초록
본 논문에서는 광섬유형 전자 스페클 패턴 간섭계에 적용할 효과적인 위상이동 방법을 제안한다. 광섬유 마이켈슨 간섭계에 4$\pi$ 위상변조를 주기적으로 가하면서 각각 $\pi$의 위상차이를 갖는 4개의 영점위치를 검출하여 CCD 카메라의 이미지 취득신호를 생성한다. 이 신호에 따라 얻어지는 스페클 패턴은 위상추출 과정에 필요한 $\pi$/2 위상차이를 갖게 되며 후처리를 통하여 측정 대상체의 3차원적인 표면 위상정보를 얻게 된다. 환경적인 외란에 비하여 충분히 빠른 위상변조를 가할 경우 귀환제어 없이 빠르고 정확하게 $\pi$/2 위상 이동에 따른 CCD 동작신호를 생성할 수 있었으며, 위상변조기의 비선형적인 동작특성에 영향 받지 않는 실험결과를 얻을 수 있었다. 실험을 통하여 100 Hz의 영상 취득 속도를 얻었고, 25 Hz의 위상변조를 가할 때 출력 위상계단 신호의 오차는 0.6 mrad이었다.
We proposed an efficient phase stepping method for the use in fiber-optic ESPI. To improve phase-stepping accuracy and efficiency, a fiber-optic Michelson interferometer was phase-modulated by a ramp-driven fiber stretcher, resulting in 4$\pi$ phase excursion in the PD interference signal. The zero-crossing points of the signal, which have consecutive $\pi$ phase difference, were carefully detected and used to generate trigger signals for the CCD camera. From the experimental results by using this algorithm, $\pi$/2 phase-stepping errors between the speckle patterns were measured to be less than 0.6 mrad with 100 Hz image capture speed. Also it has been shown that the error from the nonlinear phase modulation and environmental perturbations could be minimized without any feedback algorithm.
