KR100280302B1

KR100280302B1 - Method for measuring light of wide wavelength range simultaneously with light of various wavelength ranges and incident slit for spectroscope

Info

Publication number: KR100280302B1
Application number: KR1019980016156A
Authority: KR
Inventors: 김태삼; 성학제; 김건한
Original assignee: 곽영훈; 한국자원연구소
Priority date: 1998-05-06
Filing date: 1998-05-06
Publication date: 2001-03-02
Also published as: KR19990084423A

Abstract

본 발명은 넓은 파장의 범위 내에서 여러 파장의 빛의 세기를 분광기의 구조변경을 가하지 않고 동시에 효과적으로 측정하는 방법과, 이러한 방법을 구현하는 분광기용 입사슬릿에 관한 것이다.The present invention relates to a method of effectively measuring the intensity of light of various wavelengths within a wide range of wavelengths simultaneously without changing the structure of the spectrometer, and to an incident slit for a spectroscope implementing the method.

본 발명은 분광기(20)의 광 입사용 슬릿(21)을 위, 아래의 대각선 방향으로 적어도 2개 이상으로 배치하되, CCD 검출기(30)의 폭(W) 범위로 배치하여 분광된 빛을 화상검출기(CCD 검출기)로서 서로 다른 파장 영역의 스펙트럼을 상기 슬릿수 만큼 측정하는 방법과 이러한 측정방법에 적용되는 위, 아래의 대각선 방향으로 적어도 2개 이상의 슬릿(21a)을 구성한 입사용 슬릿(21)을 제공하는 것에 그 특징이 있다.According to the present invention, at least two or more slits 21 for incident light of the spectroscope 20 are disposed in a diagonal direction above and below, and are arranged in a width W range of the CCD detector 30 to display light spectroscopically. As a detector (CCD detector), a method of measuring the spectrum of different wavelength ranges by the number of slits and the incident slits 21 constituted by at least two or more slits 21a in a diagonal direction above and below applied to the measuring method. Its features are to provide.

Description

Method for measuring light of wide wavelength range simultaneously with light of various wavelength ranges and incident slit for spectroscope

본 발명은 빛의 세기를 파장별로 동시에 검출할 수 있는 넓은 파장 범위의 빛을 동시에 여러 파장 범위의 빛으로 측정하는 방법과 이러한 측정방법에 적용되는 분광기용 입사슬릿에 관한 것이다.The present invention relates to a method for measuring light of a wide wavelength range capable of simultaneously detecting light intensity for each wavelength with light of various wavelength ranges and an incident slit for a spectrometer applied to such a measuring method.

일반적으로 파장별로 빛의 세기를 측정하기 위해서는 분광기가 사용된다.In general, a spectrometer is used to measure the intensity of light for each wavelength.

이러한 파장별로의 빛의 세기를 측정하는 방법은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 광원(100)으로부터 방출되는 빛을 분광기(200)의 입사슬릿(210)으로 입사하고 비점수차(非點收差)조정거울(220), 회절격자(Grating)(230), 초점거울(240), 출구슬릿(250)을 경유, 단일파장으로 거른 다음 CCD 검출기(화상검출기)(300)로 측정하는 방법이 적용되었다.In the method for measuring the intensity of light for each wavelength, as shown in FIGS. 1 and 2, the light emitted from the light source 100 is incident on the incident slit 210 of the spectrometer 200 and astigmatism is obtained. Iv) the filter 220, the diffraction grating 230, the focal mirror 240, the outlet slit 250, and a single wavelength are filtered and then measured with a CCD detector 300. Applied.

그러나 이러한 측정방법은 서로 다른 파장의 빛을 동시에 측정할 수 없다.However, this measuring method cannot measure light of different wavelengths at the same time.

왜냐하면, 빛의 측정 원리는 순차적 측정이므로 상기 분광기(200)의 입사슬릿(210)은 하나의 슬릿(210a)으로 되어 있어 동일시간에 발생하는 스펙트럼을 동시에 측정하지 못한다. 따라서 펄스 레이저를 사용하는 실험이나 스파크에서 발생하는 분광스펙트럼 등은 오직 1개의 구간만 측정된다.Because the measurement principle of light is a sequential measurement, the incident slit 210 of the spectrometer 200 is composed of one slit 210a and thus cannot simultaneously measure the spectrum occurring at the same time. Therefore, only one section is measured for experiments using pulsed lasers or for spectral spectra generated in sparks.

