KR100686923B1 - Phase-shifting Method Using Waveplates in Shearography and System for Measuring Deformation Using The Same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 월라스톤 프리즘을 이용하는 스펙클패턴전단간섭법(shearography)에 있어서 수동소자인 2개의 파장판과 편광판을 이용하여 간섭패턴에 위상천이를 일으키는 방법과, 이 방법을 사용하여 검사대상물체의 변형 기울기를 측정하는 계측시스템에 관한 것이다. 대상물체로부터 반사된 빛은 월라스톤 프리즘에 의해 분리된 후 두 개의 파장판과 편광판을 차례로 통과한다. 두 개의 파장판과 편광판을 소정의 각도로 회전시킴으로써, 일정한 위상 차이를 갖는 다수의 스펙클 패턴을 얻을 수 있고, 물체의 변형 전후의 스펙클 패턴을 비교하여 변형의 기울기를 구할 수 있다.The present invention relates to a method of causing phase shift in an interference pattern by using two wave plates and a polarizing plate, which are passive elements, in speckle pattern shear interference using a wallastone prism, and by using the method The present invention relates to a measurement system for measuring strain slope. The light reflected from the object is separated by the Wallastone prism and then passes through two wave plates and a polarizer. By rotating the two wavelength plates and the polarizing plate at a predetermined angle, a plurality of speckle patterns having a constant phase difference can be obtained, and the inclination of the deformation can be obtained by comparing the speckle patterns before and after the deformation of the object.

스펙클패턴 전단간섭법, 위상천이, 월라스톤 프리즘, 파장판, 편광판, 변형 기울기Speckle pattern shear interference method, phase shift, wallastone prism, wave plate, polarizer, strain gradient

Description

스펙클패턴 전단간섭법에 있어서 파장판을 이용한 위상천이방법 및 이를 이용한 계측시스템{Phase-shifting Method Using Waveplates in Shearography and System for Measuring Deformation Using The Same}Phase-shifting Method Using Waveplates in Shearography and System for Measuring Deformation Using The Same}

도1은 월라스톤 프리즘의 원리를 도시한 도면이다.1 is a diagram showing the principle of the wallastone prism.

도2는 월라스톤 프리즘을 이용한 스펙클패턴 전단간섭계 시스템의 원리를 개략적으로 도시한 도면이다.2 is a view schematically illustrating the principle of a speckle pattern shear interferometer system using a wallastone prism.

도3은 본 발명의 스펙클패턴 전단간섭계 시스템을 전체적으로 도시한 도면이다.Figure 3 is a view showing an overall speckle pattern shear interferometer system of the present invention.

도4는 본 발명의 제1 실시예의 스펙클패턴 전단간섭계 시스템에 의한 스펙클 패턴을 도시한 도면이다.4 is a view showing a speckle pattern by the speckle pattern shear interferometer system of the first embodiment of the present invention.

도5는 검사대상물체의 변형 전후의 스펙클 패턴로부터 변형 기울기를 구하는 과정을 나타낸 흐름도를 도시한다.5 is a flowchart illustrating a process of obtaining a deformation slope from a speckle pattern before and after deformation of an inspection object.

도6(a)는 종래의 마이켈슨 간섭계를 이용한 스펙클패턴 전단간섭계 시스템의 원리를 개략적으로 도시한 도면이고, 도6(b)는 상기 시스템에서 X축 방향으로 전단된 두 개의 이미지를 도시한 것이다.FIG. 6 (a) schematically illustrates the principle of a speckle pattern shear interferometer system using a conventional Michelson interferometer, and FIG. 6 (b) shows two images sheared in the X-axis direction in the system. will be.

본 발명은 스펙클패턴 전단간섭법(shearography)에 있어서의 위상천이방법과 이를 이용한 계측시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a phase shifting method in speckle pattern shear interference method and a measurement system using the same.

레이저를 이용하여 물체의 변형과 변형기울기를 구할 수 있는 레이저 스펙클 측정 방법 중, 전자 스펙클패턴 간섭법(ESPI)과 스펙클패턴 전단간섭법(shearography)이 많이 이용된다. ESPI와 스펙클패턴 전단간섭법에서 물체의 변형과 변형기울기를 나타내는 간섭패턴은 변형전과 변형후의 상태에 대응하는 두 개의 스펙클 패턴을 기록하고, 이들의 차이를 구하면 볼 수 있다. 이것은 변형과 변형의 기울기 측정을 위한 ESPI와 스펙클패턴 전단간섭법의 기본개념이다.Among the laser speckle measurement methods for deforming and tilting an object using a laser, electronic speckle pattern interference (ESPI) and speckle pattern shear interference (shearography) are widely used. ESPI and Speckle Pattern In the shear interference method, the interference pattern representing the deformation and slope of an object can be seen by recording two speckle patterns corresponding to the states before and after deformation, and finding the difference between them. This is the basic concept of ESPI and Speckle Pattern Shear Interferometry for measuring strain and its slope.

특히, 스펙클패턴 전단간섭법은 인간과 생물의 기관뿐만 아니라 기계 부품, 전기기기, 그리고 토목공학 구조물의 결함 또는 불규칙성을 밝히기 위해 사용되며, 물체의 표면과 내부의 결함을 검출할 수 있다. 이것은 내부의 결함이 표면으로부터 매우 멀리 떨어져 있는 것이 아니라면 표면의 변형에도 영향을 미치기 때문이다.In particular, the speckle pattern shear interference method is used to identify defects or irregularities of mechanical parts, electrical equipment, and civil engineering structures as well as human and biological organs, and can detect defects on the surface and inside of an object. This is because internal defects also affect the deformation of the surface unless it is very far from the surface.

린데르츠(Leendertz)와 버터스(Butters)는 1973년 J. Phys.에 "굽힘 모멘트를 측정하기 위한 전단영상 스펙클패턴 간섭계"(An image-shearing speckle-pattern interferometer for measuring bending moments)라는 제목으로 스펙클패턴 전단간섭법을 이용하여 변형의 1차 미분을 직접적으로 측정하는 방법에 대하여 발표하였다. 헝(Hung)은 이 기술을 더욱 발전시켜, 1982년 Opt. Eng.에 "스펙클패턴 전단간섭법, 변형 측정과 비파괴 검사를 위한 새로운 광학적 방법"(Shearography, a new optical method for strain measurement and nondestructive testing)이라는 제목으로 면외 변형 기울기의 수치적인 해법을 발표했다. 상기 방법들은 스펙클 패턴을 필름에 기록한 후 습식 처리와 광학적 복원을 필요로 하였기 때문에, 현장에 실제로 적용하는데는 어려움이 있었다. Lindertz and Butters wrote in J. Phys., 1973, entitled "An image-shearing speckle-pattern interferometer for measuring bending moments." A method for directly measuring the first derivative of deformation using speckle pattern shear interference is presented. Hung developed this technology further in 1982 by Opt. In Eng., He presented a numerical solution to the out-of-plane strain gradient, entitled "Shearography, a new optical method for strain measurement and nondestructive testing." Since the methods required wet treatment and optical reconstruction after recording the speckle pattern on the film, it was difficult to actually apply to the field.

