개특허 제2010-0066291호는 "하이브리드 레이저 다이오드의 공진기"에 관하여 개시하고 있다.In this regard, Korean Patent Application Laid-Open No. 2010-0066291 discloses a “resonator of a hybrid laser diode”.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 주변에 레이저, 빔 분할기, 거울, 렌즈 및 광 검출기 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는 다수개의 간섭계가 구비되는 공진기를 가진시키는 공진기의 진동 모드를 분석하는 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was invented to solve the above problems, and the vibration of the resonator excites the resonator with a plurality of interferometers including at least one of a laser, a beam splitter, a mirror, a lens, and a photodetector. An object of the present invention is to provide an apparatus and method for analyzing a mode.

또한, 본 발명은 가진에 따라 공진기에 진동이 유발되면, 공진기에 대하여 운동 속도, 변위 및 간섭계들간의 상대 위상 중 적어도 어느 하나를 포함하는 공진기 진동 특성을 검출하는 공진기의 진동 모드를 분석하는 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, the present invention provides an apparatus for analyzing the vibration mode of the resonator for detecting vibration characteristics of the resonator including at least one of motion speed, displacement, and relative phase between interferometers with respect to the resonator when vibration is induced in the resonator by excitation, and The purpose is to provide that method.

또한, 본 발명은 시간에 따른 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기로부터 측정되는 신호 변화를 토대로 공진기 운동 속도를 분석하는 공진기의 진동 모드를 분석하는 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, the present invention provides an apparatus and method for analyzing a vibration mode of a resonator for analyzing a resonator movement speed based on a signal change measured from a photodetector provided in the first interferometer and a photodetector provided in the second interferometer according to time. Its purpose is to provide

또한, 본 발명은 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기로부터 측정되는 신호로부터 검출되는 주파수 성분과 검출된 주파수 성분에 따른 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기간의 위상 차이를 토대로 공진기가 상하로 진동하는 제1 모드, 공진기가 좌우로 진동하는 진동 모드인 제2 모드 및 공진기의 형상이 변하는 제3 모드 중 적어도 어느 하나인 것으로 공진기 진동 모드를 분석하는 공진기의 진동 모드를 분석하는 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, the present invention provides a photodetector and a second interferometer provided in the first interferometer according to a frequency component detected from a signal measured by a photodetector provided in the first interferometer and a photodetector provided in the second interferometer according to the detected frequency component. The resonator oscillates to be at least one of a first mode in which the resonator vibrates up and down, a second mode in which the resonator vibrates left and right, and a third mode in which the shape of the resonator changes based on the phase difference between the photodetectors provided in the An object of the present invention is to provide an apparatus and method for analyzing the vibration mode of a resonator for analyzing the mode.

또한, 본 발명은 분석된 공진기 운동 속도와 공진기의 진동 모드를 토대로 공진기 성능을 평가하는 공진기의 진동 모드를 분석하는 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for analyzing a vibration mode of a resonator for evaluating resonator performance based on the analyzed resonator motion speed and vibration mode of the resonator.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공진기의 진동 모드를 분석하는 장치는 주변에 다수개의 간섭계가 구비되는 공진기를 가진시키는 공진기 가진부; 가진에 따라 공진기에 진동이 유발되면, 공진기에 대하여 운동 속도, 변위 및 간섭계들간의 상대 위상 중 적어도 어느 하나를 포함하는 공진기 진동 특성을 검출하는 공진기 진동 특성 검출부; 및 측정된 공진기 진동 특성을 토대로 공진기의 진동 모드를 분석하는 공진기 진동 모드 분석부;를 포함한다.An apparatus for analyzing a vibration mode of a resonator according to the present invention for achieving the above object includes: a resonator excitation unit that excites a resonator having a plurality of interferometers around it; When vibration is induced in the resonator according to the excitation, a resonator vibration characteristic detection unit for detecting a resonator vibration characteristic including at least one of a motion speed, displacement, and a relative phase between interferometers with respect to the resonator; and a resonator vibration mode analysis unit that analyzes a vibration mode of the resonator based on the measured resonator vibration characteristics.

또한, 엑츄에이터가 장착된 공진기는 진공 챔버 내부에 위치되고, 다수개의 간섭계는 진공 챔버 주변에 구비되되, 레이저, 빔 분할기, 거울, 렌즈 및 광 검출기 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the actuator mounted resonator is positioned inside the vacuum chamber, and a plurality of interferometers are provided around the vacuum chamber, and it is characterized in that it comprises at least one of a laser, a beam splitter, a mirror, a lens, and a photodetector. .

또한, 상기 공진기 가진부는 공진기에 장착된 엑츄에이터에 전압을 공급하여 공진기를 가진시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the resonator excitation unit is characterized in that by supplying a voltage to the actuator mounted on the resonator to excite the resonator.

또한, 상기 공진기 진동 특성 검출부는, 시간에 따른 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기로부터 측정되는 신호를 검출하는 공진기 운동 속도 검출부; 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기로부터 측정되는 신호로부터 주파수 성분을 검출하는 공진기 변위 검출부; 및 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기간의 위상 차이를 검출하는 공진기 위상 검출부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the resonator vibration characteristic detector may include: a resonator movement speed detector configured to detect a signal measured from the photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer according to time; a resonator displacement detector configured to detect a frequency component from signals measured by the photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer; and a resonator phase detector detecting a phase difference between the photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer.

또한, 상기 공진기 변위 검출부는 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기로부터 측정되는 신호로부터 검출되는 주파수 성분은 푸리에(Fourier) 변환을 통해 획득되는 것을 특징으로 한다.In addition, the resonator displacement detector is characterized in that the frequency component detected from the signal measured by the photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer is obtained through a Fourier transform.

또한, 상기 공진기 진동 모드 분석부는 시간에 따른 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기로부터 측정되는 신호 변화를 토대로 공진기 운동 속도를 분석하는 것을 특징으로 한다.In addition, the resonator vibration mode analyzer is characterized in that the resonator movement speed is analyzed based on signal changes measured from the photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer according to time.

또한, 상기 공진기 진동 모드 분석부는 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기로부터 측정되는 신호로부터 검출되는 주파수 성분과 검출된 주파수 성분에 따른 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기간의 위상 차이를 토대로 공진기가 상하로 진동하는 제1 모드, 공진기가 좌우로 진동하는 진동 모드인 제2 모드 및 공진기의 형상이 변하는 제3 모드 중 적어도 어느 하나인 것으로 공진기의 진동 모드를 분석하는 것을 특징으로 한다.In addition, the resonator vibration mode analysis unit includes a photodetector provided in the first interferometer according to a frequency component detected from a signal measured by a photodetector provided in the first interferometer and a photodetector provided in the second interferometer, and a frequency component detected in the first interferometer; At least one of a first mode in which the resonator vibrates up and down based on a phase difference between photodetectors provided in the second interferometer, a second mode in which the resonator vibrates left and right, and a third mode in which the shape of the resonator changes It is characterized in that the vibration mode of the resonator is analyzed.

