KR100612530B1 - Simultaneous multi-beam planar array irpair spectroscopy - Google Patents

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Abstract

본 발명의 장치(300) 및 방법은 부동부분 또는 작동중의 푸리에변환 및 배경 스펙트럼과 요소성능의 퇴보 동안에 자기보상을 필요로 하는 IR 흡수현상을 이용하여 다중 샘플 또는 하나의 샘플의 다중공간면적에서 리얼타임 내에 동시에 다중화된 IR 스펙트럼 정보를 공간적으로 제공하는 것이다. 샘플의 IR 스펙트럼정보 및 화학적분석은 하나 또는 그 이상의 IR 광원(310,311), 샘플 볼륨을 위치 하기 위한 하나 또는 그 이상의 샘플링 액세서리(330,331), 하나 또는 그 이상의 광학적 분산요소(350), 분산된 광빔을 검출하기 위해 배열된 촛점면어레이(FPA,370), 프로세서(380), FPA 를 제어하는 디스플레이(390), 및 FPA(370)와 디스플레이 IR 스펙트로그래프를 제어하는 디스플레이(390)를 이용하여 결정된다.Apparatus 300 and method of the present invention utilizes IR absorption phenomena that require self-compensation during the floating part or the Fourier transform during operation and the deterioration of the background spectrum and element performance. It provides spatially multiplexed IR spectrum information simultaneously in real time. IR spectral and chemical analysis of the sample may include one or more IR light sources 310, 311, one or more sampling accessories 330, 331 to locate the sample volume, one or more optical dispersing elements 350, and a scattered light beam. Determining using focal plane arrays (FPA, 370), processor 380, display 390 to control FPA, and display 390 to control FPA 370 and display IR spectrographs arranged for detection. .

Description

다중빔 평면 어레이 IR 분광기{SIMULTANEOUS MULTI-BEAM PLANAR ARRAY IR(PAIR) SPECTROSCOPY}Multibeam Planar Array IR Spectrometer {SIMULTANEOUS MULTI-BEAM PLANAR ARRAY IR (PAIR) SPECTROSCOPY}

본 출원은 라볼트 등이 2001년 10.1 출원한 PCT/US01/30724 호를 우선권 주장한 출원으로 "리얼타임 IR 분광기를 위한 장치 및 방법" 에 관한 것이고 관련특허로서는 위 라볼트 등이 2001년 10.29 출원한 미국특허출원 09/984,137호 "리얼타임 IR 분광기를 위한 장치 및 방법" 이 있다.This application is a application claiming priority of PCT / US01 / 30724 filed by Rabolt et al. In 10.1 in 2001, and relates to the "apparatus and method for a real-time IR spectroscopy" and related patents filed by Rabolt et al. US patent application 09 / 984,137, "apparatus and method for real-time IR spectroscopy".

미국정부는 NATIONAL SCIENCE FOUNDATION GRANT NO.0076017 및 DEPARTMENT OF ENERGY GRANT NO DE-FG02-99-ER45794 에 의해 제공되는 본 발명의 권리를 가지고 있다.The United States Government has the rights of the present invention provided by NATIONAL SCIENCE FOUNDATION GRANT NO.0076017 and DEPARTMENT OF ENERGY GRANT NO DE-FG02-99-ER45794.

본 발명은 IR 스펙트럼의 다중샘플 재료를 동시에 결정하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 동시에 배경보상을 갖는 리얼타임 내에서 동작하는 장치 및 방법을 이용한 IR 스펙트럼다중샘플을 분광적으로 결정할 수 공간의 다중화에 관한 발명으로 동적부분을 이용하지 않는다. 또한 본 발명은 샘플재료의 조성을 분석하여 검축된 스펙트럼의 정보를 수학적인 트랜스폼을 이용하지 않는다.The present invention is directed to an apparatus and method for simultaneously determining multisample materials of the IR spectrum. More specifically, the present invention relates to the multiplexing of a space capable of spectroscopically determining an IR spectral multisample using an apparatus and a method operating simultaneously in real time having a background compensation, without using a dynamic part. In addition, the present invention does not use a mathematical transform on the information of the spectrum detected by analyzing the composition of the sample material.

본 발명은 산업상 이용성을 가지고 있다. 예를 들면 모니터 제조공정에서의 리얼타임 방법이다. 상기와 같은 모니터제조공정은, 두께, 화학적인 구조 및 표면 상의 코팅방향(고체, 액체, 화학적경계, 물리적 흡수)를 포함하지만 한정하지는 않는다. 상기 두께는 생체재료, 폴리머, 초전도체, 반도체, 금속, 유전체 및 미네럴 등으로 만들지지만 한정하진 않는다. 부가하여 이용성은 리얼타임장치 및 측정방법에서 찾아볼 수 있고, 가스 액체 또는 고체상태의 다양한 공정 재료를 포함하는 화학반응에서 화학적성분을 검출하는 것에서 알 수 있다. 또한, 본 발명에 의한 상기 장치 및 방법은 자기보상을 위해 제공하는 것으로 센서 또는 광로의 변화를 계산하거나 얻어진 측정에 영향을 주는 환경적인 상태를 변화한다.The present invention has industrial utility. For example, it is a real-time method in the monitor manufacturing process. Such monitor manufacturing processes include, but are not limited to, thickness, chemical structure, and coating direction (solid, liquid, chemical boundary, physical absorption) on the surface. The thickness is made of, but is not limited to, biomaterials, polymers, superconductors, semiconductors, metals, dielectrics, minerals, and the like. In addition, availability can be found in real-time devices and methods of measurement and can be found in the detection of chemical components in chemical reactions involving various process materials in gaseous or solid state. In addition, the apparatus and method according to the present invention provide for self-compensation to calculate environmental changes that affect the measurements obtained or to calculate changes in sensors or optical paths.

산업이 핵심기술 내에서 비용감소의 추세로 이어지면서, 최적화된 공정 및 성능으로 대체되는 것이 강조되고 있다. 이러한 경비절감은 휴대하기 쉽고, 튼튼하고, 실뢰성 있고, 적극적인 산업 내에서의 긴시간 동안 운용능력 또는 다른 비실험적 환경인 새로운 종류의 복잡한 장치의 발전과 소개가 필연적일 것이다.As the industry continues to lead to cost reductions in key technologies, the emphasis is on replacing them with optimized processes and performance. Such cost savings will inevitably result in the development and introduction of new types of complex devices that are portable, robust, reliable, and active for a long time in an industry or other non-experimental environment.

