전-광 샘플링 기반 타이밍 검출기를 이용한 절대 거리 측정

Abstract

레이저 기반의 절대 거리 측정 기술은 과학적 발견에서부터 공학적 응용을 아우르는 다양한 분야에서 사용될 수 있다. 그러나 기존 절대 거리 측정 기술은 대부분 2개 이상의 광원을 사용해야하며, 나노미터 수준의 분해능에 도달할 수 있지만 측정시간이 길다는 단점이 있다. 이에 본 논문에서는 전-광 샘플링 기반 타이밍 검출기를 이용하여 초고속/초정밀의 특성을 가짐과 동시에 측정 가능 거리를 늘린 거리 측정 기술을 제안하였다. 먼저, 마이크로파 신호원의 사분파장에 제한되었던 측정 가능 거리를 늘리고자 하였으며, 긴 거리에서 본 기술의 선형성을 향상시켰다. 이에 더 나아가, 본 기술의 분해능을 향상시키기 위해 잔류 위상 잡음과 적분 지터를 개선할 수 있는 방법들을 제시하였으며, 동기화 루프의 특성 분석을 진행하였다. 결과적으로 기존 기술들과 비교하였을 때 분해능, 측정 가능 거리, 그리고 측정 속도가 모두 뛰어난 기술을 구현하였다. 본 기술을 통해 기존 거리 측정 기술들을 대체할 수 있을 것이며, 새로운 적용분야의 개척 또한 가능할 것이라 예상한다.