이러한 단점을 해소하기 위해 개발된 것이 디지털 스펙클패턴 전단간섭법이다. 디지털 스펙클패턴 전단간섭법은 필름에 기록하는 이전의 기술과는 대조적으로 변형 전후의 스펙클 패턴을 CCD 카메라에 의해 기록하고 이미지 프로세서 장치에 의해 온라인으로 처리하므로 실시간으로 스펙클패턴 전단간섭영상(shearogram)을 관측하는 것이 가능하게 되었다. 디지털 스펙클패턴 전단간섭법은 필름을 이용하는 스펙클패턴 전단간섭법과 같이 면외성분을 수치적으로 결정할 수 있어서, 많은 분야에서 응용이 이루어지고 있다.The digital speckle pattern shear interference method was developed to solve these shortcomings. In contrast to previous techniques for recording on film, the digital speckle pattern shear interference method records speckle patterns before and after deformation by CCD cameras and processes them online by an image processor device. shearogram) can be observed. The digital speckle pattern shear interference method is able to numerically determine out-of-plane components numerically, such as the speckle pattern shear interference method using a film, and has been applied in many fields.

스펙클패턴 전단간섭법에 의한 출력은 인간의 해석을 요구하는 프린지 패턴 형태이다. 관심있는 한 점에서의 변형의 기울기는 일반적으로 그 점에서의 프린지 차수와 시스템의 상수를 곱함으로써 결정된다. 프린지 해석에 있어서 가장 어려운 점 중의 하나는 프린지 차수의 정의이다. 이러한 어려움은 프린지 차수와 그 부호를 결정하는 데 있어서의 모호함에 있었다. 현재, 프린지 차수를 정의하기 위한 가장 실용적인 방법은 경계조건과 동일한 특성을 나타내는 프린지 패턴에 대한 사전지식에 의존하고 있다. 여러 해 동안 이 문제는 스펙클패턴 전단간섭법에 있어서 프린지 위상 결정의 자동화를 막는 주요한 장애물중의 하나였다.Speckle pattern shear interference output is in the form of a fringe pattern that requires human interpretation. The slope of the strain at one point of interest is generally determined by multiplying the fringe order at that point by the constant of the system. One of the most difficult aspects of fringe interpretation is the definition of fringe order. This difficulty lies in the ambiguity in determining the fringe order and its sign. Currently, the most practical way to define fringe orders relies on prior knowledge of fringe patterns that exhibit the same characteristics as boundary conditions. For many years this problem has been one of the major obstacles to the automation of fringe phase determination in speckle pattern shear interference.

이를 가능하게 한 것이 위상천이기술이다. 위상천이기술은 측정된 스펙클 패턴으로부터 간섭영상의 위상분포를 결정하는 방법이다. 위상천이기술은 부가적인 위상을 세번에서 다섯번까지 천이시켜 세개에서 다섯개의 스펙클 패턴을 얻고, 이로부터 스펙클 패턴의 각 지점의 위상분포를 결정하는 기술이다.It is the phase shift technology that makes this possible. Phase shift technique is a method of determining the phase distribution of an interference image from the measured speckle pattern. Phase shifting technology is a technique of shifting additional phases three to five times to obtain three to five speckle patterns, from which the phase distribution of each point of the speckle pattern is determined.

스펙클패턴 전단간섭법은 크게 다음의 두가지로 구분할 수 있다. 첫째는, 쐐기형 유리, 프레즈넬 바이프리즘(Fresnel biprism), 평행한 면을 가진 유리판, 각 조절 가능한 유리판, 분리된 렌즈, 월라스톤 프리즘(Wollaston prism) 등을 이용하여 빔을 두개로 분리하여 이미지면에서 두 개의 영상으로 전단시키는 방식이 있고, 두 번째는, 이미지의 전단효과를 일으키기 위해 마이켈슨 간섭계를 이용하는 방식이다.Speckle pattern shear interference can be classified into the following two types. First, split the beam into two using wedge-shaped glass, Fresnel biprism, glass plates with parallel faces, angle adjustable glass plates, separate lenses, and Wollaston prism. There is a method of shearing two images from the plane, and the second method is using a Michelson interferometer to cause the image shear effect.

도6(a)는 마이켈슨 간섭계를 이용한 디지털 스펙클패턴 전단간섭계 시스템을 도시한 것이다. 검사대상물체는 확장된 레이저빔으로 조사되고, 물체의 표면에서 반사된 빛은 CCD 카메라 앞단에 설치된 마이켈슨 간섭계에 의해 두 개로 나누어져 각각 두 개의 미러로 입사된다. 미러1의 각을 정상위치로부터 매우 작은 각으로 기울임으로써 검사대상물체의 전단된 영상이 CCD 카메라의 이미지면에 생성된다. 도6(b)는, 예컨대, 검사대상물체의 X축 방향으로 전단된 두 개의 이미지를 도시한다. 두 개의 전단된 이미지는 서로 간섭하여 스펙클 패턴을 형성한다. 다른 하나의 미러2에는 압전변환기(Piezoelectric transducer; PZT)를 부착하여 빛의 경로를 변화시키고, 그로 인해 빛의 위상을 변화시킨다. CCD 카메라에 찍힌 스펙클 패턴은 카메라에 연결된 컴퓨터로 입력되고, 컴퓨터의 이미지 프로세서는 위상차를 갖는 다수의 스펙클 패턴으로부터 각 지점에서의 위상값을 계산한다. 마찬가지 방법 으로 검사대상물체가 변형을 일으킨 후 측정한 스펙클 패턴으로부터 각 지점에서의 위상값을 구할 수 있다. 이와 같이 변형 전후의 각 지점에서의 위상값을 얻고, 그차이를 구함으로써 변형 기울기를 얻을 수 있다. 즉, 변형 전후에 검사대상물체로부터 반사되는 빛의 위상을 변화시키면서 여러 개의 스펙클 패턴을 발생시키고 이 스펙클 패턴으로부터 얻어지는 위상정보를 토대로 물체의 변형을 측정함으로써, 보다 정확한 물체의 비파괴 검사가 가능하다.Fig. 6 (a) shows a digital speckle pattern shear interferometer system using a Michelson interferometer. The object to be inspected is irradiated with an extended laser beam, and the light reflected from the surface of the object is divided into two by the Michelson interferometer installed in front of the CCD camera and incident on each of two mirrors. By tilting the angle of the mirror 1 from the normal position to a very small angle, a sheared image of the inspection object is generated on the image plane of the CCD camera. 6 (b) shows two images, for example, sheared in the X-axis direction of the inspection object. The two sheared images interfere with each other to form a speckle pattern. A piezoelectric transducer (PZT) is attached to the other mirror 2 to change the light path, thereby changing the phase of the light. The speckle pattern taken by the CCD camera is input to a computer connected to the camera, and the image processor of the computer calculates the phase value at each point from a plurality of speckle patterns having a phase difference. In the same manner, the phase value at each point can be obtained from the speckle pattern measured after the object under test is deformed. Thus, the strain inclination can be obtained by obtaining the phase value at each point before and after strain and calculating the difference. In other words, by generating a plurality of speckle patterns while changing the phase of the light reflected from the inspection object before and after deformation, by measuring the deformation of the object based on the phase information obtained from the speckle pattern, more accurate non-destructive inspection of the object is possible. Do.