또한, 분석된 공진기 운동 속도와 공진기의 진동 모드를 토대로 공진기 성능을 평가하는 공진기 성능 평가부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, it is characterized in that it includes a resonator performance evaluation unit for evaluating the resonator performance based on the analyzed resonator movement speed and the vibration mode of the resonator.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공진기의 진동 모드를 분석하는 방법은 공진기 가진부에 의해, 주변에 다수개의 간섭계가 구비되는 공진기를 가진시키는 단계; 공진기 진동 특성 검출부에 의해, 가진에 따라 공진기에 진동이 유발되면, 공진기에 대하여 운동 속도, 변위 및 간섭계들간의 상대 위상 중 적어도 어느 하나를 포함하는 공진기 진동 특성을 검출하는 단계; 및 공진기 진동 모드 분석부에 의해, 측정된 공진기 진동 특성을 토대로 공진기의 진동 모드를 분석하는 단계;를 포함한다.A method of analyzing a vibration mode of a resonator according to the present invention for achieving the above object includes the steps of: excitation of a resonator having a plurality of interferometers around it by a resonator excitation unit; detecting, by the resonator vibration characteristic detecting unit, when vibration is induced in the resonator according to the excitation, the resonator vibration characteristic including at least one of motion speed, displacement, and a relative phase between interferometers with respect to the resonator; and analyzing the vibration mode of the resonator based on the measured resonator vibration characteristics by the resonator vibration mode analysis unit.

또한, 주변에 다수개의 간섭계가 구비되는 공진기를 가진시키는 단계는. 공진기에 장착된 엑츄에이터에 전압을 공급하여 공진기를 가진시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the step of excitation of a resonator provided with a plurality of interferometers in the vicinity. It is characterized in that the resonator is excited by supplying a voltage to an actuator mounted on the resonator.

또한, 가진에 따라 공진기에 진동이 유발되면, 공진기에 대하여 운동 속도, 변위 및 간섭계들간의 상대 위상 중 적어도 어느 하나를 포함하는 공진기 진동 특성을 검출하는 단계는, 시간에 따른 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기로부터 측정되는 신호를 검출하는 단계; 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기로부터 측정되는 신호로부터 주파수 성분을 검출하는 단계; 및 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기간의 위상 차이를 검출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, when vibration is induced in the resonator according to the excitation, the step of detecting the resonator vibration characteristics including at least any one of a motion speed, displacement, and a relative phase between the interferometers with respect to the resonator may include: detecting a signal measured from a photodetector provided in the photodetector and the second interferometer; detecting a frequency component from signals measured by a photodetector provided in the first interferometer and a photodetector provided in the second interferometer; and detecting a phase difference between the photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer.

또한, 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기로부터 측정되는 신호로부터 주파수 성분을 검출하는 단계는, 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기로부터 측정되는 신호로부터 검출되는 주파수 성분은 푸리에(Fourier) 변환을 통해 획득되는 것을 특징으로 한다.In addition, the step of detecting the frequency component from the signal measured by the photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer includes: The frequency component detected from the measured signal is characterized in that it is obtained through a Fourier transform.

또한, 측정된 공진기 진동 특성을 토대로 공진기의 진동 모드를 분석하는 단계는, 시간에 따른 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기로부터 측정되는 신호 변화를 토대로 공진기 운동 속도를 분석하는 것을 특징으로 한다.In addition, the step of analyzing the vibration mode of the resonator based on the measured resonator vibration characteristics may include determining the movement speed of the resonator based on the signal change measured from the photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer according to time. characterized by analysis.

또한, 측정된 공진기 진동 특성을 토대로 공진기의 진동 모드를 분석하는 단계는, 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기로부터 측정되는 신호로부터 검출되는 주파수 성분과 검출된 주파수 성분에 따른 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기간의 위상 차이를 토대로 공진기가 상하로 진동하는 제1 모드, 공진기가 좌우로 진동하는 진동 모드인 제2 모드 및 공진기의 형상이 변하는 제3 모드 중 적어도 어느 하나인 것으로 공진기의 진동 모드를 분석하는 것을 특징으로 한다.In addition, the step of analyzing the vibration mode of the resonator based on the measured resonator vibration characteristics may include: a frequency component detected from a signal measured from a photodetector provided in the first interferometer and a photodetector provided in the second interferometer, and a detected frequency component The first mode in which the resonator vibrates up and down based on the phase difference between the photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer according to It is characterized in that the vibration mode of the resonator is analyzed as at least one of the third modes in which the shape is changed.

또한, 측정된 공진기 진동 특성을 토대로 공진기의 진동 모드를 분석하는 단계 이후에, 분석된 공진기 운동 속도와 공진기의 진동 모드를 토대로 공진기 성능을 평가하는 것을 특징으로 한다.In addition, after analyzing the vibration mode of the resonator based on the measured resonator vibration characteristics, it is characterized in that the resonator performance is evaluated based on the analyzed resonator motion speed and the vibration mode of the resonator.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공진기의 진동 모드를 분석하는 장치 및 그 방법은 주변에 레이저, 빔 분할기, 거울, 렌즈 및 광 검출기 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는 다수개의 간섭계가 구비되는 공진기를 가진시킴으로써, 저가의 레이저를 이용하여 한 번의 측정으로 공진기 진동 특성을 검출할 수 있는 효과가 있다.An apparatus and method for analyzing a vibration mode of a resonator according to the present invention for achieving the above object are provided with a plurality of interferometers configured to include at least one of a laser, a beam splitter, a mirror, a lens, and a photodetector in the vicinity By excitation of the resonator, there is an effect that the vibration characteristics of the resonator can be detected by one measurement using an inexpensive laser.

또한, 본 발명은 시간에 따른 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기로부터 측정되는 신호 변화를 토대로 공진기 운동 속도를 분석하고, 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기로부터 측정되는 신호로부터 검출되는 주파수 성분과 검출된 주파수 성분에 따른 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기간의 위상 차이를 토대로 진동 모드를 분석함으로써, 공진형 자이로의 핵심 부품인 공진기의 성능을 손쉽게 평가할 수 있으며 이를 통해 공진기의 진동 특성을 최대화하여 자이로 성능을 높이는데 이용될 수 있다는 효과가 있다.In addition, the present invention analyzes the movement speed of a resonator based on signal changes measured from the photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer according to time, and the photodetector provided in the first interferometer and the second interferometer By analyzing the vibration mode based on the phase difference between the frequency component detected from the signal measured by the photodetector provided in the interferometer and the photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer according to the detected frequency component , it is possible to easily evaluate the performance of the resonator, which is a key component of the resonant gyro, and through this, it has the effect that it can be used to increase the gyro performance by maximizing the vibration characteristics of the resonator.

도 1은 본 발명에 따른 공진기의 진동 모드를 분석하는 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 공진기의 진동 모드를 분석하는 장치에 따라 분석되는 공진기의 진동 모드의 형상을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 공진기의 진동 모드를 분석하는 장치에 채용되는 공진기 진동 특성 검출부의 세부 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 적용되는 주변에 다수개의 간섭계가 구비되는 공진기의 구조에 설명하기 위한 제1 실시예이다.
도 5는 도 4의 제1 실시예에 따라 검출되는 공진기 진동 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 적용되는 주변에 다수개의 간섭계가 구비되는 공진기의 구조에 설명하기 위한 제2 실시예이다.
도 7은 도 6의 제2 실시예에 따라 검출되는 공진기 진동 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 공진기의 진동 모드를 분석하는 방법의 순서를 설명하기 위한 순서도이다.1 is a view for explaining the configuration of an apparatus for analyzing a vibration mode of a resonator according to the present invention.
2 is a view for explaining the shape of the vibration mode of the resonator analyzed according to the apparatus for analyzing the vibration mode of the resonator according to the present invention.
3 is a view for explaining the detailed configuration of a resonator vibration characteristic detection unit employed in the apparatus for analyzing the vibration mode of the resonator according to the present invention.
4 is a first embodiment for explaining the structure of a resonator having a plurality of interferometers in the vicinity applied to the present invention.
FIG. 5 is a view for explaining characteristics of a resonator vibration detected according to the first embodiment of FIG. 4 .
6 is a second embodiment for explaining the structure of a resonator having a plurality of interferometers in the vicinity applied to the present invention.
FIG. 7 is a view for explaining characteristics of a resonator vibration detected according to the second embodiment of FIG. 6 .
8 is a flowchart for explaining the sequence of a method of analyzing a vibration mode of a resonator according to the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each figure, like reference numerals have been used for like elements.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When an element is referred to as being “connected” or “connected” to another element, it is understood that it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, the same reference numerals are used for the same components in the drawings, and repeated descriptions of the same components are omitted.

