초고해상도의 미세 변위 측정을 실현하기 위해 광섬유 브래그 격자(FBG) 센싱 기반의 고감도 프로브 시스템을 구축하였고, 나노 단위 미만의 미세 변위 신호 검출을 위한 정적 위상 락 인 증폭 기술을 연구하였다. 광섬유 브래그 격자 센싱 원리에 따라 고감도의 이중 격자 자기 보상 해조 시스템 구조를 설계하였으며, 신호 특성을 기반으로 실시간 약한 측정 신호 검출 처리를 위한 정적 위상 락 인 증폭 기술을 연구하였다. 마지막으로 프로브 시스템의 성능 테스트 실험을 통해 감도 및 분해능 등 매개변수를 획득할 수 있었다. 실험 결과, 프로브 시스템의 접촉 영역 내 미세 변위 측정 범위는 약 1μm이며, 감도는 -15.33 mV/nm, 단기 잡음 극값 평균은 0.83 mV, 표준편차는 0.32 mV, 신호 처리 분해능은 약 0.06 nm(60 pm), 표준편차는 0.02 nm(20 pm)로 나타났다. 본 시스템은 광섬유 브래그 격자 센싱 기술을 적용하여 피코미터 수준의 미세 변위 신호 처리 분해능을 달성하였으며, 미세·나노 측정 시스템의 높은 내란성 및 우수한 반복성을 만족시키고, 시스템 비용 또한 낮다.

광섬유 브래그 격자;미세 변위 측정;신호 처리 분해능;피코미터 수준;고감도 프로브 시스템;정적 위상 락 인 증폭