그러나, 상기한 디지털 스펙클패턴 전단간섭계 시스템은 PZT를 제어하기 위한 회로구성과, 마이켈슨 간섭계가 설치되는 공간을 필요로 한다. 또한, 마이켈슨 간섭계는 외부환경에 대해 매우 민감하게 반응하기 때문에 전체 시스템 중 일부에 발생한 작은 변화가 시스템의 출력결과에 매우 큰 영향을 미치게 된다. 뿐만 아니라, 구조가 복잡하기 때문에, 시스템에 이상이 발생했을 때 반드시 전문가의 도움이 필요하며, 수리하는 과정이 복잡하고 비용 지출이 크다.However, the digital speckle pattern shear interferometer system requires a circuit configuration for controlling the PZT and a space where a Michelson interferometer is installed. In addition, because the Michelson interferometer reacts very sensitively to the external environment, small changes in some parts of the whole system have a great effect on the output of the system. In addition, due to the complex structure, when an abnormality occurs in the system, expert help is required, and the repairing process is complicated and expensive.

이에 비해, 월라스톤 프리즘을 이용하는 스펙클패턴 전단간섭법은 구조가 단순하고 외부환경에 대해 아주 강인한 특성을 가지고 있다. 그러나, 이 방법은 위상천이기술을 적용하기가 어렵다는 단점을 가지고 있다. 최근에는 이러한 단점을 개선하여 위상천이를 적용할 수 있는 방법이 보고되었다. 이것은 원통형 PZT에 고 복굴절(highly-birefringent: HiBi) 광섬유를 감고, PZT에 가하는 전압을 변화시킴으로써 광섬유에서 나오는 두 개의 직교하는 편광을 가지는 모드간에 위상차를 발생시킴으로써 위상의 변화를 일으키는 방법이다. 이 방법으로 광섬유에서 나오는 빛을 검사대상물체에 직접 조사하고 PZT에 가해지는 전압을 조절함으로써 위상차가 있는 스펙클 패턴을 얻을 수 있다. 그러나, 광섬유는 온도, 압력, 습도, 변형 등의 외부환경에 대하여 매우 민감하기 때문에, 결과의 신뢰성을 확보하기 어렵다는 단점이 있다. 이러한 이유로, 구조가 단순한 월라스톤 프리즘을 이용하여 전단효과를 발생시킬 수 있음에도 불구하고, 현재까지 월라스톤 프리즘을 이용하는 스펙클패턴 전단간섭계 시스템에서는 안정적으로 위상천이를 발생시킬 수 있는 시스템이 개발되지 못하였고, 그 결과 구조가 복잡한 마이켈슨 간섭계를 채택한 스펙클패턴 전단간섭계 시스템이 주로 이용되어 왔다.In contrast, the speckle pattern shear interference method using Wallastone prism is simple in structure and very robust to the external environment. However, this method has a disadvantage in that it is difficult to apply a phase shift technique. Recently, a method for applying a phase shift by improving these shortcomings has been reported. This is a method of changing the phase by winding a highly-birefringent (HiBi) optical fiber in a cylindrical PZT and changing the voltage applied to the PZT to generate a phase difference between two orthogonal polarization modes exiting the optical fiber. In this way, the speckle pattern with phase difference can be obtained by directly irradiating light from the optical fiber to the object to be inspected and adjusting the voltage applied to the PZT. However, since the optical fiber is very sensitive to external environment such as temperature, pressure, humidity, deformation, etc., it is difficult to secure the reliability of the result. For this reason, although the shear effect can be generated by using a simple wallastone prism, a system that can stably generate a phase shift has not been developed in the speckle pattern shear interferometer system using the wallastone prism. As a result, a speckle pattern shear interferometer system employing a complex Michelson interferometer has been used.

본 발명의 목적은 기존의 월라스톤 프리즘 스펙클패턴 전단간섭계 시스템에서 구현할 수 없었던 위상천이방법을 구현가능하게 하는데 있다. 따라서, 기존의 마이켈슨 간섭계를 이용한 스펙클패턴 전단간섭계 시스템에 비해 구조가 훨씬 간단하면서도 외부환경에 강인한 월라스톤 프리즘 스펙클패턴 전단간섭계 시스템에서 안정적으로 위상천이를 발생시킬 수 있다.An object of the present invention is to make it possible to implement a phase shift method that could not be implemented in the existing wallastone prism speckle pattern shear interferometer system. Accordingly, the phase shift can be stably generated in the Wallastone prism speckle pattern shear interferometer system that is much simpler in structure than the speckle pattern shear interferometer system using the Michelson interferometer.

또한, 본 발명은 월라스톤 프리즘 스펙클패턴 전단간섭계 시스템에 위상천이방법을 적용함으로써, 계측의 자동화를 가능하게 하고 정밀도 및 정확도가 높은 변형 계측시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a strain measurement system that enables automation of measurement and has high precision and accuracy by applying a phase shifting method to a Wallastone prism speckle pattern shear interferometer system.

본 발명의 또 다른 목적 및 장점들은 이하 상세한 설명 및 첨부된 도면으로부터 명확하게 파악될 것이다.Further objects and advantages of the invention will be apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 레이저로 대상물체를 조사하는 단 계와, 상기 대상물체로부터 반사된 빛이 월라스톤 프리즘을 통과하는 단계와, 상기 월라스톤 프리즘을 통과한 빛이 두 개의 파장판을 통과하는 단계와, 상기 두 개의 파장판을 통과한 빛이 편광판을 통과하는 단계를 포함하고, 상기 두 개의 파장판과 편광판을 소정의 각도로 회전시킴으로써 일정한 위상 차이를 갖는 다수의 스펙클패턴을 얻을 수 있는, 월라스톤 프리즘을 이용한 스펙클패턴 전단간섭법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of irradiating a target object with a laser, the step of the light reflected from the object passes through the wallastone prism, and the light passing through the wallastone prism has two wavelengths A plurality of speckle patterns having a predetermined phase difference by passing through the plate, and the light passing through the two wave plate through the polarizing plate, by rotating the two wave plate and the polarizing plate at a predetermined angle To provide a speckle pattern shear interference method using Wallastone prism.