이러한 것은 도 3의 입사슬릿(210)이 1개의 슬릿(210a)인 기존의 측정법을 사용하여 얻은 수은등의 스펙트럼의 사진에서 보여주는 바와 같이 1화면의 측정 구간이 짧으므로 1개의 스펙트럼밖에 얻지 못함을 입증하고 있다.This demonstrates that only one spectrum is obtained because the measurement interval of one screen is short, as shown in the photograph of the spectrum of mercury lamp obtained using the conventional measurement method in which the incident slit 210 of FIG. 3 is one slit 210a. Doing.

따라서 이러한 종래의 측정방법에서 다른 빛을 동시에 측정하기 위하여 CCD 검출기(300)를 나란히 여러개 배치하거나 평면 형상의 전자식 검출기를 사용하거나, 도 5의 비교예와 같이 일정구간(예에서는 50nm)씩 나누어서 여러 번 측정하여야 한다.Therefore, in order to measure different lights simultaneously in the conventional measuring method, a plurality of CCD detectors 300 are arranged side by side, or a planar electronic detector is used, or a predetermined interval (50 nm in each example) is divided as shown in the comparative example of FIG. 5. It should be measured once.

또한, 이러한 종래 기술에 의한 넓은 파장 영역의 빛을 동시에 측정하려면 상기 검출기(300)의 크기변경, 분광기(200)의 구조변경이 이루어져야 하나 통상적으로 정밀 측정기기의 내부에 고정 설치되어서 사용되는 분광기(200)는 보통의 사용자는 장치변경의 구조에서 제약이 따르기 때문에 실행할 수 없었다.In addition, in order to simultaneously measure light in a wide wavelength range according to the prior art, the size of the detector 300 and the structure of the spectrometer 200 should be changed, but the spectrometer is usually fixed and installed inside the precision measuring device ( 200) could not be performed by an ordinary user because of restrictions on the structure of the device change.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 효과적으로 해소하기 위하여 연구 개발된 것으로써,The present invention has been researched and developed in order to effectively solve the problems of the prior art as described above,

본 발명의 목적은 넓은 파장의 범위 내에서 여러 파장의 빛의 세기를 분광기의 구조변경을 가하지 않고 동시에 효과적으로 측정하는 방법을 제공한다.It is an object of the present invention to provide a method for effectively measuring the intensity of light of various wavelengths within a wide range of wavelengths simultaneously without changing the structure of the spectrometer.

본 발명의 목적은 상기의 목적을 구체적으로 달성할 수 있는 분광기용 입사슬릿을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide an incident slit for a spectroscope that can achieve the above object specifically.

본 발명은 분광기의 광 입사슬릿의 슬릿을 위, 아래의 대각선 방향으로 적어도 2개 이상으로 배치하되, CCD 검출기의 폭 범위로 배치하여 분광된 빛을 상기 화상검출기(CCD 검출기)로서 서로 다른 파장 영역의 스펙트럼을 상기 슬릿수 만큼 측정하는 방법과 이러한 측정방법에 적용되는 위, 아래의 대각선 방향으로 적어도 2개 이상의 슬릿을 구성한 입사슬릿에 의하여 상기의 목적이 구현된다.According to the present invention, at least two slits of the light incident slit of the spectroscope are disposed in a diagonal direction above and below, and are arranged in a width range of a CCD detector so that the spectroscopic light is different from each other in the wavelength range as the image detector (CCD detector). The above object is achieved by a method of measuring the spectrum of by the number of slits and an incident slit comprising at least two slits in a diagonal direction up and down applied to the measuring method.

도 1은 종래의 분광기에 의한 빛의 측정법을 보여주는 참고사시도,1 is a reference perspective view showing a measurement method of light by a conventional spectroscope,

도 2는 도 1의 평면 개념도,2 is a plane conceptual view of FIG. 1;

도 3은 도 1 및 도 2에 의해 실시된 수은등의 스펙트럼을 보여주는 사진,Figure 3 is a photograph showing the spectrum of the mercury lamp carried by Figures 1 and 2,

도 4는 본 발명을 설명하기 위한 빛의 측정법을 보여주는 평면개념도,4 is a plan view showing a measurement method of light for explaining the present invention,

도 5는 종래의 측정법과 본 발명의 측정법에 의해서 실시된 수은등의 스펙트 럼 측정도,5 is a spectral measurement diagram of a mercury lamp carried out by a conventional measuring method and the measuring method of the present invention;

