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公开(公告)号：KR100814638B1
公开(公告)日：2008-03-18
申请号：KR1020060052190
申请日：2006-06-09
Applicant: 성균관대학교산학협력단
Abstract: 본 발명은 레이저광원, 빔스플릿터, 고정거울, 타겟거울 및 상기 타겟거울에 입사 또는 반사되는 레이저광 방향으로 상기 타겟거울을 왕복 이동시킬 수 있는 스테이지를 포함하는 레이저 간섭계를 이용한 변위량 측정 시스템에 있어서, 상기 스테이지는 타겟거울이 안착되고, 피에조구동기에 의해 상기 타겟거울을 이동시키며, 정전용량센서를 이용하여 상기 타겟거울의 위치변화를 측정하는 제1스테이지부와 상기 제1스테이지가 안착되고, 스텝모터에 의해 상기 제1스테이지와 독립적으로 상기 타겟거울을 이동시킬 수 있는 제2스테이지부를 포함하고, 상기 변위량 측정 시스템은 변위를 측정하기 전에 상기 제1,2스테이지를 제어하여 기준위치로부터 상기 타겟거울을 소정 거리만큼씩 이동시키면서 상기 레이저 간섭계와 정전용량센서로 각각 변위를 측정하고, 상기 레이저 간섭계와 정전용량센서가 측정한 값을 이용하여 보정상수를 구한 후 변위 측정시 레이져 간섭계가 측정한 값에 상기 보정상수를 적용하여 측정오차를 실시간으로 보정하는 컴퓨터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 레이저 간섭계를 이용한 변위량 측정 시스템 및 그 오차 보정방법은 실제 측정을 하기 이전에 레이저 간섭계가 측정한 값을 동일한 지점에서 상기 레이저 간섭계보다 분해능과 환경요인에 의한 영향이 작은 정전용량센서를 이용하여 측정한 값과 비교하여 보정상수를 구하고, 실제 측정시 레이저 간섭계가 측정한 값에 상기 보정상수를 곱하여 실시간 보정을 수행함으로써 레이저 간섭계를 이용한 변위량 측정 시스템의 코사인 오차 및 아베 오차 같은 선형적인 오차를 줄일 수 있다. 그 결과 본 발명에 따른 레이저 간섭계를 이용한 변위량 측정 시스템은 수백 밀리미터의 장거리의 변위를 나노미터 급의 정밀도를 가지고 측정할 수 있다는 장점이 있다.
정전용량센서, 레이저 간섭계, 나노스테이지, 마이크로스테이지-
公开(公告)号：KR100736231B1
公开(公告)日：2007-07-06
申请号：KR1020060035645
申请日：2006-04-20
Applicant: 성균관대학교산학협력단
Abstract: A system for compensating laser interferometer and a method thereof are provided to estimate an optimal correction parameter using position information of a static capacity sensor and position information of a heterodyne laser interferometer. A system for compensating laser interferometer includes a measuring unit(10) to measure a displacement of a target, a preprocessing unit(20) to pre-process an output signal of the measuring unit, a correcting unit(30) to set a correction parameter to correct the measurement of the target processed by the preprocessing unit, and a mapper(40) to correct and output the measurement pre-processed by the preprocessing unit using the correction parameter set by the correcting unit. The correction value outputted by the mapper is outputted through an output unit(50). The measuring unit includes a heterodyne laser system(11) having two different frequencies and using two light sources orthogonally polarized with each other and a static sensor(12) to precisely measure a position with few nanometer unit precision. The heterodyne laser system has a performance of representing the position information of the target as an intensity of a signal.