분광기술은 재료의 분석분야에서 종종 이용된다. 종래의 분광기는 선택적인 흡수, 방사 문제에 의한 특정컬러광의 산란을 측정한다. 가시적인 백색광은 프리즘에 의해 컬러 또는 스펙트럼의 성부을 분리시킬 수 있다. 분광측정의 주요목적은 알려지지 않은 재료의 화학적 성분을 규명하거나 구조, 동작 또는 알려진 재료 또는 목적물의 환경적인 특성(내부온도, 압력 자장세기 등)의 상세함을 설명하는 것이다.Spectroscopic techniques are often used in the field of analysis of materials. Conventional spectrometers measure the scattering of specific color light due to selective absorption and radiation problems. Visible white light can separate the portion of color or spectrum by a prism. The main purpose of spectroscopic measurements is to identify the chemical composition of an unknown material or to explain the details of its structure, operation or environmental properties (such as internal temperature, pressure magnetic field strength) of a known material or object.

과학 및 산업과 같은 다양한 분야에서 분광기의 광범위한 기술적 중요성은 천연재료 및 종합화학의 특성 그리고 별들의 구성요소를 결정하는 분야와 같은 산 업을 갖는 19세기로 거슬러 올라간다.The broad technical significance of spectroscopy in various fields, such as science and industry, dates back to the 19th century, with industries such as those that determine the properties of natural materials and synthetic chemistry and the composition of stars.

현대적인 분광기는 전체적인 범위 또는 전기자기장 방사의 스펙트럼을 포함하는 "광(LIGHT)"의 의미를 일반화하고 감마와 엑스레이 및 자외선으로부터 연장되어 자외선, 가시광선, 및 적외선은 물론 마이크로 웨이브 및 라디오파에 이른다. 모든 광의 전기자기장의 다양한 형태(또는 파장범위)는 고유의 특성을 측정하는 방법을 가지고 있다. 상기와 같은 고유의 특성을 측정하는 방법은 각가의 서로 다른 분광장치 및 기술에 따라 다양한 종류가 제시되고 있으며 재료의 특성을 측정하기 위해 서로 다른 물리적 현상에 의존하고 있다. 부가하여 다양한 분야의 여러 전문가와 연구진들은 체계화된 지식 및 경험칙으로서 다양한 기술분야에서 기술을 교류하지 않거나 종종 교류하고 있다.Modern spectroscopy generalizes the meaning of "LIGHT", which covers the whole range or spectrum of electromagnetic field radiation and extends from gamma, x-rays and ultraviolet to ultraviolet, visible and infrared as well as microwave and radio waves. . The various forms (or wavelength ranges) of the electromagnetic field of all light have their own way of measuring their properties. There are various kinds of methods for measuring the intrinsic properties as described above according to different spectroscopy devices and techniques, and they rely on different physical phenomena to measure the properties of materials. In addition, many experts and researchers in various fields do not or often exchange technology in various technical fields as a systematic knowledge and experience rule.

상술한 IR의 이용은 화학재료를 분석하기 위한 수많은 분광기기술의 하나이다. 모든 경우에 있어서, 분광기 분석은 의문시되는 샘플에 의한 흡수 양 또는 반사양에 의하거나 적당하게 에너지화 되었을 때 샘플로부터 방사되는 양에 의해 광에너지의 특정파장을 측정하는 것이다.The use of IR described above is one of many spectroscopic techniques for analyzing chemical materials. In all cases, spectroscopic analysis measures the specific wavelength of light energy by the amount of absorption or reflection by the sample in question, or by the amount emitted from the sample when properly energized.

IR의 경우에서는, 분광계분석의 흡수형태가 신뢰할 만하다. IR 방사는 전자상태 즉, 자외선으로 보이는 것처럼 분자궤도 사이에서 전이를 감소할 만한 충분한 에너지를 가지고 있지 않다. 원자흡수와는 달리 IR 스펙트럼은 분자의 하나의 전자상태 내에서 진동전이를 검사하고, Pb, Cu 등과 같은 특정전자요소와 관계하지 않는다. 상기와 같은 진동은 세가지 주요카테고리 중의 하나로 된다. 상기 세가지 주요카테고리는 결합축을 따라 내측 원자거리 내에서 변화하는 결과를 가져오는 스트레칭; 두개의 결합사이의 각이 변화하는 결과를 가져오는 벤딩(BENDING); 원자의 두개 그룹 사이에 갹과 분리 내에서 변화하는 토션결합(TORSIONAL COUPLING)이다. 거의 모든 재료는 IR 방사를 흡수하지만, O2, H2,, N2, Cl 2, F2 또는 노블가스(NOBLE GAS) 과 같은 호모뉴클리어(HOMONUCLEAR) 2가 분자는 제외한다.In the case of IR, the absorption form of spectrometer analysis is reliable. IR radiation does not have enough energy to reduce the transition between molecular orbits, as seen by the electronic state, ie ultraviolet light. Unlike atomic absorption, the IR spectrum examines vibrational transitions within a single electronic state of a molecule and does not relate to specific electronic elements such as Pb and Cu. Such vibrations fall into one of three main categories. The three main categories are stretching, resulting in a change in the inner atomic distance along the bond axis; BENDING resulting in a change in angle between the two bonds; It is a torsional bond that changes in the bond and separation between two groups of atoms. Almost all materials absorb IR radiation, except for HOMONUCLEAR divalent molecules such as O 2 , H 2 , N 2 , Cl 2 , F 2 or NOBLE GAS.

IR은 일반적으로 0.78 및 1000㎛ 사이의 전기자기장 스펙트럼의 범위를 커버링한다. IR 분광계 환경 내에서 일시적인 주파수는 "파장번호(WAVENUMBERS)"(㎝-1) 내에서 측정되고 방사의 상호파장(㎝)으로 계산된다. 정확하게 정의되지는 않았지만, IR의 범위는 가끔 파장과 그에 대응하는 파장번호 범위를 갖는 세개의 영역에 의해 부가적으로 윤곽이 나타난다.IR generally covers a range of electromagnetic field spectra between 0.78 and 1000 μm. Temporary frequencies in the IR spectrometer environment are measured within "WAVENUMBERS" (cm -1 ) and are calculated as the mutual wavelength of radiation (cm). Although not precisely defined, the range of IR is sometimes additionally outlined by three regions with wavelengths and corresponding wavelength number ranges.

"근거리-IR" : 0.78-2.5㎛ 12800-4000㎝-1 ;"Near-IR": 0.78-2.5 μm 12800-4000 cm −1 ;

"중거리-IR" : 2.5-50㎛ 4000-200㎝-1 ; 및"Medium distance-IR": 2.5-50 µm 4000-200 cm -1 ; And

"장거리-IR" : 50-1000㎛ 200-10㎝-1 ;"Long distance-IR": 50-1000 μm 200-10 cm −1 ;

IR 을 흡수하기 위한 분자에 있어서, 분자내에서 진동 또는 회전은 분자의 쌍극자 모멘트 내에서 네트들 변화하는 원인이 되어야 한다. IR 이 방사된 전기장은 분자의 쌍극자 모멘트 내의 파동과 교차하고, 방사 주파수가 분자의 진동 주파수와 매치(MATCH)되면 방사는 흡수될 것이고, 분자진동에 의해 IR 대역폭 강도는 감소되는 원인이 된다.In a molecule to absorb IR, vibration or rotation within the molecule should cause the nets to change within the dipole moment of the molecule. The IR-emitted electric field intersects the wave in the dipole moment of the molecule, and radiation will be absorbed if the emission frequency matches the vibration frequency of the molecule, causing the IR bandwidth intensity to be reduced by molecular vibration.