또한, 본 발명의 다른 국면에 의하면, 검사대상물체를 조사하는 레이저와, 상기 검사대상물체로부터 반사되는 빛을 분리시키기 위한 월라스톤 프리즘과, 상기 월라스톤 프리즘에 의해 분리된 빛의 위상을 변화시키기 위한 두 개의 파장판과, 상기 두 개의 파장판을 통과한 빛이 간섭을 일으키도록 함으로써 스펙클 패턴을 형성하는 편광판과, 상기 파장판과 편광판을 소정의 각도로 회전시킴으로써 얻어진 일정한 위상차이를 갖는 다수의 스펙클 패턴으로부터 스펙클 패턴의 각 지점에서의 위상을 구하는 수단을 포함하고, 상기 검사대상물체의 변형 전후의 스펙클 패턴으로부터 얻은 위상의 차이로부터 변형량을 측정하는, 스펙클패턴 전단간섭법을 이용하여 검사대상물체의 변형을 측정하는 계측시스템을 제공한다.According to another aspect of the present invention, a laser irradiating an object to be inspected, a wallastone prism for separating light reflected from the object, and a phase of light separated by the walla prism are changed. A plurality of wavelength plates, a polarizing plate forming a speckle pattern by causing the light passing through the two wavelength plates to cause interference, and a plurality of constant phase differences obtained by rotating the wavelength plate and the polarizing plate at a predetermined angle. A speckle pattern shear interference method comprising means for obtaining a phase at each point of the speckle pattern from the speckle pattern, and measuring the amount of deformation from the phase difference obtained from the speckle pattern before and after the deformation of the inspection object. It provides a measurement system for measuring the deformation of the object to be inspected.

또한, 본 발명의 다른 국면에 의하면, 레이저로 검사대상물체를 조사하는 단계와, 상기 검사대상물체로부터 반사된 빛이 월라스톤 프리즘을 통과하는 단계와, 상기 월라스톤 프리즘을 통과한 빛이 두 개의 파장판을 통과하는 단계와, 상기 두 개의 파장판을 통과한 빛이 편광판을 통과하는 단계와, 상기 두 개의 파장판과 편광판을 소정의 각도로 회전시킴으로써 일정한 위상 차이를 갖는 다수의 스펙클패턴을 얻는 단계와, 상기 검사대상물체의 변형 전에 얻어진 다수의 스펙클 패턴으로부 터 스펙클 패턴의 각 지점에서의 위상을 구하는 단계와, 상기 검사대상물체의 변형 후에 얻어진 다수의 스펙클 패턴으로부터 스펙클 패턴의 각 지점에서의 위상을 구하는 단계와, 상기 검사대상물체의 변형 전후의 스펙클 패턴으로부터 얻은 위상의 차이로부터 변형량을 측정하는 단계를 포함하는 스펙클패턴 전단간섭법을 이용하여 검사대상물체의 변형을 측정하는 방법을 제공한다.In addition, according to another aspect of the invention, the step of irradiating the inspection object with a laser, the light reflected from the inspection object passes through the wallastone prism, and the light passing through the wallastone prism Passing through the wavelength plate, passing light through the two wavelength plates through the polarizing plate, and rotating the two wavelength plates and the polarizing plate at a predetermined angle to obtain a plurality of speckle patterns having a predetermined phase difference. Obtaining a phase, obtaining a phase at each point of the speckle pattern from the plurality of speckle patterns obtained before the deformation of the inspected object, and speckle from the plurality of speckle patterns obtained after the deformation of the inspected object Obtaining a phase at each point of the pattern, and changing the phase from the phase difference obtained from the speckle pattern before and after the deformation of the inspection object. Using a speckle pattern shearing interferometry, comprising the step of measuring the amount of the samples to provide a method of measuring the deformation of the specimen.

또한, 본 발명의 다른 국면에 의하면, 대상물체를 조사하는 레이저와, 상기 대상물체로부터 반사되는 빛을 분리시키기 위한 월라스톤 프리즘과, 상기 월라스톤 프리즘에 의해 분리된 빛의 위상을 변화시키기 위한 두 개의 파장판과, 상기 두 개의 파장판을 통과한 빛이 간섭을 일으키도록 함으로써 스펙클 패턴을 형성하는 편광판을 포함하고, 상기 두 개의 파장판과 편광판을 소정의 각도로 회전시킴으로써 일정한 위상 차이를 갖는 다수의 스펙클패턴을 얻을 수 있는 월라스톤 프리즘을 이용한 스펙클패턴 전단간섭장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, a laser for irradiating an object, a wallastone prism for separating light reflected from the object, and two for changing the phase of light separated by the wallastone prism And a polarizing plate forming a speckle pattern by causing light passing through the two wavelength plates to cause interference, and having a constant phase difference by rotating the two wavelength plates and the polarizing plate at a predetermined angle. The present invention provides a speckle pattern shear interference device using a wallastone prism capable of obtaining a plurality of speckle patterns.

도1은 월라스톤 프리즘의 작동 원리를 도시한다. 도1에서 보는 바와 같이 직교하는 편광을 가진 빛이 월라스톤 프리즘에 입사되면, 서로 직교하는 편광을 갖고 적당한 각을 가지고 분리된 빛이 출력된다. 이러한 월라스톤 프리즘의 특성을 이용한 스펙클패턴 전단간섭계 시스템의 원리는 도2에 도시되어 있다. 도2에 도시된 바와 같이, 검사대상물체의 P1점은 월라스톤 프리즘을 통과하여 이미지면에서의 P1'과 P1"점으로 투영되고, P2점은 P2'과 P2 "점으로 투영되며, P1'과 P2"는 중첩된다. P1'와 P2"에 도달하는 광파는 서로 직교하는 편광을 가지고 있으므로 두 광파가 중 첩되더라도 간섭은 일어나지 않는다. 따라서, 두 광파간에 간섭을 일으키기 위해서는 월라스톤 프리즘 뒤에 실선으로 표시된 x축에 대하여 45도 회전된 선형편광판이 있어야 한다. 편광판이 없는 경우에 있어서, 도2의 P1과 P2에서 반사되어 월라스톤 프리즘을 통과하여 P1'과 P2"에 도달하는 광파가 각각 1 illustrates the principle of operation of the wallastone prism. As shown in FIG. 1, when light having orthogonal polarization is incident on the wallastone prism, light having a polarization orthogonal to each other and having an appropriate angle is output. The principle of the speckle pattern shear interferometer system using the characteristics of the wallastone prism is shown in FIG. As shown in Fig. 2, the point P 1 of the object to be inspected is projected to P 1 'and P 1 "points on the image plane through the Wallastone prism, and the point P 2 is P 2 ' and P 2 " points. And P 1 ′ and P 2 ″ overlap. The light waves reaching P 1 ′ and P 2 ”have polarizations that are orthogonal to each other, so that no interference occurs even if the two light waves overlap. Therefore, in order to cause interference between two light waves, a linear polarizer plate must be rotated 45 degrees about the x axis indicated by the solid line behind the wallastone prism. In the absence of a polarizer, the light waves reflecting from P 1 and P 2 in FIG. 2 and passing through the Wallastone prism to reach P 1 ′ and P 2 ″, respectively.

Figure 112004057427913-pat00001
Figure 112004057427913-pat00001

Figure 112004057427913-pat00002
Figure 112004057427913-pat00002

라고 하면, 이미지 면에서 중첩되는 광파는 존스 행렬(Jones Matrix)에 의해 아래 수학식1과 같이 표현할 수 있다.In this case, the light waves overlapping in the image plane may be expressed by Equation 1 below by means of a Jones matrix.