도 1은 본 발명에 따른 공진기의 진동 모드를 분석하는 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 공진기의 진동 모드를 분석하는 장치에 따라 분석되는 공진기의 진동 모드의 형상을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining the configuration of an apparatus for analyzing a vibration mode of a resonator according to the present invention, and FIG. 2 is a view for explaining the shape of the vibration mode of the resonator analyzed according to the apparatus for analyzing the vibration mode of the resonator according to the present invention It is a drawing for explanation.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 공진기의 진동 모드를 분석하는 장치는 크게 공진기 가진부(110), 공진기 진동 특성 검출부(120), 공진기 진동 모드 분석부(130) 및 공진기 성능 평가부(140)를 포함한다.1, the apparatus for analyzing the vibration mode of the resonator according to the present invention is largely a resonator excitation unit 110, a resonator vibration characteristic detection unit 120, a resonator vibration mode analysis unit 130, and a resonator performance evaluation unit. (140).

여기, 본 발명에 따른 공진기는 쉘 형상의 공진기, 실린더 공진기, 원판 공진기, 링 공진기와 같은 다양한 형태의 공진기에 적용될 수 있으며, Blow-torching, Glass-blowing, Laser forming, 박막증착, 미세 가공 등과 같은 다양한 방법으로 제작될 수 있다. 준비된 공진기를 액츄에이터 위에 장착한다. 장착 방법은 에폭시를 이용한 고정, 인듐 접합, 솔더링 등과 같은 다양한 방법이 이용될 수 있다. 공진기가 장착된 액츄에이터를 진공 챔버 내부에 위치시켜 공진기 주변을 진공으로 만든 뒤 레이저, 빔 분할기, 거울, 렌즈 및 광 검출기들을 정렬하여 간섭계를 구성한다. 간섭계의 자세한 구조는 이후 설명되는 도 4 및 도 6에서 자세하게서 설명하기로 한다. Here, the resonator according to the present invention can be applied to various types of resonators such as a shell-shaped resonator, a cylinder resonator, a disk resonator, and a ring resonator. It can be manufactured in a variety of ways. Mount the prepared resonator on the actuator. As the mounting method, various methods such as fixing using epoxy, indium bonding, and soldering may be used. An actuator equipped with a resonator is placed inside the vacuum chamber to create a vacuum around the resonator, and then the laser, beam splitter, mirror, lens, and photodetector are aligned to form an interferometer. A detailed structure of the interferometer will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 6 which will be described later.

공진기 가진부(110)는 주변에 다수개의 간섭계가 구비되는 공진기를 가진시킨다.The resonator excitation unit 110 excites a resonator having a plurality of interferometers around it.

공진기 가진부(110)는 공진기에 장착된 엑츄에이터에 전압을 공급하여 공진기를 가진시킬 수 있다.The resonator excitation unit 110 may excite the resonator by supplying a voltage to an actuator mounted on the resonator.

공진기 진동 특성 검출부(120)는 가진에 따라 공진기에 진동이 유발되면, 공진기에 대하여 운동 속도, 변위 및 간섭계들간의 상대 위상 중 적어도 어느 하나를 포함하는 공진기 진동 특성을 검출한다.When vibration is induced in the resonator according to the excitation, the resonator vibration characteristic detection unit 120 detects the resonator vibration characteristic including at least one of motion speed, displacement, and a relative phase between interferometers with respect to the resonator.

공진기 진동 특성 검출부(120)는 시간에 따른 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기로부터 측정되는 신호, 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기로부터 측정되는 신호로부터 검출되는 주파수 성분 및 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기간의 위상 차이에 따른 공진기 진동 특성을 검출할 수 있다. 이때, 제1 간섭계는 이후 설명되는 도 4에서 공진기의 상부에 구비되는 간섭계를 의미하며, 제2 간섭게는 도 4에서 제1 간섭계의 반대 즉, 공진기의 하부에 구비되는 간섭계를 의미한다.The resonator vibration characteristic detector 120 includes a signal measured from the photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer according to time, and a photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer. It is possible to detect a resonator vibration characteristic according to a frequency component detected from a signal measured from , and a phase difference between the photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer. In this case, the first interferometer refers to an interferometer provided above the resonator in FIG. 4 to be described later, and the second interferometer refers to an interferometer provided under the resonator opposite to the first interferometer in FIG. 4 .

공진기 진동 모드 분석부(130)는 측정된 공진기 진동 특성을 토대로 공진기의 진동 모드를 분석한다.The resonator vibration mode analysis unit 130 analyzes the vibration mode of the resonator based on the measured resonator vibration characteristics.

공진기 진동 모드 분석부(130)는 시간에 따른 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기로부터 측정되는 신호 변화를 토대로 공진기 운동 속도를 분석한다.The resonator vibration mode analyzer 130 analyzes the movement speed of the resonator based on signal changes measured from the photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer according to time.

그리고 공진기 진동 모드 분석부(130)는 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기로부터 측정되는 신호로부터 검출되는 주파수 성분과 검출된 주파수 성분에 따른 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기간의 위상 차이를 토대로 공진기가 상하로 진동하는 제1 모드, 공진기가 좌우로 진동하는 진동 모드인 제2 모드 및 공진기의 형상이 변하는 제3 모드 중 적어도 어느 하나로 공진기의 진동 모드를 분석할 수 있다.In addition, the resonator vibration mode analysis unit 130 includes a frequency component detected from a signal measured by a photodetector provided in the first interferometer and a photodetector provided in the second interferometer, and a light provided in the first interferometer according to the detected frequency component. At least any one of a first mode in which the resonator vibrates up and down based on a phase difference between the detector and a photodetector provided in the second interferometer, a second mode in which the resonator vibrates left and right, and a third mode in which the shape of the resonator changes One can analyze the vibration mode of the resonator.

보다 자세하게, 공진기의 진동 모드에 따른 공진기의 형상은 도 2는 도시된 바와 같다. 즉, 진동 모드에 따른 공진기의 단면 모습과 평면도를 확인 할 수 있다. 0차 모드(제1 모드)는 위-아래 모드로 불리며 공진기의 위치가 위 아래로 진동하는 운동을 나타낸다. 1차 모드(제2 모드)는 기울어짐 모드로 불리며 공진기의 지지대를 기준으로 공진기가 좌우로 기울어지는 진동을 나타낸다. 2차 모드(제3 모드)는 와인잔 모드로 불리며 평면도에서 보는 것과 같이 공진기의 형상이 변하는 진동을 나타내며 진동형 자이로는 이와 같은 와인잔 모드 운동을 이용한다. 이외 3차 이상의 고차 운동이 존재하나 일반적으로 2차 운동에 비해 높은 에너지를 요구하고 있어 상대적으로 높은 주파수를 가진다. 공진기의 특성 측정을 위해서는 각 모드별 공진 주파수와 품질인자 값을 측정해야하며 2차 모드(제3 모드)의 고유진동수와 품질 인자가 높고 모드간의 주파수 차이가 클수록 높은 성능의 자이로 제작에 유리하다. 0차 모드(제1 모드)는 단일 진동축을 기준으로 나타나나, 1차 모드(제2 모드) 및 2차 모드(제3 모드)는 2개의 독립된 진동축이 존재한다.In more detail, the shape of the resonator according to the vibration mode of the resonator is as shown in FIG. 2 . That is, the cross-sectional shape and plan view of the resonator according to the vibration mode can be checked. The zero-order mode (first mode) is called the up-down mode and represents a motion in which the position of the resonator vibrates up and down. The primary mode (second mode) is called a tilt mode and represents vibration in which the resonator is inclined to the left and right with respect to the support of the resonator. The secondary mode (third mode) is called the wine glass mode, and as seen in the plan view, the shape of the resonator changes vibration, and the vibration type gyro uses this wine glass mode motion. In addition, higher-order motions of higher order or higher exist, but generally require higher energy than the second-order motion, and thus have a relatively high frequency. In order to measure the characteristics of the resonator, it is necessary to measure the resonant frequency and quality factor for each mode. The higher the natural frequency and quality factor of the second mode (third mode) and the greater the frequency difference between modes, the more advantageous it is to manufacture a high-performance gyro. The zero-order mode (first mode) appears based on a single oscillation axis, but the first-order mode (second mode) and the second-order mode (third mode) have two independent oscillation axes.

