산업현장용 레이저 간섭계의 측정 오차 줄여
한국표준과학연구원(표준연)은 이 연구원 길이센터 엄태봉 박사팀이 레이저 간섭계의 측정 정확도를 향상 시킬 수 있는 정밀 교정시스템을 개발했다고 21일 밝혔다. 레이저 간섭계가 산업 현장에서 부품이나 제품, 재로 등의 길이를 재는 데 폭넓게 쓰이는 만큼 생산성 향상에도 도움이 될 것으로 전망된다.
레이저 간섭계는 파장이 일정하도록 안정화된 레이저의 간섭 특성을 이용해 길이를 정밀하게 측정하는 장치로, 길이표준 분야 최상위 측정기다. 이 장비는 반도체 리소그래피(패턴형성을 위한 미세 가공기술) 장비 등과 같은 초정밀 시스템의 변위 측정 센서로 널리 사용된다.
현재 산업현장에서 쓰이는 기존 레이저 간섭계는 온도·압력·습도 등 환경 요소의 변화에 따라 레이저 파장이 달라지기 때문에 길이 측정에 오차가 생기는 문제가 있다. 예를 들어 공기 온도 1 ℃의 차이에서 1 m 길이에 대한 측정값은 약 1 ㎛ (마이크로미터, 백만분의 1 m) 정도의 오차를 갖는다.
엄 박사팀은 고도화 된 환경 인자 센서가 내재된 레이저 간섭계 교정 시스템을 개발했다. 이 시스템을 이용해 표준연이 보유한 레이저 간섭계와 산업 현장에서 사용되는 레이저 간섭계의 측정값을 비교 후 그 오차를 알려준다. 이동범위가 2 m와 50 m인 이동장치 위에 기준인 간섭계와 교정이 필요한 간섭계를 설치한 뒤 이동기구의 거리를 변경하면서 양 쪽 간섭계가 측정한 거리 값을 비교해 오차를 알아낸다.
엄 박사는 “정밀 측정이 가능한 레이저 간섭계로 길이 측정 정확도를 10배 정도 향상 시킬 수 있다”며 “다양한 산업 부문에서 생산 효율성과 안전성이 증대될 것”이라고 설명했다.
한국표준과학연구원 길이센터 엄태봉 박사가 레이저 간섭계의 측정 정확도를 향상 시킬 수 있는 정밀 교정시스템을 시험하고 있다. /사진제공=한국표준과학연구원