분자기능그룹의 전자상태는 결합된 진동상태이고, 각각 다른 에너지 레벨을 갖는다. 결과적으로, IR 분광기는 "기능적 그룹" 이라 알려진 형태에 특정화학적 조합의 원자의 그룹과 관계되거나 분자종류와 관계된다. 다양한 기능적 그룹은 재료의 성질을 결정하는데 영향이 있거나 화학적 결합형태의 흡수특성에 의해 예측되는 활성에 영향이 있다. 상기 화학적결합은 진동하는 동안에 쌍극모멘트 내의 변화를 겪는다. 예를 들어 기능적인 그룹과 각각의 에너지밴드는 하이드록실(O-H)(3610-3640㎝-1), 아미네스(N-H)(3300-3500㎝-1), 아로마틱링(C-H)(3000-3100㎝ -1), 알케네스(C-H)(3020-3080㎝-1), 알카네스(C-H)(2850-2960㎝-1), 니트릴에스(C≡N)(2210-2260㎝-1), 카본닐(C=O)(1650-1750㎝-1) 또는 아미네스(C-N)(1180-1360㎝-1) 것을 포함한다. 상기 IR 흡수밴드는 조성물 분석, 특별한 식별을 위한 유기체 및 유기금속의 분자에서 매우 유용한 "핑거프린트" 형태로서 기능적인 그룹과 결합된다The electronic states of the molecular functional groups are combined vibration states, each with a different energy level. As a result, an IR spectrometer is associated with a group of atoms of a particular chemical combination or with a molecular type in a form known as a "functional group." The various functional groups have an effect on determining the properties of the material or on the activity predicted by the absorption properties of the chemical bond form. The chemical bonds undergo a change in the dipole moment during vibration. For example, functional groups and their respective energy bands include hydroxyl (OH) (3610-3640 cm -1 ), amines (NH) (3300-3500 cm -1 ), and aromatic rings (CH) (3000-3100 cm). -1 ), alkenes (CH) (3020-3080 cm -1 ), alkanes (CH) (2850-2960 cm -1 ), nitriles (C≡N) (2210-2260 cm -1 ), carbonyl (C═O) (1650-1750 cm −1 ) or Amines (CN) (1180-1360 cm −1 ). The IR absorption band is combined with a functional group as a "fingerprint" form which is very useful in molecules of organisms and organometals for composition analysis, special identification.

파장은 기능적인 그룹의 잉여에 의해 흡수되는 것을 알고 있는 바와 같이, 적합한 파장은 분석되고 있는 샘플에서 지배되고 샘플에 의해 흡수된 에너지의 양이 측정된다. 흡수된 많은 에너지는 특별한 기능적인 그룹 이사으로 샘플 내에 존재한다. 결과물은 숫자적으로 양이 재어진다. 부가하여 샘플 내에서 흡수밴드의 부재는 동일하게 유용한 정보를 제공할 수 있다.As it is known that the wavelength is absorbed by the surplus of functional groups, a suitable wavelength is governed in the sample being analyzed and the amount of energy absorbed by the sample is measured. Many of the energy absorbed is in the sample as a special functional group director. The result is numerically weighed. In addition, the absence of an absorbing band in the sample can provide equally useful information.

강도와 샘플 흡수의 주파수는 스펙트럼이라 불리는 두개면을 갖는 플롯(PLOT) 내에서 서술된다. 강도는 일반적으로 흡수에 의해 서술되고, 샘플 내 에서 광 흡수의 양, 또는 퍼센트 투과율, 프리즘을 통과한 광의 양에 의해 서술될 수 있다.The intensity and frequency of sample absorption are described in a two-sided plot called spectrum. Intensity is generally described by absorption and can be described by the amount of light absorption, or percent transmission, in the sample, the amount of light passing through the prism.

적외선 스펙트럼미터는 광원(예:태양), 파장식별유닛 또는 IR 검출기와 프리즘과 같은 광학적인 분산요소를 이용하여 제작된다. 광학적 분산요소를 스캐닝하여, 스펙트럼정보는 반사모드 즉 광원반사 또는 투과모드 즉 샘플을 통과한 투과부를 이용하여 서로 다른 파장에서 얻어진다. 그러나, 이러한 접근에서의 단점은 필요한 스캐닝동작과 결합되는 가동부분이다. 상기와 같은 가동부분은 장치의 견고함과 휴대성을 제한할 수 있다.Infrared spectrum meters are manufactured using light sources (eg, the sun), wavelength identification units or optical dispersing elements such as IR detectors and prisms. By scanning the optical scattering elements, the spectral information is obtained at different wavelengths using a reflection mode, ie a light source reflection or a transmission mode, ie a transmission through the sample. However, a drawback in this approach is the movable portion combined with the required scanning operation. Such movable parts can limit the robustness and portability of the device.

최근, 미첼슨(Michelson) 간섭계는 IR 스펙트럼 내에서 인터페로그램(INTERFEROGRAM)라 불리는 것을 발생하는데 이용되고, 후자는 페스트푸리에급수(FFT)와 같은 푸리에급수(FT)를 필요하게 된다. IR 범위내에서 분광계는 FTIR 인터페로미터라 불리우고 1960년대 처음 사업적인 목적으로 등장되었다. FTIR 인터페로미터은 도1에 도시되어 있다.Recently, a Michelson interferometer has been used to generate what is called INTERFEROGRAM in the IR spectrum, and the latter requires Fourier series (FT), such as Fast Fourier series (FFT). Within the IR range, spectrometers were called FTIR interferometers and first appeared for business purposes in the 1960s. The FTIR interferometer is shown in FIG.

FTIR 인터페로미터(100)의 주요요소는 IR 광원(110), 인터페러미터(130,140,150) 및 IR 검출기(160)이다. FTIR 인터페로미터(100)는 샘플(120)을 통해 통과된 모든 광학주파수를 측정하는 분광계 수단으로 제공되고, 검출릭(160)가 신호를 검출하기 전에 각각의 방사주파수의 강도를 변조한다. 일반적으로 가동미러 배열(15)은 두개의 식별할 수 있는 광빔사이에 경로길이를 얻기 위해 이용된다. 기준빔과 서로 다른 길이를 이동한 후에 제2 빔과 기준빔은 재결합되고 간섭패턴결과를 가져온다. IR 검출기(160)은 상기와 같은 간섭패턴을 검출하 기 위해 이용된다.The main elements of the FTIR interferometer 100 are the IR light source 110, the interferometers 130, 140, 150 and the IR detector 160. The FTIR interferometer 100 is provided to spectrometer means for measuring all optical frequencies passed through the sample 120, and modulates the intensity of each radiation frequency before the detector rig 160 detects the signal. In general, the movable mirror arrangement 15 is used to obtain the path length between two identifiable light beams. After moving different lengths from the reference beam, the second beam and the reference beam are recombined, resulting in an interference pattern. The IR detector 160 is used to detect such interference patterns.

