We report the synthetic wavelength interferometer based on the optical comb of a femtosecond pulse laser with phase locking technique. The tunable range of the repetition rate which represents mode spacing in spectral range expands more widely from sub MHz to several tens of MHz by using external frequency modulation device, acousto-optic modulator (AOM). The phase locking technique allows the absolute length metrology without the nonlinear errors which are caused by imperfection of low-pass filtering and truncation error for A/D conversion. As the phase values are locked to 90 degree, the nonlinear error will be minimized because the phase detection resolution depends on the measurement phase non-linearly. In this paper, the measurement resolution based on the phase locking technique is achieved about five times better than that of phase difference detection
펨토초 레이저(femtosecond pulse laser) 의 광 빗(optical comb)을 이용한 합성파 절대거리 간섭계(synthetic wavelength absolute distance interferometer)에 위상잠금법(phase locking technique)을 적용하였다. 안정화된 펨토초 레이저를 사용함으로써 높은 광 주파수 안정도로 측정이 가능하고 광 빗에서 생성된 여러 합성파를 이용함으로써 높은 분해능으로 확장된 영역에서 측정이 가능하다. 여기서 측정하고자 하는 거리 변화에 따라 일정한 위상값을 잠금하기 위해 광 빗의 모드간 간격을 의미하는 반복률(repetition rate)을 음향광변조기(AOM)을 이용하여 수백 kHz 부터 수십 MHz 의 주파수 영역에서 변화시켰다. 합성파 간섭계는 저대역통과필터(low-pass filter)또는 대역 통과필터 (band-pass filter)의 불완전함, 위상측정기의 아날로그-디지털 데이터 전환(A/D conversion) 시 발생하는 절단오차(truncation error) 에 의해 비선형오차(non-linear error)를 가질 수 있으며 이러한 오차는 위상잠금(phase locking)을 통해 제거 가능하다. 본 논문에서는 합성파 간섭계의 분해능을 고정된 지점에서 받은 거리정보의 표준편차로 정의하고 이론적으로 90 도 에 위상잠금을 하게 되면 비선형 오차가 최소화 됨과 동시에 분해능이 향상될 수 있음을 밝혔으며 실험을 통해 위상잠금 전 보다 약 5배의 분해능 향상이 있음을 확인하였다.