Figure 112004057427913-pat00003
Figure 112004057427913-pat00003

여기서 θ(x,y)와 θ(x+δx,y)는 각각 점 P1과 P2로부터의 랜덤 위상관계를 표시하고, a1와 a2는 빛의 진폭이며, 이웃한 두 점에 대해서 같다고 가정한다. 상기 수학식1로부터 알 수 있는 바와 같이, 직교하는 편광을 가진 광파 U1, U2가 이미지면에서 서로 중첩되므로 이미지면에서는 간섭이 일어나지 않는다. 이미지 면에 -x축에 대하여 45도 회전된 편광판이 있는 경우, 수학식1은 아래 수학식2와 같이 표현될 수 있다.Where θ (x, y) and θ (x + δx, y) represent random phase relationships from points P 1 and P 2, respectively, a 1 and a 2 are the amplitudes of light, and for two neighboring points Assume the same. As can be seen from Equation 1, since light waves U 1 and U 2 having orthogonal polarization overlap each other in the image plane, interference does not occur in the image plane. When there is a polarizing plate rotated 45 degrees about the -x axis on the image plane, Equation 1 may be expressed as Equation 2 below.

Figure 112004057427913-pat00004
Figure 112004057427913-pat00004

간섭이 일어난 광파의 밝기 또는 강도(intensity)는 아래 수학식3과 같이 표현될 수 있다.The brightness or intensity of the light wave that caused the interference may be expressed as in Equation 3 below.

Figure 112004057427913-pat00005
Figure 112004057427913-pat00005

여기서 I0=(aa 2+a2 2)/2는 강도의 평균값이고, γ=2a 1a2/(aa 2+a2 2)는 간섭항의 변조이며, φ는 랜덤 위상차를 나타낸다. 상기 수학식3으로부터, 편광판이 있는 경우에는 이미지 면에서 간섭이 일어남을 알 수 있다. 이와 같이, 두 개의 전단된 이미지가 서로 간섭을 일으켜 만들어지는 간섭패턴을 스펙클 패턴이라고 한다.Where I 0 = (a a 2 + a 2 2 ) / 2 is the mean value of the intensity, γ = 2a 1 a 2 / (a a 2 + a 2 2 ) is the modulation of the interference term, and φ represents the random phase difference. From Equation 3, when there is a polarizing plate, it can be seen that interference occurs in the image plane. As such, the interference pattern generated by the interference of two sheared images with each other is called a speckle pattern.

이러한 방식으로 물체의 변형 전후에 대한 스펙클 패턴을 얻고 그 차이를 구하면, 결함이 있는 부분 주위에서 변형이 집중된 스펙클 패턴을 얻을 수 있으며, 이 스펙클 패턴의 해석을 통해 검사대상물체의 결함을 구하는 방법이 월라스톤 프리즘을 이용한 스펙클패턴 전단간섭법의 측정원리이다. 이미지 면에서의 전단량은 월라스톤 프리즘을 z축 방향으로 이동시킴으로써 조절할 수 있다.In this way, if the speckle pattern is obtained before and after deformation of the object and the difference is obtained, the speckle pattern with the concentrated deformation around the defective part can be obtained. The measuring method is the measurement principle of speckle pattern shear interference method using Wallastone prism. The amount of shear in the image plane can be adjusted by moving the wallastone prism in the z-axis direction.

본 발명은, 도2에 도시된 기존의 월라스톤 프리즘 스펙클패턴 전단간섭법에 서는 위상천이를 구현할 수 없어서 검사대상물체에 대한 보다 정확하고 정밀한 정보를 얻는 것이 불가능한 문제를 해결하기 위해, 수동소자인 파장판과 편광판을 이용하여 위상천이를 구현할 수 있는 방법을 제안한다. 본 발명에 따른 스펙클패턴 전단간섭계 시스템은 도3에 도시되어 있다.The present invention, in order to solve the problem that it is impossible to obtain more accurate and accurate information on the object to be inspected because the phase shift in the conventional Wallastone prism speckle pattern shear interference method shown in Figure 2, We propose a method that can realize phase shift by using a phosphor plate and a polarizer. The speckle pattern shear interferometer system according to the present invention is shown in FIG.

도3에서 WP1과 WP2는 파장판을 나타낸다. WP1은 굴절율이 큰 방향을 가리키는 느린축(slow axis)의 회전각이 -x축에 대해 0도, WP2는 느린축의 회전각이 -x축에 대해 ±45도인 상태이다. 도3의 P1과 P2에서 반사된 광파가 두 개의 파장판을 통과한 후에는 아래 수학식4와 같이 표현될 수 있다.In FIG. 3, WP1 and WP2 represent wave plates. WP1 is a state in which the rotational angle of the slow axis indicating the direction of large refractive index is 0 degrees with respect to the -x axis, and WP2 is a state where the rotational angle of the slow axis is ± 45 degrees with respect to the -x axis. After the light waves reflected from P 1 and P 2 of FIG. 3 pass through the two wave plates, they may be expressed as Equation 4 below.

Figure 112004057427913-pat00006
Figure 112004057427913-pat00006

여기서,

Figure 112004057427913-pat00007
부호 중 -부호는 WP2의 느린축이 -x축에 대하여 45도 회전되어 있는 경우에 대응하고, +부호는 느린축이 -45도 회전되어 있는 경우에 대응한다. 광파가 x축 편광판을 통과한 후 이미지 면에서의 복소진폭은 아래 수학식5와 같이 주어진다.here,
Figure 112004057427913-pat00007
The-sign in the code corresponds to the case where the slow axis of WP2 is rotated 45 degrees with respect to the -x axis, and the + sign corresponds to the case in which the slow axis is rotated -45 degrees. After the light wave passes through the x-axis polarizer, the complex amplitude in the image plane is given by Equation 5 below.

Figure 112004057427913-pat00008
Figure 112004057427913-pat00008

본 발명의 첫번째 실시예로서, 두 개의 λ/4 파장판을 이용하면 위상지연은 Γ1=Γ2=π/2 이 된다. 편광판의 회전각이 0도인 경우 상기 수학식5는 아래 수학식6과 같이 된다.As a first embodiment of the present invention, when two λ / 4 wave plates are used, the phase delay becomes Γ 1 = Γ 2 = π / 2. When the rotation angle of the polarizing plate is 0 degrees, Equation 5 is expressed by Equation 6 below.

Figure 112004057427913-pat00009
Figure 112004057427913-pat00009

상기 수학식6으로부터, 편광판의 회전각이 0도, 파장판의 회전각이 각각 45도, -45도인 경우 강도는 아래 수학식7 및 수학식8과 같다.From Equation 6, when the rotation angle of the polarizing plate is 0 degrees and the rotation angle of the wave plate is 45 degrees and -45 degrees, respectively, the intensity is as shown in Equations 7 and 8 below.

Figure 112004057427913-pat00010
Figure 112004057427913-pat00010

Figure 112004057427913-pat00011
Figure 112004057427913-pat00011

이 때, WP1과 WP2의 느린축을 각각 0도와 45도(또는 -45도)로 유지하고, 편광판의 축을 -x축에 대하여 45도와 -45도로 한 경우에 편광판을 통과한 후의 복소진폭을 구하면 각각 아래 수학식9 및 수학식10과 같다.In this case, when the slow axes of WP1 and WP2 are maintained at 0 degrees and 45 degrees (or -45 degrees), respectively, and the axis of the polarizer is 45 degrees and -45 degrees with respect to the -x axis, the complex amplitude after passing through the polarizer is obtained. Equations 9 and 10 below.

