노광기, 정밀 조립 및 우주 광학 시스템 분야에서 광학 부품의 위치 자세를 나노급 변위 및 마이크로 라디안급 각도로 고정밀 측정하는 요구와 기존 방법의 다자유도 동기화 및 통합 측정 구현의 한계를 해결하기 위해, 본 논문에서는 다채널 차동 레이저 간섭을 기반으로 한 측정 시스템을 제안하고 검증하였다. 7개의 간섭계 배열과 통합 수학 모델을 구축하여 이동 및 회전 각 정보를 포함한 광학 부품의 6자유도 위치 자세의 동기 해석을 실현하였다. 시뮬레이션 결과, 이상 조건에서 X, Y, Z 방향의 변위 측정 RMS 오차가 3.384nm 이하, 각도 측정 오차가 4.616μrad 이하임을 보였다. 실험 검증에서 정적 환경에서 변위 및 각도 안정성 RMS는 각각 7nm 및 16.4μrad에 달했으며; 미세 변위 변화에 대한 시스템 응답 특성을 평가하기 위해 변위대 구동 하에 서브마이크로미터급 계단 변위 입력을 가했고, 시스템 출력의 통계 분석 결과 계단 전후 안정 구간에서 시스템 변위 출력이 우수한 반복성과 안정성을 보였으며 RMS 변동이 나노 척도 수준을 유지하였다. 또한, -300μrad 및 -500μrad 각도 계단 입력에서 시스템 출력과 자기 정준계 참조 값 간의 선형 상관 계수는 각각 0.984 및 0.937이었고, 잔차 RMS는 44μrad 이내로 제어되었다. 본 시스템은 구조가 컴팩트하고 간섭 저항성이 뛰어나며 선형도가 높아 고정밀 실시간 위치 자세 모니터링에 적합하다. 향후 다자유도 결합 오차 보정 및 동적 환경 적응성 연구를 통해 시스템의 실용성과 신뢰성을 향상시킬 계획이다.

정밀 조립;고정밀 측정;6자유도 위치 자세 측정;다채널 차동 레이저 간섭