상기 검출된 간섭패턴 또는 인터페로그램은 미러위치에 대한 강도의 플롯이다. 상기 인터페로그램은 모든 실용적인 목적을 위한 샘플에 의해 방사된 모든 파장을 합한 것이로, 인터페로그램은 근본적인 형상에서 변화되지 않는다. FT 의 수학식을 이용하여, 컴퓨터 또는 제시된 프로세서는 샘플(120)을 통해 흡수되거나 투과된 광의 특성 스펙트럼으로 인터페로그램을 변화한다.The detected interference pattern or interferogram is a plot of the strength with respect to the mirror position. The interferogram is the sum of all wavelengths emitted by the sample for all practical purposes, so the interferogram does not change in its fundamental shape. Using the equation of the FT, a computer or presented processor changes the interferogram into a characteristic spectrum of light absorbed or transmitted through the sample 120.

FT 분광학의 발명은 20세기의 근대장치발전에서 가장 진보한 것 중의 하나라 할 수 있다. 광간섭을 이용한 광분광학은 매우 빠르고 많은 처리량에 따라 분자의 진동/회전의 검출에 민감하고, FT 장치에 의해 제공되는 다양한 잇점이 있다. 고해상도 스펙트럼이 요구되는 NMR(NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE) 및 질량분광계에서 FT 장치는 최근의 기술로서 매우 효과적인 것이다.The invention of FT spectroscopy is one of the most advanced in modern device development in the 20th century. Optical spectroscopy using optical interference is very fast and sensitive to the detection of molecular vibrations / rotations depending on the high throughput, and has the various advantages provided by FT devices. In NMR (NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE) and mass spectrometers where high resolution spectra are required, FT devices are very effective as a recent technology.

동일한 기술혁신은 분광기 세대에서의 선택으로 만들어진 FT 장치를 갖으나 FT 장치의 환경에서 매우 민감한 FT 장치를 역시 가져야 한다. 이러한 이유로, FT 간섭계는 진동 방지를 위해 광학벤치의 이용이 필요한 실험환경게 가장 제한이 따르고, 열적인 유도 길이 차이에 의해 인터페로그램을 영햐응주는 온도진동을 제어하기 위한 엄격한 환경제어가 필요하다. 이러한 형태의 스캔닝접근은 실행될 수 있는 것을 입증하고 어떠한 환경하에서 얻어질 수 있는 신호대 잡음비(SNR)는 다중 인터페로그램의 지속적인 평균신호를 필요로하며 몇몇 환경하에서 요구되는 보다 느린 FTIR 시스템이 제작되고, 시스템의 다수 가동부분으로부터 감소된 속도 및 보다 낮은 신뢰성을 초래한다.The same innovation should have an FT device made as a choice in the spectroscopy generation but also have a FT device that is very sensitive to the environment of the FT device. For this reason, FT interferometers are most limited in experimental environments that require the use of optical benches to prevent vibration, and strict environmental controls are needed to control the temperature oscillation that affects the interferogram due to thermal induced length differences. . This type of scanning approach demonstrates that it can be implemented and the signal-to-noise ratio (SNR) that can be obtained under certain circumstances requires a continuous average signal of multiple interferograms, and a slower FTIR system is required that is required under some circumstances. This results in reduced speed and lower reliability from multiple moving parts of the system.

분광학에서, 해상도는 분해능력의 측정 또는 스펙트럼 내의 두개의 피크차를 측정이며, 높은 해상도는 작은 피크차의 파장번호에 대응하고, 낮은 해상도는 보다 큰 피크차 파장번호과 관계된다. 푸리에급수 간섭계 1/1000th-1 차수에서 매우 높은 해상도를 가지고 있고, 미러 움직임의 가능한 양 또는 특별한 장치에 의해 발생될 수 있는 경로길이차에 의존한다. "낮은" 해상도는, 해상도가 필요로 하는 측정과 특정응용에 기초하여 선택되므로 "낮은" 과 "높은" 해상도 사이의 브라이트-라인(BRIGHT-LINE)은 존재하지 않지만 일반적으로 16-32㎝-1 범위 내에서 판단된다. 일반적인 화학분석 및 FTR과 결합된 식별에서, 8 ㎝-1 또는 그이상의 "높은" 해상도가 공통적이다. 다시말하면, 화학적인 정보는, 특별한 화학결합을 갖는 식별된 인접 피크 또는 진동상태는 다같이 "희미(SMEARED)"지고, 보다 낮은 해상도가 이용된다면 시별할 수 없게되는 것과 같이 해상도가 매우 낮은면 잃는 것이다.In spectroscopy, resolution is a measure of resolution or two peak differences in a spectrum, where a high resolution corresponds to a wavelength number of a small peak difference, and a low resolution relates to a larger peak difference wavelength number. Fourier series interferometers have very high resolution in the order of 1/1000 th cm -1 and depend on the possible amount of mirror movement or path length differences that can be generated by a particular device. The "low" resolution is chosen based on the measurement and the specific application the resolution requires, so there is no BRIGHT-LINE between "low" and "high" resolutions but generally 16-32 cm -1 It is judged within the range. In general chemistry analysis and identification combined with FTR, "high" resolutions of 8 cm -1 or more are common. In other words, chemical information is lost if the identified adjacent peaks or oscillations with special chemical bonds are all "smooth" together, and if lower resolutions are used, they cannot be visualized. will be.

열적안정성, 기계적 진동차단, 엄격한 광학 얼라이먼트에 대한 필요성은 어디서 어떻게 FT 장치가 이용되게 할 수 있는지, 특히 장치의 휴대성 제한에 대하여 강하게 제기되고 있다. 이러한 문제가 FTIR 간섭계에 제한이 있다면, 특정 기술에 의한 시험이 몇몇 결점이 발견되게 현재 이용할 수 있는 장치에서 이루어져야 한다. 표1은 광학 간섭계의 작동을 위해 이용되는 네가지 공통기술과 그의 한계이다.The need for thermal stability, mechanical vibration suppression, and strict optical alignment is strongly raised where and how the FT device can be used, in particular with regard to the portability limitations of the device. If this problem is a limitation of the FTIR interferometer, testing by specific techniques should be made on the currently available equipment to find some drawbacks. Table 1 lists the four common techniques used for the operation of the optical interferometer and its limitations.