도 6은 본 발명의 측정법에 의해서 실시된 백열등의 스펙트럼 측정도,6 is a spectrum measurement diagram of an incandescent lamp carried out by the measuring method of the present invention;

도 7은 본 발명에 의해서 실시된 수은등의 스펙트럼을 보여주는 사진,7 is a photograph showing the spectrum of the mercury lamp carried by the present invention,

도 8은 본 발명에 의해서 실시된 백열등의 스펙트럼을 보여주는 사진.Figure 8 is a photograph showing the spectrum of the incandescent lamp carried out by the present invention.

〈도면의주요부분에대한부호의설명〉〈Description of the symbols for the main parts of the drawings〉

10 : 광원 20 : 분광기10 light source 20 spectrometer

21 : 입사슬릿 21a : 슬릿21: entrance slit 21a: slit

22 : 비점수차조정거울 23 : 회절격자22: astigmatism adjustment mirror 23: diffraction grating

24 : 초점거울 25 : 출구슬릿24: focus mirror 25: exit slit

30 : 화상검출기(CCD검출기)30: Image detector (CCD detector)

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명을 상세히 살펴보기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

즉, 본 발명의 방법은 도 4에 도시된 바와 같이 측정하고자 하는 광원(10)의 빛을 분광기(20)의 입사용 슬릿(21)을 위, 아래의 대각선 방향으로 적어도 2개 이상의 슬릿(21a)을 배치하여 장착하고 이를 통하여 빛을 통과시켜 비점수차(非點收差)조정거울(22), 회절격자(Grating)(23), 초점거울(24), 출구슬릿(25)을 경유하여 빛을 분산시켜 화상검출기(CCD 검출기)(30)로서 서로 다른 파장 영역의 스펙트럼을 상기 슬릿수 만큼 측정하는 방법을 제공한다.That is, in the method of the present invention, as shown in FIG. 4, at least two or more slits 21a in the diagonal direction above and below the incident slit 21 of the spectroscope 20 are measured for the light of the light source 10 to be measured. ) Through the light through the astigmatism adjustment mirror (22), the diffraction grating (23), the focus mirror (24), and the exit slit (25). The method provides a method of measuring the spectrum of different wavelength ranges by the number of slits by dispersing the image detector (CCD detector) 30.

이때, 상기 입사슬릿(21)의 슬릿(21a)간의 범위는 상기 최종의 CCD 검출기(30)의 폭(W) 범위로 배치하여서 검출기(30)에는 연속되는 파장의 스펙트럼 띠가 상, 하로 구분되어 나타나게 되어 결국 상기 측정된 스펙트럼은 동시간의 것으로서 컴퓨터 등을 사용하여 신호를 읽어들여 사용한다.At this time, the range between the slits 21a of the incident slit 21 is arranged in the width (W) range of the final CCD detector 30 so that the spectral band of the continuous wavelength is divided into upper and lower in the detector 30. As a result, the measured spectra are simultaneous and the signal is read and used using a computer or the like.

이러한 본 발명의 방법은 도 5에서 보여주는 바와 같이 옆구간의 스펙트럼이 분할되어 아래에 나타난다. 따라서 동시에 측정할 수 있는 전체 빛 파장 범위는 측정범위 = 한 구간의 빛 파장 폭 x 슬릿의 수임이 확인된다.In this method of the present invention, as shown in FIG. 5, the spectrum of the side sections is divided and shown below. Therefore, it is confirmed that the total light wavelength range that can be measured simultaneously is the measurement range = the number of light wavelength width x slits in one section.

또한, 도 6에서 보여주는 바와 같이 백열등의 빛처럼 연속 스펙트럼을 가진 빛은 띠형 태로 동시에 측정됨이 확인된다.In addition, as shown in FIG. 6, light having a continuous spectrum, such as incandescent light, is simultaneously measured in a band shape.

도 7은 본 발명에 의해서 실시된 수은등의 스펙트럼을 보여주는 사진이고, 도 8은 본 발명에 의해서 실시된 백열등의 스펙트럼을 보여주는 사진으로서 본 발명이 동일시간에 발생하는 스펙트럼을 동시에 측정됨이 입증된다.Figure 7 is a photograph showing the spectrum of the mercury lamp carried out by the present invention, Figure 8 is a photograph showing the spectrum of the incandescent lamp carried out by the present invention demonstrates that the present invention simultaneously measured the spectrum occurring at the same time.