Abstract translation: 提供了一种用于补偿激光干涉仪的系统及其方法，以使用静态电容传感器的位置信息和外差激光干涉仪的位置信息来估计最佳校正参数。 用于补偿激光干涉仪的系统包括：测量单元（10），用于测量目标的位移;预处理单元（20），用于预处理测量单元的输出信号;校正单元（30），用于设置校正参数 以校正由预处理单元处理的目标的测量;以及映射器（40），使用由校正单元设置的校正参数校正并输出由预处理单元预处理的测量。 由映射器输出的校正值通过输出单元（50）输出。 测量单元包括具有两个不同频率并使用彼此正交偏振的两个光源的外差激光系统（11）和静态传感器（12）以精确测量具有几纳米单位精度的位置。 外差激光系统具有将目标的位置信息表示为信号强度的性能。
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公开(公告)号：KR1020070117937A
公开(公告)日：2007-12-13
申请号：KR1020060052190
申请日：2006-06-09
Applicant: 성균관대학교산학협력단
Abstract: A system for measuring displacement amount and a method for correcting the error in a laser interferometer using a capacitance sensor are provided to improve accuracy in measuring displacement of the laser interferometer by calculating average value. A system for measuring displacement amount in a laser interferometer using a capacitance sensor comprises a detecting unit, a measuring unit, a first stage(150), a second stage(140), and a computer(200). The laser interferometer measures displacement of a target. The detecting unit measures displacement of the target from the laser interferometer. The measuring unit converts distance measured by the detecting unit into a numerical value. The first stage reciprocates on one axis to measure millimeter displacement. The second stage is mounted on the first stage and reciprocates on one axis to measure nanometer and micrometer displacement. The computer calculates displacement value on the basis of a measured value of the laser interferometer obtained by the measuring unit and a value measured on the second stage.
Abstract translation: 提供一种用于测量位移量的系统和使用电容传感器校正激光干涉仪中的误差的方法，以通过计算平均值来提高测量激光干涉仪位移的精度。 使用电容传感器测量激光干涉仪中的位移量的系统包括检测单元，测量单元，第一级（150），第二级（140）和计算机（200）。 激光干涉仪测量目标的位移。 检测单元测量目标与激光干涉仪的位移。 测量单元将由检测单元测量的距离转换为数值。 第一阶段在一个轴上往复运动以测量毫米位移。 第二阶段安装在第一阶段，并在一个轴上往复运动以测量纳米和千分尺位移。 计算机基于由测量单元获得的激光干涉仪的测量值和在第二阶段测量的值来计算位移值。
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公开(公告)号：KR100736229B1
公开(公告)日：2007-07-06
申请号：KR1020060035644
申请日：2006-04-20
Applicant: 성균관대학교산학협력단
IPC: G01B9/02
Abstract: A system for compensating error of laser interferometer and a method thereof are provided to measure displacement similar to resolution of a corresponding interferometer without an expensive measuring circumstance. A system for compensating error of laser interferometer includes an interferometer(50) using a single path heterodyne laser(51), a measuring unit(60) to measure a displacement using the interferometer, and a correcting unit(70) to correct an error of the measurement measured by the measuring unit using double Kalman filter algorithm. The correcting unit models measurement noise due to environmental error and reduces the measurement noise to increase measuring precision. The interferometer includes a laser to output a laser beam with a first frequency(f1) and a second frequency(f2), a beam splitter(52) installed on an optical path of the laser to split the first frequency and the second frequency, a first quarter plate installed on an optical path of the first frequency, a movable mirror(54) installed in a driving unit, a second quarter plate(55) installed on an optical path of the second frequency, and a fixed mirror(56) fixed on the optical path of the second frequency.
Abstract translation: 提供了一种用于补偿激光干涉仪误差的系统及其方法，以测量与相应干涉仪的分辨率相似的位移，而无需昂贵的测量环境。 用于补偿激光干涉仪误差的系统包括使用单路外差激光器（51）的干涉仪（50），使用干涉仪测量位移的测量单元（60），以及校正单元（70） 由测量单元使用双卡尔曼滤波器算法测量的测量。 校正单元模拟由于环境误差引起的测量噪声，并降低测量噪声以提高测量精度。 干涉仪包括：激光器，用于输出具有第一频率（f1）和第二频率（f2）的激光束;分光器（52），其安装在激光器的光路上以分裂第一频率和第二频率; 在安装在第一频率的光路上的第一四分之一板，安装在驱动单元中的可移动反射镜（54），安装在第二频率的光路上的第二四分之一板（55）以及固定的反射镜（56） 在第二频率的光路上。
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