동작기술Motion technology 한계Limit 에어베어링Air bearing 청정, 건조공기 및 가동미러에 있어서 긴밀한 레벨의 이동평면의 안정공급의 필요성The necessity of stable supply of a close level moving plane in clean, dry air and moving mirror 마그네틱 코일Magnetic coil 높게 조정된 전원공급의 필요성 진동에 있어서의 낮은 허용오차Need for a Highly Adjusted Power Supply Low Tolerances in Vibration 피에조 스택Piezo Stack 이동범위의 한계. 피에조요소를 동작하는데 필요한 높은 전원공급.Limit of travel range. High power supply required to operate piezo elements. 기계적인/피에조하이브리드Mechanical / PiezoHybrid 큰 기계적구조와 피에조요소동작을 위한 복잡한 피드백시스템의 필요성Need for complex feedback system for large mechanical structure and piezo element operation

일반적인 FTIR 간섭계 설계 및 한계Common FTIR Interferometer Designs and Limitations

FTIR은 산업, 정부 및 학교실험실에서 다양한 연구에 적용되고, 다양한 샘플에서 분석을 수행하여 종래 방법과 비교하여 보다 진보한 결과물이 도출되고 있다. 그러나, 종래 갖섭계 내에서 가동미러구조는 설계 및 보다 컴팩트하고 휴대할 수 있는 FTIR의 구조에 한계를 가지고 있는 것이 명백해지고 있다. Stezle, Tuchtenhagen 및 Rabolt("Novel All-fibre-optic Fourier-transform Spectometer with Thermally Scanned Interferometer")에 의해 시도된 하나의 가능한 해결방법은 광섬유 FT 분광계 구조로서, 가동부분이 없고 적외선 분광학을 수행할 수 있는 것이다. FTIR is applied to a variety of studies in industrial, government and school laboratories, and analyzes are performed on various samples, resulting in more advanced results compared to conventional methods. However, it has become clear that the movable mirror structure in the conventional sub-system has limitations in the design and structure of the FTIR which is more compact and portable. One possible solution attempted by Stezle, Tuchtenhagen and Rabolt ("Novel All-fibre-optic Fourier-transform Spectometer with Thermally Scanned Interferometer") is a fiber-optic FT spectrometer structure, which has no moving parts and is capable of performing infrared spectroscopy. will be.

이러한 가능성연구에서, 시도는 광섬유를 이용한 근거리-IR(10000-5000 ㎝-1)범위 내의 간섭계를 제작하는 것을 가능하게 한다. 두개가 주의깊게 측정되고 격리된 광섬유는 두개의 광채널 또는 다른 광섬유가 반복적으로 가열/냉각되는 동안에 주위온도를 갖는 하나의 광섬유를 갖는 광로로서 이용된다. 파장과 광섬유의 가열/냉각된 광섬유의 굴절율 사이에 변화로 인해 두개의 광채널 사이의 광로차(OPD)는 조합된 채널 내의 간섭의 원인이 된다. 상기 가열/냉각주기는 3㎝의 OPD 를 발생하는데 이용되고 따라서 계산된 파워스펙트럼을 갖는 인터페로그램을 생성한다.In this feasibility study, trials have made it possible to fabricate interferometers in the near-IR (10000-5000 cm −1 ) range using optical fibers. Two carefully measured and isolated optical fibers are used as an optical path having one optical fiber having an ambient temperature while two optical channels or other optical fibers are repeatedly heated / cooled. Due to the change between the wavelength and the refractive index of the heated / cooled optical fiber of the optical fiber, the optical path difference (OPD) between the two optical channels causes interference in the combined channel. The heating / cooling cycle is used to generate an OPD of 3 cm and thus produces an interferogram with a calculated power spectrum.

그러나, 열과 기계적 상태 차이 하이에 광섬유 내의 두개광빔의 간섭은 매우 복잡하다고 알려져 있다. 대조적으로 종래 미첼슨(Michelson) 간섭계는, 광경로 길이차의 원인은 가동미러로부터 초래한 기하학적 경로 길이로부터 이루어지고, 광섬유 간섭계는 작동환경에서의 기계 또는 열의 변화에 반응하는 것으로, 스크램블 또는 발생한 간섭계으로 인해 필요한 위상정보의 손실을 일으킨다. 이것은 광섬유 개념은 좋은 개념이지만, IR 장치의 부동부분을 위해서는 보다 세심한 계획이 발전되어야 하는 것을 결론으로 할 수 있다. However, the interference of the cranial beams in the optical fiber is known to be very complex due to thermal and mechanical state differences. In contrast, the conventional Michelson interferometer is that the cause of the optical path length difference is made from the geometric path length resulting from the movable mirror, and the optical fiber interferometer responds to changes in mechanical or heat in the operating environment, This causes the loss of necessary phase information. This can be concluded that the fiber optic concept is a good one, but more careful planning needs to be developed for the floating part of the IR device.

문헌조사에서, 가시광선, 근거리-IR, 또는 IR의 대역에 대하여 고려하지 않고, 부동부분을 갖는 FT의 구조에 대한 또 다른 접근이 시도된 것을 도2에 도시된 바와 같이 알 수 있다. 상기와 같은 접은은 선형 어레이 검출기 또는 인터페로그램을 모으는 촛점면 어레이(FPA)를 이용한 것이다. 상기한 같은 접근방법의 설계는 검출기 상의 인터페로그램의 중심부의 프로젝션을 포함할 수 있고, 이 때 푸리에급수 프로세싱 후에 파워스펙트럼을 계산하기 위한 "이미지" 인터페로그램을 이용한다. 이러한 종래 기술의 어려운점 중의 하나는 어레이 검출기 크기, 검출기의 동적범위 및 어레이 검출기에 의해 캡쳐될 수 있는 한정된 인터페로그램의 범위의 한정된 스펙트럼 응답의 범위이다. In the literature review, it can be seen, as shown in Fig. 2, that another approach to the structure of the FT with floating portions was attempted without considering the band of visible light, near-IR, or IR. Such folding is using a focal plane array (FPA) that collects linear array detectors or interferograms. The design of the same approach can include projection of the center of the interferogram on the detector, using a "image" interferogram to calculate the power spectrum after Fourier series processing. One of the difficulties of this prior art is the range of the limited spectral response of the array detector size, the dynamic range of the detector and the range of limited interferograms that can be captured by the array detector.

또한, 오히려 가동부분이 없는 접근은 파워스펙트럼을 이끌어 내는 철저한 푸리에 급수 연산에 여전히 의존한다. 따라서 중거리-IR 범위 내에서 튼튼하고, 비간섭적이고 부동부분이 있는 분광계가 필요하다.Also, a rather mobile approach still relies on a thorough Fourier series calculation that leads to power spectrum. Thus, there is a need for robust, incoherent and floating spectrometers within the medium-IR range.

종래의 푸리에 급수 분광계외에, 분산에 근거하는 분광계는 가능한 실행을 제공한다. 이러한 접근에서, 프리즘 또는 회절격자와 같은 광학적으로 분산된 요소는 빛 방사에 존재하는 스펙트럼 주파수를 분리하는데 이용된다. 상기 분산요소는 검출된 투사 빛에 존재하는 여러가지 파장을 허용하도록 회전된다.In addition to conventional Fourier series spectrometers, spectrometers based on dispersion provide a possible implementation. In this approach, optically dispersed elements such as prisms or diffraction gratings are used to separate the spectral frequencies present in the light emission. The dispersing element is rotated to allow various wavelengths present in the detected projection light.

