광학 유리 표면 변형 및 내부 응력의 동기 전장 측정이 어려운 문제를 해결하기 위해, 대향식 이중 광경로 디지털 스펙클 간섭계(Digital Speckle Pattern Interferometry, DSPI) 기반 동기 측정 시스템을 개발하였다. 이 시스템은 인장기 하드웨어 IO 신호를 이용하여 이중 광경로의 동기 트리거를 구현하며, 최대 수집 지연 시간을 2.2초 내로 제어하고, 유한 요소 해석(Finite Element Analysis, FEA)을 결합하여 측정 정확도를 정량적으로 평가하였다. 반사식 및 투과식 이중 광경로 병렬 구조를 채용하여 각각 표면 스펙클 정보와 내부 응력 이중 굴절 위상을 추출하였다. 석영 유리를 시편으로 하여 50~170N 축방향 인장 실험을 수행하였고, 전장 변형 및 응력 데이터를 동기 획득하였으며, 동일 배치 시편 반복 실험으로 측정 결과의 안정성과 보편성을 검증하였다. 동일 크기 유한 요소 모델을 구축하고 실험 결과와 이론 시뮬레이션 값을 단계적으로 비교하며 시스템 측정 오차 및 편차 원인을 분석하였다. 결과는 실험 획득 클라우드 맵 분포 특성이 시뮬레이션과 높은 일치도를 나타냈다. 정량 정확도 분석 결과, 전범위 내 변형 측정의 평균 상대 오차는 약 9.2%, 응력 측정 상대 오차는 7.8% 이내로 통제되었다. 분석 결과, 측정값이 시뮬레이션 값보다 다소 높게 나타난 주된 원인은 실험 중 불가피한 편심 하중, 고정구 예비 장력 및 광경로 경사 입사에 의한 기하학적 결합 오차 때문임을 확인하였다. 또한, 시스템은 시뮬레이션 이상 이론 모델에서 반영할 수 없는 추가 굽힘 모멘트 및 변위장 경사 현상을 성공적으로 포착하였다. 본 시스템의 응력 및 변형 측정 정확도는 공학적 분석 요구를 충족하며, 전장 동기 측정의 장점은 복잡한 힘-광 결합 환경에서 광학 부품의 고장 분석 및 제조 공정 최적화를 위한 신뢰할 수 있는 기술적 지원을 제공한다.

디지털 스펙클 간섭; 응력 변형 동기 측정; 이중 광경로 시스템; 광학 유리