공진기 성능 평가부(140)는 분석된 공진기 운동 속도와 공진기의 진동 모드를 토대로 공진기 성능을 평가한다.The resonator performance evaluation unit 140 evaluates the resonator performance based on the analyzed resonator motion speed and the vibration mode of the resonator.

도 3은 본 발명에 따른 공진기의 진동 모드를 분석하는 장치에 채용되는 공진기 진동 특성 검출부의 세부 구성을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining the detailed configuration of a resonator vibration characteristic detection unit employed in the apparatus for analyzing the vibration mode of the resonator according to the present invention.

도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 공진기 진동 특성 검출부(120)는 가진에 따라 공진기에 진동이 유발되면, 공진기에 대하여 운동 속도, 변위 및 간섭계들간의 상대 위상 중 적어도 어느 하나를 포함하는 공진기 진동 특성을 검출한다.3, when vibration is induced in the resonator according to the excitation, the resonator vibration characteristic detection unit 120 according to the present invention includes at least one of motion speed, displacement, and relative phase between interferometers with respect to the resonator. Detect resonator vibration characteristics.

이를 위해, 공진기 진동 특성 검출부(120)는 공진기 운동 속도 검출부(121), 공진기 변위 검출부(122) 및 공진기 위상 검출부(123)를 포함할 수 있다.To this end, the resonator vibration characteristic detection unit 120 may include a resonator motion speed detection unit 121 , a resonator displacement detection unit 122 , and a resonator phase detection unit 123 .

공진기 운동 속도 검출부(121)는 시간에 따른 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기로부터 측정되는 신호를 검출한다.The resonator motion speed detector 121 detects signals measured from the photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer according to time.

공진기 변위 검출부(122)는 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기로부터 측정되는 신호로부터 주파수 성분을 검출한다.The resonator displacement detector 122 detects a frequency component from signals measured by the photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer.

공진기 변위 검출부(122)는 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기로부터 측정되는 신호로부터 검출되는 주파수 성분은 푸리에(Fourier) 변환을 통해 획득될 수 있다.The resonator displacement detector 122 may obtain a frequency component detected from a signal measured by the photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer through Fourier transform.

공진기 위상 검출부(123)는 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기간의 위상 차이를 검출한다.The resonator phase detector 123 detects a phase difference between the photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer.

도 4는 본 발명에 적용되는 주변에 다수개의 간섭계가 구비되는 공진기의 구조에 설명하기 위한 제1 실시예이고, 도 5는 도 4의 제1 실시예에 따라 검출되는 공진기 진동 특성을 설명하기 위한 도면이다.4 is a first embodiment for explaining the structure of a resonator having a plurality of interferometers in the vicinity applied to the present invention, and FIG. 5 is for explaining the resonator vibration characteristics detected according to the first embodiment of FIG. It is a drawing.

도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 공진기는 총 2개의 간섭계를 구비한다. 보다 자세하게, 간섭계는 레이저(4)를 공진기(1) 주변에 정렬한다. 이때, 레이저(4)는 저가의 레이저 포인터부터 고가의 고품질 레이저까지 다양한 광원을 이용할 수 있다. 정렬된 레이저(4)는 빔 분할기(5)를 거치게 되고 빔 분할기(5)에서 반사되는 레이저 빔은 거울(6)에 반사되어 빔 분할기(5)로 되돌아 오게 된다. 되돌아오는 빔 중 빔 분할기(5)를 통과하는 레이저 빔을 광검출기(8)에 입사된다. 최초 빔 분할기(5)에서 투과되는 레이저 빔은 공진기(1) 표면에 반사되어 되돌아 오게 된다. 이때, 렌즈(7)는 곡률이 있는 공진기(1) 표면에서 반사되는 빔을 평행광으로 만들어 주기 위한 것으로 공진기(1)의 곡률값과 렌즈(7)의 위치에 따라 렌즈(7)의 초점거리를 선택하여 사용할 수 있으며 렌즈(7)의 사용여부는 선택사항이다. 공진기(1) 표면에서 반사된 레이저(4)는 빔 분할기(5)로 되돌아 오며 이 때 반사되는 빔을 광 검출기(8)로 입사시킨다. 광 검출기(8)에 입사되는 두 개의 레이저 빔을 정렬하여 두 레이저 빔이 간섭하도록 정렬하면 Michelson 간섭계가 완성된다.Referring to FIG. 4 , the resonator according to the first embodiment of the present invention includes a total of two interferometers. More specifically, the interferometer aligns the laser 4 around the resonator 1 . In this case, the laser 4 may use a variety of light sources from a cheap laser pointer to an expensive high-quality laser. The aligned laser 4 passes through the beam splitter 5 , and the laser beam reflected from the beam splitter 5 is reflected by the mirror 6 and returned to the beam splitter 5 . Among the returning beams, a laser beam passing through the beam splitter 5 is incident on the photodetector 8 . The laser beam transmitted from the first beam splitter 5 is reflected back on the surface of the resonator 1 . At this time, the lens 7 is to make the beam reflected from the surface of the resonator 1 having a curvature into parallel light, and the focal length of the lens 7 according to the curvature value of the resonator 1 and the position of the lens 7 . can be selected and used, and the use of the lens 7 is optional. The laser 4 reflected from the surface of the resonator 1 returns to the beam splitter 5 and at this time, the reflected beam is incident on the photo detector 8 . When two laser beams incident on the photodetector 8 are aligned so that the two laser beams interfere, a Michelson interferometer is completed.

상기와 같은 간섭계(앞서 설명한 제1 간섭계)와 동일하게 반대편에 구성되는 간섭계(앞서 설명한 제2 간섭계), 총 2개의 간섭계를 구성하여 진동모드를 측정할 준비를 한다. 이때, 두 간섭계 사이의 간섭무늬 위상차가 존재할 수 있으나 진동도드는 두 간섭계 사이의 상대 위상 값을 기준으로 측정되기 때문에 초기 위상차이는 상수값으로 취급하도록 한다.Prepare to measure the vibration mode by configuring a total of two interferometers, the interferometer (the second interferometer described above) configured on the opposite side of the interferometer as described above (the first interferometer described above). At this time, there may exist a phase difference of the interference fringes between the two interferometers, but the initial phase difference is treated as a constant value because the oscillation degree is measured based on the relative phase value between the two interferometers.