분산에 의존하는 IR 분광계는 느린 스캔율 및 보다 낮은 감도로 인해 1960년대 말에는 가장 분석적인 분야에서 고루한 장치가 되었다. 이것은 튼튼함과 광학 출력에 한계가 있는 가동프리즘과 같은 분산 분광계의 스캐닝구조로 잘 알려져 있다. 스캐닝을 위해 필요한 것은 광자의 포인트 검출이 스캔시에만 이용할 수 있는 방법이라는 사실로부터 도출되고 이것은 스펙트럼의 IR 범위 내에서 특히 사실이다. 오늘날 그러나 가시광선 및 근거리 IR 범위 내의 어레이 검출기는 광자의 면적검출을 위해 광범위하게 이용된다. 가시광선 범위 내에서 80%의 양자효율(QE) 보다 큰 CCD(CHARGED-COUPLED-DEVICE)가 만들어져 많은 분야에서 이용되고 있다. 이러한 진보의 결과로, 가시광선 및 근거리-적외선 범위 내의 CCD 기반의 고성능 분광기시스템은 상업적인 공급으로 구입할 수 있다. 상기와 같은 시스템은 종래의 FT 간섭계에 선택적으로 공급된다.Dispersion-dependent IR spectroscopy has become the most sought after instrument in the late 1960s due to its slow scan rate and lower sensitivity. This is well known for the scanning structure of dispersion spectrometers, such as movable prisms, which are limited in robustness and optical output. What is needed for scanning is derived from the fact that photon point detection is a method that can only be used during scanning, which is especially true within the IR range of the spectrum. Today, however, array detectors in the visible and near-IR ranges are widely used for area detection of photons. In the visible range, a CCD (CHARGED-COUPLED-DEVICE) with greater than 80% quantum efficiency (QE) has been made and used in many fields. As a result of these advances, CCD-based high performance spectroscopy systems in the visible and near-infrared ranges are commercially available. Such a system is optionally supplied to a conventional FT interferometer.

그러나, IR 연구로부터 이득이 되는 과학적인 문제의 범위는 현저하게 증가되고, 레코드되는 동안의 빔(진동 또는 동요)내의 위치를 변화하는 샘플을 포함하는 적용분야는 종래의 FTIR 장치를 이용하여 루틴하게 어드레스 될 수 없다. 상기 FTIR 장치의 스캔닝구조 및 서로 다른 광학주파수요소의 변조결과는 위치가 흔들리는 샘플에 의해 더 변화되고 이로인해 유용하지 않은 스펙트럼정보만을 랜더링한다.However, the range of scientific problems that benefit from IR research has increased significantly, and applications involving samples that change their position in the beam (vibration or fluctuations) during recording are routinely made using conventional FTIR devices. It cannot be addressed. The scanning structure of the FTIR device and the modulation result of the different optical frequency components are further changed by the samples whose position is shaken, thereby rendering only the spectrum information which is not useful.

예를 들어, 몇몇 기술은 랑뮈르(LANGMUIR) 필름에 대하여 구조적인 정보를제공할 수 있다. 적외선 반사-흡수 분광학(IRRAS)은 랑뮈르 모노층의 위상충전 또는 확장에 대하여 직접적인 구조정보를 제공하는 비파괴적인 기술이다. 상기 기술은 하이드로카본의 꼬리부 및 4000 내지 400㎝-1 영역내의 주파수를 갖는 모니터링 진동모드에 의해 의존하는 헤드그룹에 대하여 정보를 제공할 수 있다. 편광된 적외선분광측정장치는 전이 쌍극자모멘트의 방향에 민감하고, IRRAS는 암필필릭(AMPHIPHILIC)의 서로 다른 부구성요소의 방향을 결정하는데 이용할 수 있다. For example, some techniques may provide structural information about LANGMUIR films. Infrared reflection-absorption spectroscopy (IRRAS) is a non-destructive technique that provides direct structural information on the phase filling or expansion of the Langmuir monolayer. The technique can provide information for a headgroup that depends on the tail of the hydrocarbon and the monitoring vibration mode having a frequency within the 4000-400 cm -1 region. Polarized infrared spectrometers are sensitive to the direction of the transition dipole moment, and IRRAS can be used to determine the orientation of different subcomponents of AMPHIPHILIC.

그러므로 랑뮈르-블로드젯(LB) 필름을 제작하기 위해 상기한 암필필릭(AMPHIPHILIC)포리머의 랑뮈르 모노레이어는 물표면에 제일먼저 형성되며, 열역하적인 상태의 순서는 전달된 LB 필름의 구조에 극적효과를 갖는다. 그러므로, 열역학이 잘 이해되는 조건하에서 물표면의 모노레이어의 구조를 이해하는 것이 매우중요하게 된다. 상기와 같은 조건중의 하나는 랑뮈르 모노레이어 필름에 연속적인 압력을 가하는 조건이고, 일반적으로 가장 정확하고 재생할 수 있는 열역학치수가 상기 공정 동안에 얻어진다. 그러나, 압력-독립 IRRAS 스펙트럼은 "스텝-와이즈(STEP-WISE)" 방법에서 독점적으로 수집된다. 즉, IRRAS 스펙트럼은 연속적인 압력하에서 랑뮈르 모노레이어에 대응하게 보여진다.Therefore, in order to fabricate a langur-blodgjet (LB) film, the langur monolayer of the above-described AMPHIPHILIC polymer is first formed on the surface of the water, and the order of the thermodynamic state is the structure of the transferred LB film. Has a dramatic effect on Therefore, it is very important to understand the structure of the monolayer on the water surface under conditions where thermodynamics are well understood. One such condition is the condition of applying continuous pressure to the Langture monolayer film and generally the most accurate and reproducible thermodynamic dimensions are obtained during the process. However, pressure-independent IRRAS spectra are collected exclusively in the "STEP-WISE" method. In other words, the IRRAS spectrum is shown to correspond to the langur monolayer under continuous pressure.

종래의 FTIR 분광학을 이용한 IRRAS는 표준 전이측정과 비유되는 박막필름을 연구하기 위한 다양한 장치의 잇점을 제공하고, 기술은 몇몇 제한이 따른다. 본래 약한 모노레이어 흡수대역은 상대적으로 열등한 신호 대 잡음비(S/N) 스펙트럼을 가져오기 때문에 환경적이 변화가 축소되는 것을 곤란하게 하고 랑뮈르트로프(LANGMUIR TROUGH) 상부에 존재하는 수증기를 위한 스펙트럼보상이 시도된다.IRRAS using conventional FTIR spectroscopy offers the advantages of a variety of devices for studying thin film films that are analogous to standard transition measurements, and the technology has some limitations. Inherently weak monolayer absorption bands result in relatively inferior signal-to-noise ratio (S / N) spectra, making it difficult to reduce environmental changes and spectral compensation for water vapor above the LANGMUIR TROUGH. Is attempted.