이러한 본 발명에 있어서, 상기 입사슬릿(21)의 슬릿(21a)의 개수는 제약은 없으나 슬릿(21a)끼리의 가로 간격이 상기 CCD 검출기(30)의 폭(W) 만큼 멀어져 있어야 하므로 기존의 분광기(20)를 그대로 이용할 경우에는 공간적인 제약 때문에 5-10개 이내로 한정된다. 또한 상기 슬릿(21a)의 틈새 크기는 작을수록 해상도는 커지나 감도가 나빠지는 상기 분광기(20)의 분해능과 결부되므로 측정목적에 따라 보통 20-200 미크론의 틈새로의 변경이 가능하다.In the present invention, the number of slits 21a of the incident slit 21 is not limited, but the horizontal spacing between the slits 21a should be as far as the width W of the CCD detector 30, so that the existing spectrometer In case of using (20) as it is, it is limited to 5-10 because of space limitation. In addition, the smaller the gap size of the slit 21a is, the higher the resolution, but the sensitivity is coupled with the resolution of the spectrometer 20 is poor, it is possible to change to the gap of 20-200 microns, depending on the purpose of measurement.

이러한 본 발명에 있어 상기 입사슬릿(21)의 슬릿(21a)의 형성방향을 대각선 방향으로의 구성하는 것은 매우 중요하다.In this invention, it is very important to configure the formation direction of the slit 21a of the said incident slit 21 in diagonal direction.

즉, 상기 슬릿(21a)의 좌, 우의 배치위치에 따라 스펙트럼의 측정구간이 결정되고 또한 상기 슬릿(21a)의 상, 하의 배치위치에 따라 검출기(30)의 상, 하의 위치가 결정된다. 따라서 상기 슬릿(21a) 끼리의 좌, 우 간격은 상기 검출기(30)의 크기만큼 벌어져야 하고 다음 범위의 스펙트럼이 겹치지 않도록 상, 하로 벌려야 하므로 결국, 상기 슬릿(21a)들은 대각선 방향으로 위치하여야만 최대의 효과를 얻을 수 있기 때문이다.That is, the measurement section of the spectrum is determined according to the left and right arrangement positions of the slit 21a, and the up and down positions of the detector 30 are determined according to the arrangement positions of the slit 21a. Therefore, the left and right intervals between the slits 21a should be widened by the size of the detector 30 and should be widened up and down so that the spectrum of the next range does not overlap, so the slits 21a should be positioned in the diagonal direction at the maximum. This is because the effect can be obtained.

또한, 본 발명에 있어 상기 입사슬릿(21)과 검출기(30)는 별도로 작용하므로 상호간에 영향을 주는 것은 없으나, 본 발명을 효과적으로 달성하기 위해서는 상기 검출기(30)의 크기와 어울리는 슬릿(21a)의 배열을 사용함이 바람직하다.In addition, in the present invention, since the incident slit 21 and the detector 30 act separately, they do not affect each other, but in order to achieve the present invention effectively, It is preferable to use an array.

이상에서 상세히 살펴본 바와 같이, 본 발명은 고가의 기존 분광기를 그대로 사용하여 넓은 파장의 범위 내에서 여러 파장의 빛의 세기를 동시에 효과적으로 측정하는 방법과 이러한 본 발명의 방법을 간편하게 실행할 수 있는 분광기용 입사슬릿을 제공하여 빛을 분광 측정하는 여러 용도에 사용할 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention is a method for effectively measuring the intensity of light of various wavelengths simultaneously within a wide wavelength range using an existing expensive expensive spectrometer and an incident for a spectroscope that can easily execute the method of the present invention. Providing a slit has the effect that can be used for various applications of spectroscopic measurement of light.

Claims

At least two or more slits of the light incident slit of the spectrometer in the diagonal direction are arranged up and down in the width range of the image detector so that the spectroscopic light from the light source is simultaneously used as the image detector for spectra of different wavelength ranges. A method of measuring light of a wide wavelength range simultaneously with light of multiple wavelength ranges, characterized by measuring the number of slits of the slit.

In the light incident slit of the spectroscope, a spectroscope for measuring light of a wide wavelength range simultaneously with light of several wavelength ranges, characterized in that at least two or more slits of the incident slit are formed in a diagonal direction. Dragon slit.