두 개의 간섭계가 구성된 뒤 액츄에이터(2)에 전압을 가하여 공진기(1)를 가진시킨다. 가진에 의해 공진기(1)의 진동이 유발되면 공진기(1)의 운동에 따라 상부에 구비된 광검출기(8)과 하부에 구비된 광 검출기(13)의 신호가 변하게 되며 신호 변화의 주파수와 두 신호 사이의 위상차를 통해 공진기의 진동 모드를 분석할 수 있다.After the two interferometers are constructed, a voltage is applied to the actuator (2) to excite the resonator (1). When the vibration of the resonator 1 is induced by the excitation, the signals of the photodetector 8 provided at the top and the photodetector 13 provided at the bottom are changed according to the movement of the resonator 1, and the frequency of the signal change and the two Through the phase difference between the signals, the vibration mode of the resonator can be analyzed.

도 5는 도 4과 같이 구성된 공진기의 운동을 측정하였을 경우 예상되는 신호를 모사한 것으로, 상부에는 두 광 검출기의 신호를 시간에 따라 나타낸 것과 하부는 이들의 푸리에 변환 결과 얻어지는 주파수 성분과 위상 성분을 나타낸 것이다. 5 is a simulation of a signal expected when the motion of the resonator configured as shown in FIG. 4 is measured. The upper part shows the signals of the two photodetectors over time, and the lower part shows the frequency component and phase component obtained as a result of their Fourier transform. it has been shown

보다 자세하게, 시간에 따른 광 검출기의 신호로부터 공진기의 운동이 감소됨을 확인할 수 있으며 이로부터 공진기의 품질 인자를 측정할 수 있으나 더욱 정확한 측정은 하부의 푸리에 변환 결과로 이루어 진다. 두 광 검출기의 푸리에 변환결과 8 kHz와 10 kHz 영역의 피크를 확인 할 수 있으며 8 kHz 성분은 두 신호 사이에 180도의 위상차를 가지나 10 kHz 성분은 위상차가 존재하지 않음을 확인할 수 있다. 즉, 10 kHz 성분은 와인잔 모드(제3 모드)에 관한 성분이고 8 kHz 성분은 기울어짐 모드(제2 모드)에 관한 성분임을 확인할 수 있으며 푸리에 변환의 피크 진폭을 통해 각 진동 모드에 대한 품질 인자를 측정할 수 있다.In more detail, it can be confirmed that the motion of the resonator is reduced from the signal of the photodetector according to time, and the quality factor of the resonator can be measured from this, but a more accurate measurement is made with the lower Fourier transform result. As a result of the Fourier transform of the two photodetectors, the peaks in the 8 kHz and 10 kHz regions can be confirmed, and it can be confirmed that the 8 kHz component has a phase difference of 180 degrees between the two signals, but the 10 kHz component does not have a phase difference. That is, it can be confirmed that the 10 kHz component is a component related to the wineglass mode (the third mode) and the 8 kHz component is the component related to the tilting mode (the second mode). Through the peak amplitude of the Fourier transform, the quality for each vibration mode factor can be measured.

여기서, 주의해야 할 사항으로는 두 간섭계 사이의 초기 위상값이다. 초기 위상값이 0과 0.5π 또는 1.5π와 2π 사이에 있다면 두 검출 신호 사이의 위상차는 와인잔 모드(제3 모드)에 대해 0, 기울어짐 모드(제2 모드)에 대해 π가 나타나나 초기 위상이 0.5π와 1.5π 사이에 존재할 경우 위상차가 반대로 나타나게 된다. 두 광 검출기의 초기위상은 피에조 세라믹(14, 15)과 같은 액츄에이터를 이용하여 초기 위상값을 측정하거나 원하는 값으로 변경가능하다.Here, a point to be noted is the initial phase value between the two interferometers. If the initial phase value is between 0 and 0.5π or 1.5π and 2π, the phase difference between the two detection signals is 0 for the wine glass mode (third mode) and π appears for the tilt mode (second mode), but When the phase is between 0.5π and 1.5π, the phase difference is reversed. The initial phase of the two photodetectors may be measured using an actuator such as the piezoceramics 14 and 15 or changed to a desired value.

도 6은 본 발명에 적용되는 주변에 다수개의 간섭계가 구비되는 공진기의 구조에 설명하기 위한 제2 실시예이고, 도 7은 도 6의 제2 실시예에 따라 검출되는 공진기 진동 특성을 설명하기 위한 도면이다.6 is a second embodiment for explaining the structure of a resonator having a plurality of interferometers in the vicinity applied to the present invention, and FIG. 7 is for explaining the characteristics of the resonator vibration detected according to the second embodiment of FIG. It is a drawing.

도 6을 참조하여 설명하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 공진기는 총 3개의 간섭계를 구비한다. 이와 같은 공진기를 이용하면 위아래 진동 모드,(제1 모드) 기울어짐 모드(제2 모드), 와인잔 모드(제3 모드)를 각 각 분별하여 측정할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the resonator according to the second embodiment of the present invention includes a total of three interferometers. If such a resonator is used, the up and down vibration mode, (first mode), inclination mode (second mode), and wine glass mode (third mode) can be separately measured and measured.

보다 자세하게, 광원(4, 9, 16)은 각 각 별도의 광원을 이용하거나 단일 광원을 3개로 나누어 사용하여도 관계없다. 광원에는 저가의 레이저 포인터부터 고가의 레이저까지 다양한 광원을 이용할 수 있다. 레이저 빔과 광 분할기(5, 10, 17)와 거울들(6, 11, 18)을 이용하여 간섭계를 구성할 수 있으며 간섭무늬 신호는 광 검출기(8, 13, 20)를 이용하여 측정가능하다. 공진기 표면에 반사되어 발산하는 레이저 빔은 렌즈(7, 12, 19)를 이용하여 수렴하도록 조절할 수 있으며 렌즈(7, 12, 19)는 선택적으로 이용하거나 제거하여 간섭계를 구성할 수도 있다.In more detail, the light sources 4 , 9 , and 16 may use separate light sources or divide a single light source into three. Various light sources can be used as the light source, from a low-cost laser pointer to an expensive laser. An interferometer can be constructed using a laser beam, light splitters 5, 10, 17, and mirrors 6, 11, 18, and the interference fringe signal can be measured using photo detectors 8, 13, 20 . The laser beam reflected and diverged from the resonator surface can be adjusted to converge using the lenses 7, 12, 19, and the lenses 7, 12, 19 can be selectively used or removed to form an interferometer.

도 7은 도 6과 같이 구성된 공진기의 운동을 측정하였을 경우 예상되는 간섭무의 신호를 모사한 것으로, 상부는 시간에 따른 신호 변화를 나타내고 하부는 상부의 신호를 푸리에 변환한 것이다. 3개의 검출기에 측정된 신호는 총 3개의 주파수 성분을 가지고 있음을 확인할 수 있으며 10 kHz 성분은 검출기(8)와 검출기 (13)사이에 0, 검출기(8)와 검출기(20) 사이에 π, 검출기(13)와 검출기(20) 사이에는 π의 위상차를 가져 와인잔 모드(제3 모드)임을 확인할 수 있다. 8 kHz 성분의 경우 검출기(8)와 검출기(13) 사이에 π, 검출기(8)와 검출기(20) 사이에 0, 검출기(13)와 검출기(20) 사이에는 π의 위상차를 가져 기울어짐 모드(제2 모드)임을 확인할 수 있다. 5 kHz 성분은 모두 위상이 같으므로 위아래 진동 모드(제1 모드) 성분임을 확인할 수 있다. 각 진동 모드에 대한 품질인자는 시간에 따른 신호 감쇠 또는 푸리에 변환의 각 주파수 피크의 선폭을 통해 계산할 수 있다.7 is a simulation of an interference-free signal expected when the motion of the resonator configured as shown in FIG. 6 is measured. The upper part represents the signal change with time, and the lower part is a Fourier transform of the upper signal. It can be confirmed that the signal measured by the three detectors has a total of three frequency components, and the 10 kHz component is 0 between the detector 8 and the detector 13, π between the detector 8 and the detector 20, Since there is a phase difference of π between the detector 13 and the detector 20, it can be confirmed that the wine glass mode (third mode) is present. In the case of an 8 kHz component, there is a phase difference of π between the detector 8 and the detector 13, 0 between the detector 8 and the detector 20, and π between the detector 13 and the detector 20. (second mode) can be confirmed. Since all 5 kHz components have the same phase, it can be confirmed that they are up and down vibration mode (first mode) components. The quality factor for each vibration mode can be calculated through time-dependent signal attenuation or the linewidth of each frequency peak of the Fourier transform.