지난 10년 전에, 유전체 기판 상의 IRRAS 실험에서 인정된 S/N은 장치와 광학인터페이스의 진보로 점차적으로 개선되었다. 수증기 보상의 문제를 최소화하는 방법은 여러가지가 있고, 세밀한 습도제어 및 샘플과 레코드된 스펙트럼을 허용하는 기준트로프를 반복적으로 대체하게 되는 샘플 트로프를 허용하는 셔틀운송시스템을 포함하는 것이다.In the last decade, S / N, recognized in IRRAS experiments on dielectric substrates, has been progressively improved with advances in devices and optical interfaces. There are many ways to minimize the problem of water vapor compensation and include a shuttle transport system that allows for fine humidity control and sample troughs that repeatedly replace the reference troughs that allow samples and recorded spectra.

수증기 보상문제를 최소화하는 또 다른 방법은 편광변조된 적외선 반사-흡수 분광학(PM-IRRAS)의 적용을 포함하는 것이다. PM-IRRAS에서 투사된 빔의 편광은 광탄성 변조기에 대한 두개의 직교방향사이에 빠른 변조를 하는 것이다. 상기 검출된 신호는 두개 채널의 전자 시스템을 통해 통과하고 차분 반사스펙트럼을 주는 수학적인 공정이다. 이러한 이론에서, 빠른 편광변조 때문에 PM-IRRAS 신호는 강한 수증기 흡수, 장치편차 및 변동과 같은 모든 편광-독립 신호로 인해 결여된다.Another way to minimize water vapor compensation problems is to include the application of polarization modulated infrared reflection-absorption spectroscopy (PM-IRRAS). The polarization of the beam projected by PM-IRRAS is a fast modulation between the two orthogonal directions for the photoelastic modulator. The detected signal is a mathematical process that passes through a two channel electronic system and gives a differential reflection spectrum. In this theory, because of fast polarization modulation, the PM-IRRAS signal is lacking due to all polarization-independent signals such as strong water vapor absorption, device deviations and fluctuations.

상술한 한계에도 불구하고, 상기 IRRAS 또는 PM-IRRAS 기술은 랑뮈르 모노레이어의 다양한 연구에 이용되며, 지방산, 인지질 및 인지질-프로틴 모노레이어의 연구를 포함한다. 상기 기술은 지질구조, 분자틸트각도 및 헤드그룹의 구조에 대한 정보를 제공하는데 이용될 뿐만 아니라 프로틴 제2구조 및 방향에 대한 정보도 제공하는데 이용된다. 그러나, IRRAS 또는 PM-IRRAS는 1s 동안에 1ms 내의 랑뮈르 모노레이어의 시간분해측정을 제공할 수 없고, 다중 독립측정을 동시에 제공하는 어떠한 기술도 알려져 있지 않다.Notwithstanding the above limitations, the IRRAS or PM-IRRAS technique is used in various studies of the langur monolayers and includes the study of fatty acids, phospholipids and phospholipid-protein monolayers. The technique is used to provide information on lipid structure, molecular tilt angle and head group structure as well as information on protein secondary structure and orientation. However, neither IRRAS nor PM-IRRAS can provide time resolved measurements of the Langmuir monolayers in 1 ms during 1 s, and no technique is known to provide multiple independent measurements simultaneously.

그러므로, IR 방사의 종래 전달 및 검출을 갖는 비스캐닝 장치의 필요성은 보다 강해질 수 없다. 예를 들면, 프로세스 중에 폴리머 박막 필름 내의 미세한 기계적 변형에 대한 온라인 연구의 필요성이 적용되는 분야, LED 세대의 구조연구 및 탄력적인 폴리머 기판상의 무기물(Si,SiN)박막필름의 생산의 모니터링은 시퀀스에 따라 부동부분을 갖는 IR 장치로부터 모든 잇점이 있고, 보다 강인성이 있고 휴대성이 있을 것이다. 상기와 같은 휴대성있는 장치는 박막필름연구 특히 변형할 수 있는 샘플링의 기하학적인 구조 또는 리모트샘플의 위치를 갖는 박막필름연구 동안에 강력한 새로운 툴을 제공하여 재료연구를 촉진할 것이다.Therefore, the need for non-scanning devices with conventional transmission and detection of IR radiation cannot be stronger. For example, in areas where the need for on-line studies of micromechanical deformations in polymer thin films is applied during the process, structural studies of LED generation, and monitoring of the production of inorganic (Si, SiN) thin films on flexible polymer substrates are in sequence. Thus, there will be all the advantages from IR devices with floating parts, which will be more robust and portable. Such portable devices will facilitate material research by providing powerful new tools during thin film research, particularly thin film studies with the geometry of the sampling or remote sample positions that can be deformed.

상기와 같은 비스캐닝 동안의 부가적인 이득은 IR 범위 내의 리얼타일 장치는 환경적인 모니터링에 기초될 수 있고, 근처 군대를 모니터링하거나 가능한 화학적 또는 생물학적 전쟁공격 동안의 시민을 모니터링하는 것을 포함한다. 어떠한 약품 내에서의 복합적인 화학조성물은 강한 IR 흡수를 보여주고 쉽게 증명될 수 있다.Additional benefits during such bisscanning may include realtile devices within the IR range based on environmental monitoring, monitoring nearby armies or monitoring citizens during possible chemical or biological war attacks. Complex chemical compositions in any drug show strong IR absorption and can be easily demonstrated.

가시광선 및 근거리 적외선 범위 내에서 분광기에 의한 분광학에서 침습이 만들어지나, 기본적으로 이전에 기술된 CCD 검출기 내의 진행과정으로 인해 FT 장 치는 원거리 적왼선 범위의 중간에서 분광기 사용의 우수성이 있고, 그러므로 상기의 범위 내에서 장치는 여전히 간섭계의 작동환경에 의해 매우 제한될 것이다.Invasion is made in spectroscopy by spectroscopy within the visible and near infrared range, but basically because of the progress in the previously described CCD detector, the FT device is superior in the use of the spectroscope in the middle of the far red line range, and thus Within this range the device will still be very limited by the operating environment of the interferometer.

부가하여 모든 스펙트럼 기술은 샘플로부터 얻어진것과 비교하여 기준 스펙트럼의 수집을 필요로 한다. 거의 모든 경우에 있어서, 두가지 측정이 연속으로 되고 기본적으로 측정시간은 두배가 된다. 이러한 시간이 박막필름의 스펙트럼을 얻는 경우 또는 가수 위상에서 분자를 얻는 경우와 같이 길다면, 장치 또는 환경에서의 온도 또는 습도변도과 같은 장치 또는 샘플조건에서의 변동은 장치배경의 보상하는 것을 보호할 수 있다.In addition, all spectral techniques require the collection of reference spectra compared to those obtained from samples. In almost all cases, the two measurements are continuous and essentially double the measurement time. If this time is as long as obtaining the spectrum of a thin film or obtaining molecules in the hydrous phase, variations in device or sample conditions, such as temperature or humidity variations in the device or environment, can protect the compensation of the device background. have.