Figure 112004057427913-pat00012
Figure 112004057427913-pat00012

Figure 112004057427913-pat00013
Figure 112004057427913-pat00013

이러한 경우에 상기 수학식9 및 수학식10으로부터 구해지는 강도는 아래 수학식11 및 수학식12와 같다.In this case, the strengths obtained from Equations 9 and 10 are as shown in Equations 11 and 12 below.

Figure 112004057427913-pat00014
Figure 112004057427913-pat00014

Figure 112004057427913-pat00015
Figure 112004057427913-pat00015

상기 수학식7, 8, 11 및 12와 같이, 파장판 2개와 하나의 편광판을 이용함으로써 각각 90도의 위상천이를 갖는 4개의 스펙클 패턴을 얻을 수 있다.As shown in Equations 7, 8, 11 and 12, four speckle patterns each having a 90 degree phase shift can be obtained by using two wave plates and one polarizing plate.

본 발명의 두번째 실시예로서, λ/2 파장판과 λ/4 파장판의 조합을 이용하는 90도의 위상천이를 갖는 4개의 스펙클 패턴을 얻을 수 있다. Γ1=π, Γ2=π/2 인 경우에 상기 수학식5는 아래 수학식13과 같이 된다.As a second embodiment of the present invention, four speckle patterns having a phase shift of 90 degrees using a combination of a λ / 2 wave plate and a λ / 4 wave plate can be obtained. When Γ 1 = π and Γ 2 = π / 2, Equation 5 is expressed as Equation 13 below.

Figure 112004057427913-pat00016
Figure 112004057427913-pat00016

상기 수학식13으로부터 구해지는 강도는 아래 수학식14 및 수학식15와 같다.Intensity obtained from Equation 13 is expressed by Equations 14 and 15 below.

Figure 112004057427913-pat00017
Figure 112004057427913-pat00017

Figure 112004057427913-pat00018
Figure 112004057427913-pat00018

이 때, WP1과 WP2의 느린축을 각각 0도와 45도(또는 -45도)로 유지하고, 편광판의 축을 -x축에 대하여 45도와 -45도로 한 경우에 편광판을 통과한 후의 복소진폭은 상기 수학식9와 수학식10과 같이 주어진다. 이 때, Γ1=π, Γ2=π/2 인 경우에 상기 수학식9와 수학식10으로부터 구해지는 강도는 아래 수학식16 및 수학식17과 같다.In this case, when the slow axes of WP1 and WP2 are maintained at 0 degrees and 45 degrees (or -45 degrees), respectively, and the axis of the polarizer is set at 45 degrees and -45 degrees with respect to the -x axis, the complex amplitude after passing through the polarizing plate Equation 9 and Equation 10 are given. In this case, when Γ 1 = π, Γ 2 = π / 2, the strengths obtained from Equations 9 and 10 are as shown in Equations 16 and 17 below.

Figure 112004057427913-pat00019
Figure 112004057427913-pat00019

Figure 112006054701513-pat00034
Figure 112006054701513-pat00034

이상 살펴본 바와 같이, 수동소자인 λ/2파장판 두개와 편광판 한개, 또는 λ/2 파장판, λ/4 파장판과 편광판 한개의 조합을 통해 90도의 위상천이를 가지는 4개의 스펙클 패턴을 얻을 수 있음을 알 수 있다. 앞에서 구한 4개의 스펙클 패턴으로부터 각 지점의 위상은 아래 수학식18에 의해 계산될 수 있다.As described above, four speckle patterns having a phase shift of 90 degrees are obtained by combining two lambda / 2 wavelength plates and one polarizer, or a combination of the lambda / 2 wave plate, the lambda / 4 wave plate and a polarizer. It can be seen that. The phase of each point from the four speckle patterns obtained above can be calculated by Equation 18 below.

Figure 112004057427913-pat00021
Figure 112004057427913-pat00021

또한, 90도씩 위상천이된 4개의 스펙클 패턴을 이용하는 대신에, 120도씩 위상천이된 3개의 스펙클 패턴을 이용할 수도 있다. 이러한 경우, 3개의 스펙클 패턴으로부터 각 지점의 위상은 아래 수학식19에 의해 계산될 수 있다.In addition, instead of using four speckle patterns phase shifted by 90 degrees, three speckle patterns phase shifted by 120 degrees may be used. In this case, the phase of each point from the three speckle patterns can be calculated by Equation 19 below.

Figure 112004057427913-pat00022
Figure 112004057427913-pat00022

도4는 본 발명의 일 실시예로서, λ/4파장판 두개와 편광판 한개의 조합에 의해 얻어진 90도씩 위상천이된 4개의 스펙클 패턴을 도시한 것이다. 도5는 도4와 같이 얻어진 스펙클 패턴으로부터 물체의 변형기울기를 구하는 과정을 나타낸 흐름도를 도시한다.FIG. 4 shows four speckle patterns phase shifted by 90 degrees obtained by a combination of two λ / 4 wave plates and one polarizer. FIG. 5 is a flowchart illustrating a process of obtaining a deformation gradient of an object from a speckle pattern obtained as shown in FIG. 4.

도5의 흐름도를 통해 물체의 변형 기울기를 구하는 과정을 살펴보면 다음과 같다. 본 발명에 따라 수동소자인 두 개의 파장판을 추가한 월라스톤 프리즘 스펙클패턴 전단간섭계 시스템을 이용하면, 90도씩 위상천이된 4개의 스펙클 패턴을 얻을 수 있다. 이 4개의 스펙클 패턴으로부터 상기 수학식18을 이용하여 스펙클 패턴의 위상 분포를 구할 수 있다. 물체가 변형된 후에도, 마찬가지 방법으로 스펙클 패턴의 각 점으로부터의 위상을 구한다. 이렇게 얻어진 변형 전후의 위상으로부터 상대적인 위상차를 구함으로써 변형기울기를 얻을 수 있다.Looking at the process of obtaining the deformation slope of the object through the flow chart of Figure 5 as follows. According to the present invention, using the Wallastone Prism Speckle Pattern Shear Interferometer system in which two wave plates, which are passive elements, are added, four speckle patterns phase shifted by 90 degrees can be obtained. From the four speckle patterns, the phase distribution of the speckle pattern can be obtained by using Equation 18 above. Even after the object is deformed, the phase from each point of the speckle pattern is obtained in the same manner. The distortion gradient can be obtained by obtaining the relative phase difference from the phases before and after the deformation thus obtained.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면, 월라스톤 프리즘을 이용한 스펙클패턴 전단간섭계 시스템에서 위상 차이를 갖는 여러 개의 스펙클 패턴을 얻는 방법과, 위 방법을 이용하여 물체의 변형 기울기를 구하는 계측시스템을 제공할 수 있다. 이상 본 발명은 그 실시의 형태를 이용하여 설명했지만, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시의 형태에 한정되지 않는다. 상기 실시 형태의 다양한 변경 또는 개량이 가능하다는 점은 당업자에게 자명하다. 또한, 그러한 변경 또는 개량을 더한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다는 점은 특허청구범위의 기재로부터 분명하다. As described above, according to the present invention, a speckle pattern shear interferometer system using a wallastone prism is a method for obtaining a plurality of speckle patterns having a phase difference, and a measurement system for obtaining the deformation slope of an object using the above method. Can provide. As mentioned above, although this invention was demonstrated using the embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements of the above embodiments are possible. Moreover, it is clear from description of a claim that the form which added such a change or improvement is also included in the technical scope of this invention.