도 8은 본 발명에 따른 공진기의 진동 모드를 분석하는 방법의 순서를 설명하기 위한 순서도이다.8 is a flowchart for explaining the sequence of a method of analyzing a vibration mode of a resonator according to the present invention.

도 8을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 공진기의 진동 모드를 분석하는 방법은 앞서 설명한 본 발명에 따른 공진기의 진동 모드를 분석하는 장치를 이용하는 것으로, 이하 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Referring to FIG. 8 , the method for analyzing the vibration mode of the resonator according to the present invention uses the apparatus for analyzing the vibration mode of the resonator according to the present invention described above, and the overlapping description will be omitted below.

먼저, 주변에 다수개의 간섭계가 구비되는 공진기를 구비한다(S100).First, a resonator provided with a plurality of interferometers is provided in the vicinity (S100).

다음, 주변에 다수개의 간섭계가 구비되는 공진기를 가진시킨다(S200).Next, a resonator provided with a plurality of interferometers in the vicinity is excited (S200).

S200 단계는 공진기에 장착된 엑츄에이터에 전압을 공급하여 공진기를 가진시킬 수 있다.In step S200, a voltage may be supplied to an actuator mounted on the resonator to excite the resonator.

다음, 가진에 따라 공진기에 진동이 유발되면, 시간에 따른 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기로부터 측정되는 신호를 검출한다(S300).Next, when vibration is induced in the resonator according to the excitation, signals measured from the photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer according to time are detected ( S300 ).

다음, 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기로부터 측정되는 신호로부터 주파수 성분을 검출한다(S400).Next, a frequency component is detected from signals measured by the photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer (S400).

다음, 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기간의 위상 차이를 검출한다(S500).Next, a phase difference between the photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer is detected ( S500 ).

다음, 시간에 따른 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기로부터 측정되는 신호 변화를 토대로 공진기 운동 속도를 분석한다(S600).Next, the resonator movement speed is analyzed based on signal changes measured from the photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer according to time (S600).

다음, 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기로부터 측정되는 신호로부터 검출되는 주파수 성분과 검출된 주파수 성분에 따른 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기간의 위상 차이를 토대로 공진기의 진동 모드를 분석할 수 있다(S700).Next, the photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer according to the frequency component detected from the signal measured by the photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer and the frequency component detected The vibration mode of the resonator may be analyzed based on the phase difference between the photodetectors (S700).

S700 단계에서 공진기의 진동 모드는 크게 제1 모드, 제2 모드 및 제3 모드 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 이때, 제1 모드는 위-아래 모드로 불리며 공진기의 위치가 위 아래로 진동하는 운동을 나타낸다. 제2 모드는 기울어짐 모드로 불리며 공진기의 지지대를 기준으로 공진기가 좌우로 기울어지는 진동을 나타낸다. 제3 모드는 와인잔 모드로 불리며 공진기의 형상이 변하는 진동을 나타낸다.In operation S700 , the vibration mode of the resonator may be at least one of a first mode, a second mode, and a third mode. At this time, the first mode is called an up-down mode and represents a motion in which the position of the resonator vibrates up and down. The second mode is called an inclination mode and represents vibration in which the resonator is inclined to the left and right with respect to the support of the resonator. The third mode is called the wine glass mode and represents the vibration in which the shape of the resonator changes.

다음, 분석된 공진기 운동 속도와 공진기의 진동 모드를 토대로 공진기 성능을 평가한다(S800).Next, the resonator performance is evaluated based on the analyzed resonator motion speed and the vibration mode of the resonator (S800).

이상 본 명세서에서 설명한 기능적 동작과 본 주제에 관한 실시형태들은 본 명세서에서 개시한 구조들 및 그들의 구조적인 등가물을 포함하여 디지털 전자 회로나 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어 또는 하드웨어에서 또는 이들 중 하나 이상이 조합에서 구현 가능하다. The functional operations described herein and the embodiments related to the present subject matter are implemented in a digital electronic circuit or computer software, firmware or hardware, including the structures disclosed herein and structural equivalents thereof, or in a combination of one or more of these It is possible.

본 명세서에서 기술하는 주제의 실시형태는 하나 이상이 컴퓨터 프로그램 제품, 다시 말해 데이터 처리 장치에 의한 실행을 위하여 또는 그 동작을 제어하기 위하여 유형의 프로그램 매체상에 인코딩되는 컴퓨터 프로그램 명령에 관한 하나 이상이 모듈로서 구현될 수 있다. 유형의 프로그램 매체는 전파형 신호이거나 컴퓨터로 판독 가능한 매체일 수 있다. 전파형 신호는 컴퓨터에 의한 실행을 위하여 적절한 수신기 장치로 전송하기 위한 정보를 인코딩하기 위하여 생성되는 예컨대 기계가 생성한 전기적, 광학적 또는 전자기 신호와 같은 인공적으로 생성된 신호이다. 컴퓨터로 판독 가능한 매체는 기계로 판독 가능한 저장장치, 기계로 판독 가능한 저장 기판, 메모리 장치, 기계로 판독 가능한 전파형 신호에 영향을 미치는 물질의 조합 또는 이들 중 하나 이상이 조합일 수 있다.Embodiments of the subject matter described herein relate to one or more computer program products, ie one or more computer program instructions encoded on a tangible program medium for execution by or for controlling the operation of a data processing device. It can be implemented as a module. A tangible program medium may be a radio wave signal or a computer-readable medium. A radio wave signal is an artificially generated signal, eg, a machine-generated electrical, optical or electromagnetic signal, that is generated to encode information for transmission to an appropriate receiver device for execution by a computer. The computer-readable medium may be a machine-readable storage device, a machine-readable storage substrate, a memory device, a combination of materials that affect a machine-readable radio wave signal, or a combination of one or more of these.

컴퓨터 프로그램(프로그램, 소프트웨어, 소프트웨어 어플리케이션, 스크립트 또는 코드로도 알려져 있음)은 컴파일되거나 해석된 언어나 선험적 또는 절차적 언어를 포함하는 프로그래밍 언어의 어떠한 형태로도 작성될 수 있으며, 독립형 프로그램이나 모듈, 컴포넌트, 서브루틴 또는 컴퓨터 환경에서 이용하기에 적합한 다른 유닛을 포함하여 어떠한 형태로도 전개될 수 있다. A computer program (also known as a program, software, software application, script or code) may be written in any form of any programming language, including compiled or interpreted language or a priori or procedural language, and may be a stand-alone program or module; It can be deployed in any form, including components, subroutines, or other units suitable for use in a computer environment.

컴퓨터 프로그램은 파일 장치의 파일에 반드시 대응하는 것은 아니다. 프로그램은 요청된 프로그램에 제공되는 단일 파일 내에, 또는 다중의 상호 작용하는 파일(예컨대, 하나 이상이 모듈, 하위 프로그램 또는 코드의 일부를 저장하는 파일) 내에, 또는 다른 프로그램이나 데이터를 보유하는 파일의 일부(예컨대, 마크업 언어 문서 내에 저장되는 하나 이상이 스크립트) 내에 저장될 수 있다. A computer program does not necessarily correspond to a file on a file device. A program may be stored in a single file provided to the requested program, or in multiple interacting files (eg, files that store one or more modules, subprograms, or portions of code), or in files holding other programs or data. It may be stored within some (eg, one or more scripts stored within a markup language document).

컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에 위치하거나 복수의 사이트에 걸쳐서 분산되어 통신 네트워크에 의해 상호 접속된 다중 컴퓨터나 하나의 컴퓨터 상에서 실행되도록 전개될 수 있다.The computer program may be deployed to be executed on a single computer or multiple computers located at one site or distributed over a plurality of sites and interconnected by a communication network.

부가적으로, 본 특허문헌에서 기술하는 논리 흐름과 구조적인 블록도는 개시된 구조적인 수단의 지원을 받는 대응하는 기능과 단계의 지원을 받는 대응하는 행위 및/또는 특정한 방법을 기술하는 것으로, 대응하는 소프트웨어 구조와 알고리즘과 그 등가물을 설정하는 데에도 사용 가능하다. Additionally, the logic flows and structural block diagrams described in this patent document describe corresponding acts and/or specific methods supported by corresponding functions and steps supported by the disclosed structural means, and corresponding It can also be used to establish software structures and algorithms and their equivalents.

본 명세서에서 기술하는 프로세스와 논리 흐름은 수신 데이터 상에서 동작하고 출력을 생성함으로써 기능을 수행하기 위하여 하나 이상이 컴퓨터 프로그램을 실행하는 하나 이상이 프로그래머블 프로세서에 의하여 수행 가능하다.The processes and logic flows described herein may be performed by one or more programmable processors executing one or more computer programs to perform functions by operating on received data and generating outputs.

컴퓨터 프로그램의 실행에 적합한 프로세서는, 예컨대 범용 및 특수 목적의 마이크로프로세서 양자 및 어떤 형태의 디지털 컴퓨터의 어떠한 하나 이상이 프로세서라도 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 읽기 전용 메모리나 랜덤 액세스 메모리 또는 양자로부터 명령어와 데이터를 수신할 것이다. Processors suitable for the execution of computer programs include, for example, both general and special purpose microprocessors and any one or more processors of any form of digital computer. Typically, the processor will receive instructions and data from either read-only memory or random access memory or both.

컴퓨터의 핵심적인 요소는 명령어와 데이터를 저장하기 위한 하나 이상이 메모리 장치 및 명령을 수행하기 위한 프로세서이다. 또한, 컴퓨터는 일반적으로 예컨대 자기, 자기 광학 디스크나 광학 디스크와 같은 데이터를 저장하기 위한 하나 이상이 대량 저장 장치로부터 데이터를 수신하거나 그것으로 데이터를 전송하거나 또는 그러한 동작 둘 다를 수행하기 위하여 동작가능 하도록 결합되거나 이를 포함할 것이다. 그러나, 컴퓨터는 그러한 장치를 가질 필요가 없다.A key component of a computer is one or more memory devices for storing instructions and data and a processor for executing instructions. In addition, a computer is generally configured to be operable to receive data from, transmit data to, or perform both operations on one or more mass storage devices for storing data, such as, for example, magnetic, magneto-optical disks or optical disks. combined or will include. However, the computer need not have such a device.

본 기술한 설명은 본 발명의 최상의 모드를 제시하고 있으며, 본 발명을 설명하기 위하여, 그리고 당업자가 본 발명을 제작 및 이용할 수 있도록 하기 위한 예를 제공하고 있다. 이렇게 작성된 명세서는 그 제시된 구체적인 용어에 본 발명을 제한하는 것이 아니다. The present description sets forth the best mode of the invention, and provides examples to illustrate the invention, and to enable any person skilled in the art to make or use the invention. The specification thus prepared does not limit the present invention to the specific terms presented.

따라서, 상술한 예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 본 예들에 대한 개조, 변경 및 변형을 가할 수 있다. 요컨대 본 발명이 의도하는 효과를 달성하기 위해 도면에 도시된 모든 기능 블록을 별도로 포함하거나 도면에 도시된 모든 순서를 도시된 순서 그대로 따라야만 하는 것은 아니며, 그렇지 않더라도 얼마든지 청구항에 기재된 본 발명의 기술적 범위에 속할 수 있음에 주의한다.Accordingly, although the present invention has been described in detail with reference to the above-described examples, those skilled in the art can make modifications, changes, and modifications to the examples without departing from the scope of the present invention. In short, in order to achieve the intended effect of the present invention, it is not necessary to separately include all the functional blocks shown in the drawings or follow all the orders shown in the drawings. Note that it may fall within the scope.

100 : 공진기의 진동 모드를 분석하는 장치
110 : 공진기 가진부
120 : 공진기 진동 특성 검출부
130 : 공진기 진동 모드 분석부
140 : 공진기 성능 평가부100: a device for analyzing the vibration mode of the resonator
110: resonator excitation part
120: resonator vibration characteristic detection unit
130: resonator vibration mode analysis unit
140: resonator performance evaluation unit

Claims (15)

