Calibration method for interferometric displacement sensor based on quadrature detection using 3×3 optical fiber coupler

Abstract

동일한 광 분배율을 가지는 3×3 광섬유 분배기 기반 간섭계의 간섭 신호는 각 출력 포트 간에 약 120도의 내인적 위상차(intrinsic phase shift)를 가지고 출력된다. 수학적으로, 출력되는 두 개의 간섭 신호와 위상차의 값으로 서로 직교하는 신호를 얻을 수 있으며, 이로부터 간섭계에서 발생한 광 경로 차이를 초기 위상값에 무관하게 측정할 수 있다. 연산으로 직교 신호를 얻는 데 필요한 상수들은 분배기의 분배 비율을 통해 이론적으로 계산할 수 있으나, 실험 환경의 변화 등으로 인한 오차가 존재한다. 본 연구에서는 실험 환경과 무관하게 직교 신호의 연산에 필요한 상수들을 정확히 추론할 수 있는 곡선 적합 기반의 최적화 방법을 개발하였으며, 기존에 사용했던 이론적인 방법과의 정량적인 비교 결과를 제시한다.