월라스톤 프리즘을 이용한 스펙클패턴 전단간섭계 시스템에 수동소자인 두 개의 파장판을 추가하고 이 파장판을 소정의 각도로 회전시킴으로써 위상천이된 여 러 개의 스펙클 패턴을 얻을 수 있고, 이 스펙클 패턴으로부터 위상분포를 구할 수 있다.Speckle Pattern Using Walla Stone Prism By adding two wave plates as passive elements to the shear interferometer system and rotating the wave plates at a predetermined angle, several phase shifted speckle patterns can be obtained. The phase distribution can be obtained from

검사대상물체의 변형 전과 변형 후의 스펙클 패턴을 얻고, 이 스펙클 패턴으로부터 위상분포를 구한 후, 변형 전후의 상대적인 위상차를 구함으로써, 물체의 변형에 대한 기울기 정보를 얻을 수 있다.By obtaining the speckle pattern before and after the deformation of the inspection object, obtaining the phase distribution from the speckle pattern, and obtaining the relative phase difference before and after deformation, the inclination information on the deformation of the object can be obtained.

이와 같이, 본 발명은 수동소자를 추가하는 간단한 구성에 의해 기존의 월라스톤 프리즘을 이용한 스펙클패턴 전단간섭계 시스템에서는 구현이 어려웠던 위상천이방법을 구현가능하게 함으로써, 기존의 마이켈슨 간섭계를 이용하는 스펙클패턴 전단간섭계 시스템에 비해 구조가 간단하고, 저가이며, 외부환경에 대해 강인한 스펙클패턴 전단간섭계 시스템 및 이를 이용한 계측시스템을 실현할 수 있다.As described above, the present invention makes it possible to implement a phase shift method that was difficult to implement in a speckle pattern shear interferometer system using a conventional wallastone prism by a simple configuration of adding a passive element, and thus, speckle using a conventional Michelson interferometer. Compared with the pattern shear interferometer system, the speckle pattern shear interferometer system and the measurement system using the same can be realized.

Claims (19)