주변에 다수개의 간섭계가 구비되는 공진기를 가진시키는 공진기 가진부;
가진에 따라 공진기에 진동이 유발되면, 공진기에 대하여 운동 속도, 변위 및 간섭계들간의 상대 위상 중 적어도 어느 하나를 포함하는 공진기 진동 특성을 검출하는 공진기 진동 특성 검출부;
측정된 공진기 진동 특성을 토대로 공진기의 진동 모드를 분석하는 공진기 진동 모드 분석부; 및
분석된 공진기 운동 속도와 공진기의 진동 모드를 토대로 공진기 성능을 평가하는 공진기 성능 평가부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 공진기의 진동 모드를 분석하는 장치.a resonator excitation unit that excites a resonator having a plurality of interferometers around it;
When vibration is induced in the resonator according to the excitation, a resonator vibration characteristic detection unit for detecting a resonator vibration characteristic including at least one of a motion speed, displacement, and a relative phase between interferometers with respect to the resonator;
a resonator vibration mode analysis unit that analyzes a vibration mode of the resonator based on the measured resonator vibration characteristics; and
a resonator performance evaluation unit that evaluates the resonator performance based on the analyzed resonator motion speed and the vibration mode of the resonator;
Device for analyzing the vibration mode of the resonator, characterized in that it comprises a. 제1항에 있어서,
엑츄에이터가 장착된 공진기는 진공 챔버 내부에 위치되고, 다수개의 간섭계는 진공 챔버 주변에 구비되되, 레이저, 빔 분할기, 거울, 렌즈 및 광 검출기 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공진기의 진동 모드를 분석하는 장치.According to claim 1,
A resonator equipped with an actuator is located inside the vacuum chamber, and a plurality of interferometers are provided around the vacuum chamber, and the resonator, characterized in that it comprises at least one of a laser, a beam splitter, a mirror, a lens, and a photodetector A device that analyzes vibration modes. 제1항에 있어서,
상기 공진기 가진부는 공진기에 장착된 엑츄에이터에 전압을 공급하여 공진기를 가진시키는 것을 특징으로 하는 공진기의 진동 모드를 분석하는 장치.According to claim 1,
The device for analyzing the vibration mode of the resonator, characterized in that the resonator exciter excites the resonator by supplying a voltage to an actuator mounted on the resonator. 제1항에 있어서,
상기 공진기 진동 특성 검출부는,
시간에 따른 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기로부터 측정되는 신호를 검출하는 공진기 운동 속도 검출부;
제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기로부터 측정되는 신호로부터 주파수 성분을 검출하는 공진기 변위 검출부; 및
제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기간의 위상 차이를 검출하는 공진기 위상 검출부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 공진기의 진동 모드를 분석하는 장치.According to claim 1,
The resonator vibration characteristic detection unit,
a resonator movement speed detector for detecting signals measured from the photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer according to time;
a resonator displacement detector configured to detect a frequency component from signals measured by the photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer; and
a resonator phase detector detecting a phase difference between the photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer;
Device for analyzing the vibration mode of the resonator, characterized in that it comprises a. 제4항에 있어서,
상기 공진기 변위 검출부는 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기로부터 측정되는 신호로부터 검출되는 주파수 성분은 푸리에(Fourier) 변환을 통해 획득되는 것을 특징으로 하는 공진기의 진동 모드를 분석하는 장치.5. The method of claim 4,
The resonator displacement detection unit vibration mode of the resonator, characterized in that the frequency component detected from the signal measured by the photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer is obtained through a Fourier transform analysis device. 제1항에 있어서,
상기 공진기 진동 모드 분석부는 시간에 따른 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기로부터 측정되는 신호 변화를 토대로 공진기 운동 속도를 분석하는 것을 특징으로 하는 공진기의 진동 모드를 분석하는 장치.According to claim 1,
The resonator vibration mode analyzer analyzes the vibration mode of the resonator, characterized in that it analyzes the movement speed of the resonator based on the signal change measured from the photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer according to time Device. 제1항에 있어서,
상기 공진기 진동 모드 분석부는 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기로부터 측정되는 신호로부터 검출되는 주파수 성분과 검출된 주파수 성분에 따른 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기간의 위상 차이를 토대로 공진기가 상하로 진동하는 제1 모드, 공진기가 좌우로 진동하는 진동 모드인 제2 모드 및 공진기의 형상이 변하는 제3 모드 중 적어도 어느 하나로 공진기의 진동 모드를 분석하는 것을 특징으로 하는 공진기의 진동 모드를 분석하는 장치.According to claim 1,
The resonator vibration mode analyzer includes a photodetector provided in the first interferometer and a photodetector provided in the second interferometer according to the frequency component detected from the signal measured by the photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer and the frequency component detected. Vibration of the resonator in at least one of a first mode in which the resonator vibrates up and down, a second mode in which the resonator vibrates left and right, and a third mode in which the shape of the resonator changes based on the phase difference between the photodetectors provided in the interferometer Device for analyzing the vibration mode of the resonator, characterized in that analyzing the mode. 삭제delete 공진기 가진부에 의해, 주변에 다수개의 간섭계가 구비되는 공진기를 가진시키는 단계;
공진기 진동 특성 검출부에 의해, 가진에 따라 공진기에 진동이 유발되면, 공진기에 대하여 운동 속도, 변위 및 간섭계들간의 상대 위상 중 적어도 어느 하나를 포함하는 공진기 진동 특성을 검출하는 단계;
공진기 진동 모드 분석부에 의해, 측정된 공진기 진동 특성을 토대로 공진기의 진동 모드를 분석하는 단계; 및
분석된 공진기 운동 속도와 공진기의 진동 모드를 토대로 공진기 성능을 평가하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 공진기의 진동 모드를 분석하는 방법.Exciting a resonator with a plurality of interferometers around it by the resonator excitation unit;
detecting, by the resonator vibration characteristic detecting unit, when vibration is induced in the resonator according to the excitation, the resonator vibration characteristic including at least one of motion speed, displacement, and a relative phase between interferometers with respect to the resonator;
analyzing, by the resonator vibration mode analysis unit, a vibration mode of the resonator based on the measured resonator vibration characteristics; and
evaluating the resonator performance based on the analyzed resonator movement speed and the vibration mode of the resonator;
A method of analyzing the vibration mode of the resonator, comprising a. 제9항에 있어서,
주변에 다수개의 간섭계가 구비되는 공진기를 가진시키는 단계는.
공진기에 장착된 엑츄에이터에 전압을 공급하여 공진기를 가진시키는 것을 특징으로 하는 공진기의 진동 모드를 분석하는 방법.10. The method of claim 9,
Exciting a resonator provided with a plurality of interferometers around the step.
A method of analyzing a vibration mode of a resonator, characterized in that excitation of the resonator by supplying a voltage to an actuator mounted on the resonator. 제9항에 있어서,
가진에 따라 공진기에 진동이 유발되면, 공진기에 대하여 운동 속도, 변위 및 간섭계들간의 상대 위상 중 적어도 어느 하나를 포함하는 공진기 진동 특성을 검출하는 단계는,
시간에 따른 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기로부터 측정되는 신호를 검출하는 단계;
제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기로부터 측정되는 신호로부터 주파수 성분을 검출하는 단계; 및
제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기간의 위상 차이를 검출하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 공진기의 진동 모드를 분석하는 방법.10. The method of claim 9,
When vibration is induced in the resonator according to the excitation, detecting the resonator vibration characteristic including at least any one of motion speed, displacement, and a relative phase between interferometers with respect to the resonator includes:
detecting a signal measured from the photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer according to time;
detecting a frequency component from a signal measured by a photodetector provided in the first interferometer and a photodetector provided in the second interferometer; and
detecting a phase difference between the photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer;
Method for analyzing the vibration mode of the resonator, comprising a. 제11항에 있어서,
제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기로부터 측정되는 신호로부터 주파수 성분을 검출하는 단계는,
제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기로부터 측정되는 신호로부터 검출되는 주파수 성분은 푸리에(Fourier) 변환을 통해 획득되는 것을 특징으로 하는 공진기의 진동 모드를 분석하는 방법.12. The method of claim 11,
The step of detecting the frequency component from the signal measured by the photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer,
A method of analyzing a vibration mode of a resonator, characterized in that the frequency component detected from the signal measured by the photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer is obtained through a Fourier transform. 제9항에 있어서,
측정된 공진기 진동 특성을 토대로 공진기의 진동 모드를 분석하는 단계는,
시간에 따른 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기로부터 측정되는 신호 변화를 토대로 공진기 운동 속도를 분석하는 것을 특징으로 하는 공진기의 진동 모드를 분석하는 방법.10. The method of claim 9,
The step of analyzing the vibration mode of the resonator based on the measured resonator vibration characteristics includes:
A method of analyzing a vibration mode of a resonator, characterized in that the movement speed of the resonator is analyzed based on signal changes measured from the photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer according to time. 제9항에 있어서,
측정된 공진기 진동 특성을 토대로 공진기의 진동 모드를 분석하는 단계는,
제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기로부터 측정되는 신호로부터 검출되는 주파수 성분과 검출된 주파수 성분에 따른 제1 간섭계에 구비되는 광 검출기와 제2 간섭계에 구비되는 광 검출기간의 위상 차이를 토대로 공진기가 상하로 진동하는 제1 모드, 공진기가 좌우로 진동하는 진동 모드인 제2 모드 및 공진기의 형상이 변하는 제3 모드 중 적어도 어느 하나인 것으로 공진기의 진동 모드를 분석하는 것을 특징으로 하는 공진기의 진동 모드를 분석하는 방법.10. The method of claim 9,
The step of analyzing the vibration mode of the resonator based on the measured resonator vibration characteristics includes:
The photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer according to the frequency component detected from the signal measured by the photodetector provided in the first interferometer and the photodetector provided in the second interferometer and the frequency component detected Analysis of the vibration mode of the resonator as at least one of a first mode in which the resonator vibrates up and down, a second mode in which the resonator vibrates left and right, and a third mode in which the shape of the resonator changes based on the phase difference of the period Method for analyzing the vibration mode of the resonator, characterized in that. 삭제delete
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100795099B1 (en) * 2006-01-26 2008-01-21 국방과학연구소 Method for dither stripping in ring laser gyroscope

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