월라스톤 프리즘을 이용한 스펙클패턴 전단간섭법에 있어서,In speckle pattern shear interference method using walla stone prism, 레이저로 대상물체를 조사하는 단계와,Irradiating the object with a laser, 상기 대상물체로부터 반사된 빛이 월라스톤 프리즘을 통과하는 단계와,Light reflected from the object passes through a wallastone prism, 상기 월라스톤 프리즘을 통과한 빛이 두 개의 파장판을 통과하는 단계와,Light passing through the wallastone prism passes through two wave plates, 상기 두 개의 파장판을 통과한 빛이 편광판을 통과하는 단계를 포함하고,Light passing through the two wave plates passes through the polarizer plate, 상기 두 개의 파장판과 편광판을 소정의 각도로 회전시킴으로써 일정한 위상 차이를 갖는 다수의 스펙클패턴을 얻을 수 있는 스펙클패턴 전단간섭법.Speckle pattern shear interference method that can obtain a plurality of speckle pattern having a constant phase difference by rotating the two wave plate and the polarizing plate at a predetermined angle. 제1항에 있어서, 상기 두 개의 파장판은 모두 λ/4 파장판인 스펙클패턴 전단간섭법.The speckle pattern shear interference method of claim 1, wherein the two wave plates are both λ / 4 wave plates. 제1항에 있어서, 상기 두 개의 파장판 중 하나는 λ/4 파장판이고, 다른 하나는 λ/2 파장판인 스펙클패턴 전단간섭법.The speckle pattern shear interference method of claim 1, wherein one of the two wave plates is a λ / 4 wave plate and the other is a λ / 2 wave plate. 제2항 또는 제3항에 있어서, 90도씩 위상천이된 4개의 스펙클 패턴을 얻는 스펙클패턴 전단간섭법.The speckle pattern shear interference method according to claim 2 or 3, wherein four speckle patterns are phase shifted by 90 degrees. 제4항에 있어서, 스펙클 패턴의 각 지점의 위상은 The method of claim 4, wherein the phase of each point of the speckle pattern
Figure 112004057427913-pat00023
Figure 112004057427913-pat00023
 에 의해 구해지는 스펙클패턴 전단간섭법.Speckle pattern shear interference method obtained by 여기서, I1, I2, I3, I4는 차례로 90도씩 위상천이된 4개의 스펙클 패턴의 강도 분포.Where I 1 , I 2 , I 3 , and I 4 are intensity distributions of four speckle patterns phase-shifted by 90 degrees in order. 제2항 또는 제3항에 있어서, 120도씩 위상천이된 3개의 스펙클 패턴을 얻는 스펙클패턴 전단간섭법.The speckle pattern shear interference method according to claim 2 or 3, wherein three speckle patterns are phase shifted by 120 degrees. 제6항에 있어서, 스펙클 패턴의 각 지점의 위상은 The method of claim 6, wherein the phase of each point of the speckle pattern
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 에 의해 구해지는 스펙클패턴 전단간섭법.Speckle pattern shear interference method obtained by 여기서, I1, I2, I3는 차례로 120도씩 위상천이된 3개의 스펙클 패턴의 강도 분포.Where I 1 , I 2 , and I 3 are intensity distributions of three speckle patterns phase shifted by 120 degrees in order. 스펙클패턴 전단간섭법을 이용하여 검사대상물체의 변형을 측정하는 계측시스템에 있어서, 상기 계측시스템은,In the measurement system for measuring the deformation of the inspection object using a speckle pattern shear interference method, the measurement system, 검사대상물체를 조사하는 레이저와,A laser for irradiating the object to be inspected, 상기 검사대상물체로부터 반사되는 빛을 분리시키기 위한 월라스톤 프리즘과,Walla stone prism for separating the light reflected from the inspection object, 상기 월라스톤 프리즘에 의해 분리된 빛의 위상을 변화시키기 위한 두 개의 파장판과,Two wave plates for changing the phase of light separated by the wallastone prism; 상기 두 개의 파장판을 통과한 빛이 간섭을 일으키도록 함으로써 스펙클 패턴을 형성하는 편광판과,A polarizing plate forming a speckle pattern by causing light passing through the two wave plates to cause interference; 상기 파장판과 편광판을 소정의 각도로 회전시킴으로써 얻어진 일정한 위상차이를 갖는 다수의 스펙클 패턴으로부터 스펙클 패턴의 각 지점에서의 위상을 구하는 수단을 포함하고,Means for obtaining a phase at each point of the speckle pattern from a plurality of speckle patterns having a constant phase difference obtained by rotating the wavelength plate and the polarizing plate at a predetermined angle, 상기 검사대상물체의 변형 전후의 스펙클 패턴으로부터 얻은 위상의 차이로부터 변형량을 측정하는 계측시스템.Measurement system for measuring the amount of deformation from the difference in phase obtained from the speckle pattern before and after deformation of the inspection object. 제8항에 있어서, 상기 스펙클 패턴의 각 지점에서의 위상을 구하는 수단은 CCD 카메라와, 상기 CCD 카메라에 연결된 컴퓨터를 포함하는 계측시스템.10. The system of claim 8, wherein the means for obtaining the phase at each point of the speckle pattern comprises a CCD camera and a computer coupled to the CCD camera. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 두 개의 파장판은 모두 λ/4 파장판인 계측시스템.The measurement system according to claim 8 or 9, wherein the two wave plates are both? / 4 wave plates. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 두 개의 파장판 중 하나는 λ/4 파장판이고, 다른 하나는 λ/2 파장판인 계측시스템.10. The measurement system according to claim 8 or 9, wherein one of the two wave plates is a λ / 4 wave plate and the other is a λ / 2 wave plate. 제10항에 있어서, 검사대상물체의 변형 전후에 각각 90도씩 위상천이된 4개의 스펙클 패턴을 얻는 계측시스템.The measurement system according to claim 10, wherein four speckle patterns are phase-shifted by 90 degrees before and after deformation of the inspection object. 제11항에 있어서, 검사대상물체의 변형 전후에 각각 90도씩 위상천이된 4개의 스팩클 패턴을 얻는 계측시스템.The measurement system according to claim 11, wherein four speckle patterns are phase shifted by 90 degrees before and after deformation of the inspection object. 제12항 또는 제13항에 있어서, 스펙클 패턴의 각 지점의 위상은 The method of claim 12 or 13, wherein the phase of each point of the speckle pattern
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 에 의해 구해지고, 검사대상물체의 변형 기울기는 φ-φ'인 계측시스템.Measurement system whose strain inclination of the object to be inspected is φ-φ '. 여기서, I1, I2, I3, I4는 각각 90도의 위상차이를 갖는 4개의 스펙클 패턴의 강도 분포이고, φ는 변형 전의 스펙클 패턴의 각 지점의 위상, φ'는 변형 후의 스펙클 패턴의 각 지점의 위상.Here, I 1 , I 2 , I 3 , and I 4 are intensity distributions of four speckle patterns each having a phase difference of 90 degrees, φ is a phase at each point of the speckle pattern before deformation, and φ 'is a specification after deformation. Phase of each point in the pattern. 제10항에 있어서, 검사대상물체의 변형 전후에 각각 120도씩 위상천이된 3개의 스펙클 패턴을 얻는 계측시스템.The measurement system according to claim 10, wherein three speckle patterns are phase shifted by 120 degrees before and after deformation of the inspection object. 제11항에 있어서, 검사대상물체의 변형 전후에 각각 120도씩 위상천이된 3개 의 스펙클 패턴을 얻는 계측시스템.The measurement system according to claim 11, wherein three speckle patterns are phase shifted by 120 degrees before and after deformation of the inspection object. 제15항 또는 제16항에 있어서, 스펙클 패턴의 각 지점의 위상은 The method of claim 15 or 16, wherein the phase of each point of the speckle pattern
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 에 의해 구해지고, 검사대상물체의 변형 기울기는 φ-φ'인 계측시스템.Measurement system whose strain inclination of the object to be inspected is φ-φ '. 여기서, I1, I2, I3는 각각 120도의 위상차이를 갖는 3개의 스펙클 패턴의 강도 분포이고, φ는 변형 전의 스펙클 패턴의 각 지점의 위상, φ'는 변형 후의 스펙클 패턴의 각 지점의 위상.Where I 1 , I 2 , and I 3 are intensity distributions of three speckle patterns each having a phase difference of 120 degrees, φ is the phase of each point of the speckle pattern before deformation, and φ 'is the intensity of the speckle pattern after deformation. Phase of each point. 스펙클패턴 전단간섭법을 이용하여 검사대상물체의 변형을 측정하는 방법에 있어서,In the method of measuring the deformation of the object to be inspected using a speckle pattern shear interference method, 레이저로 검사대상물체를 조사하는 단계와,Irradiating the object to be inspected with a laser; 상기 검사대상물체로부터 반사된 빛이 월라스톤 프리즘을 통과하는 단계와,The light reflected from the inspection object passing through the wallastone prism; 상기 월라스톤 프리즘을 통과한 빛이 두 개의 파장판을 통과하는 단계와,Light passing through the wallastone prism passes through two wave plates, 상기 두 개의 파장판을 통과한 빛이 편광판을 통과하는 단계와,Passing light through the two wave plates through the polarizer plate, 상기 두 개의 파장판과 편광판을 소정의 각도로 회전시킴으로써 일정한 위상 차이를 갖는 다수의 스펙클패턴을 얻는 단계와,Obtaining a plurality of speckle patterns having a predetermined phase difference by rotating the two wavelength plates and the polarizing plate at a predetermined angle; 상기 검사대상물체의 변형 전에 얻어진 다수의 스펙클 패턴으로부터 스펙클 패턴의 각 지점에서의 위상을 구하는 단계와,Obtaining a phase at each point of the speckle pattern from the plurality of speckle patterns obtained before the deformation of the inspection object; 상기 검사대상물체의 변형 후에 얻어진 다수의 스펙클 패턴으로부터 스펙클 패턴의 각 지점에서의 위상을 구하는 단계와,Obtaining a phase at each point of the speckle pattern from the plurality of speckle patterns obtained after the deformation of the inspection object; 상기 검사대상물체의 변형 전후의 스펙클 패턴으로부터 얻은 위상의 차이로부터 변형량을 측정하는 단계를 포함하는 물체의 변형 측정 방법.And measuring the amount of deformation from a phase difference obtained from a speckle pattern before and after deformation of the object to be inspected. 월라스톤 프리즘을 이용한 스펙클패턴 전단간섭장치에 있어서, 상기 장치는,In the speckle pattern shear interference device using a wallastone prism, the device, 대상물체를 조사하는 레이저와,A laser that irradiates the object, 상기 대상물체로부터 반사되는 빛을 분리시키기 위한 월라스톤 프리즘과,Walla stone prism for separating the light reflected from the object, 상기 월라스톤 프리즘에 의해 분리된 빛의 위상을 변화시키기 위한 두 개의 파장판과,Two wave plates for changing the phase of light separated by the wallastone prism; 상기 두 개의 파장판을 통과한 빛이 간섭을 일으키도록 함으로써 스펙클 패턴을 형성하는 편광판을 포함하고,It includes a polarizing plate to form a speckle pattern by causing the light passing through the two wave plates to cause interference, 상기 두 개의 파장판과 편광판을 소정의 각도로 회전시킴으로써 일정한 위상 차이를 갖는 다수의 스펙클패턴을 얻을 수 있는 스펙클패턴 전단간섭장치.Speckle pattern shear interference device that can obtain a plurality of speckle pattern having a constant phase difference by rotating the two wave plate and the polarizing plate at a predetermined angle.
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