그러므로, 장치적인 변동에 있어서 대등제거 또는 보상에서의 배경을 만드는 것과 샘플측정은 스펙트럼 수집의 전체시간을 감소하고, "세대" 또는 시간의 처짐이 있는 경우 샘플보존을 지키고, 집합영겨 내의 "리얼타임" 배경보상 또는 비실험적환경이 만들어 질 수 있기 때문에 장치의 휴대성적인 측면에서 부가적인 잇점을 제공한다.Therefore, creating a background in equilibrium rejection or compensation in instrumental variation and sample measurement reduces the overall time of spectral collection, preserves sample preservation in the case of "generation" or deflection, and "real time" in the collection plot. “Background or non-experimental environments can be created, providing additional benefits in terms of device portability.

샘플변동이 종래의 FTIR 스펙트럼 내에서 신호대 잡음비를 현저하게 하락시키는 원인이 됨에 있어서, 특정 적용분야를 어드레스하는 IR 범위 내의 강인성, 간결성 및 휴대성 있는 장치가 필요하다.As sample variation causes a significant drop in the signal-to-noise ratio within the conventional FTIR spectrum, there is a need for robust, compact and portable devices within the IR range that address specific applications.

부가적으로 동시에 스펙트럼측정을 할 수 있는 다중성이 요구되는 휴대성이 있고 신뢰할 만한 IR 분광기가 필요하다.In addition, there is a need for portable and reliable IR spectroscopy that requires multiplicity of simultaneous spectral measurements.

또한 IR 분광기 사용 재료의 분석에 있어서, 리얼타임, 감도 및 상대적으로 고해상도를 갖는 장치 및 방법이 필요하고, 간섭계 또는 수학적인 푸리에급수 접근 법에 의존하지 않는 것이 필요하며, 진동 및 넓은 범위의 온도변동을 포함하는 거친환경에서의 상대적인 감도이고, 리얼타임 상에서 배경 스펙트럼 요소 및 요소하락을 위한 보상 능력을 제공하는 것이 필요하다.In addition, for the analysis of IR spectroscopic materials, devices and methods with real time, sensitivity, and relatively high resolution are needed, not relying on interferometers or mathematical Fourier series approaches, and vibrations and a wide range of temperature fluctuations. It is a relative sensitivity in the harsh environment, including, and it is necessary to provide a compensation ability for the background spectral component and element drop in real time.

따라서, 배경환경보상 및 요소 세대의 보상을 갖는 다중 독립스펙트럼을 수집하는 장치 및 장비를 위한 것이 필요하고, 직교적으로 편광된 측정을 포함하고 랑뮈르 모노레이어 상의 시간 분해능을 측정하는 것이 필요하며 시간분해 분자방향의 측정을 포함하여야 한다.Thus, there is a need for devices and equipment for collecting multiple independent spectra with background compensation and compensation of elemental generations, including orthogonally polarized measurements, and measuring time resolution on the Langmuir monolayer and time Decomposition molecular orientation measurements should be included.

<발명의 요약>Summary of the Invention

본 발명은 가동부분 또는 수학적인 푸리에 급수의 간섭계 기술 없이 다중 샘플의 배경보상 IR 스펙트럼을 결정하기 위한 강인성, 높은 해상도 및 감도가 좋은 장치 및 방법을 제공하여 상술한 여러문제를 해결하는 것이다.The present invention solves the above-mentioned problems by providing a robust, high resolution and sensitive apparatus and method for determining the background compensation IR spectrum of multiple samples without moving parts or mathematical Fourier series interferometer techniques.

PAIR 분광기는 다양한 재료의 특성을 적용하는 동안 종래의 FT-IR 을 극복하여 여러가지 잇점을 제공한다.PAIR spectroscopy offers several advantages over conventional FT-IR while applying various material properties.

본 발명의 몇몇 실시예는 보다 발전적인 시스템에서 루틴 IR 분광기의 사용, 시간분해 IR 분광기의 사용, 시간분해 분광기의 이미징, 모노레이어 분광기 및 프로세스의 온라인 모니터링을 포함한다. 상기 PAIR 분광기의 사용은 변화할 수 없는 환경하에서 약하고 박막인 폴리머 필름과 결합된 기초적인 동역학을 연구하기 위해 이용될 수 있다.Some embodiments of the present invention include the use of routine IR spectroscopy, the use of time resolved IR spectroscopy, the imaging of time resolved spectroscopy, the online monitoring of monolayer spectroscopy and processes in more advanced systems. The use of the PAIR spectrometer can be used to study the basic kinetics associated with weak and thin polymer films in an unchangeable environment.

본원발명은 상대적으로 큰 면적을 갖는 FPA(FOCAL PLANE ARRAY)를 사용하여 적어도 부분적으로 가능한 제작될 수 있는 두가지 또는 그이상의 배경보상 빔 측정에 대한 국제특허출원 PCT/US01/30724 및 미국특허출원 09/984,137 내에 포함된 장치 및 방법을 확장한 것이다.The present invention discloses international patent applications PCT / US01 / 30724 and US patent application 09/09 for measuring two or more background compensation beams that can be at least partially possible using FPA (FOCAL PLANE ARRAY) having a relatively large area. It is an extension of the apparatus and methods contained in 984,137.

다중 빔 샘플들 중의 적어도 하나는 배경환경의 스펙트럼이 결정될 수 있는 것으로부터 배경기준샘플이 될 수 있다. 이것은 리얼타임 상에서 동시에 수집되는 몇몇 샘플로부터 보상된 배경데이터 또는 동시에 수집될 수 있는 동일안 샘플 내의 몇몇 공간 위치로부터 보상된 데이터를 허용할 수 있다. 또한, IR 빔의 전기장요소에 선택된 IR 편광기는 광로 내에 삽입될 수 있으므로 IR 이색데이터의 동시 수집을 위해 공급된다.At least one of the multiple beam samples can be a background reference sample from which the spectrum of the background environment can be determined. This may allow for background data compensated from several samples collected simultaneously in real time or data compensated from several spatial locations within the same eye sample that may be collected simultaneously. In addition, an IR polarizer selected for the electric field component of the IR beam can be inserted into the optical path and thus supplied for simultaneous collection of IR dichroic data.

다중빔 PAIR 분광기의 사용은 프로세스 라인 내의 적용분야를 제어하기 위한 신뢰성을 위해 "리얼타임" 공간의 필름 맵핑을 위해 이용될 수 있다. 광로에서의 수증기 존재로 인해 스펙트럼 보상과 같은 환경적인 요소를 위한 보상, 또한 리얼타임에서 얼어질수 있는 센서 특성을 위한 보상은 복잡한 연산 과정없이 리얼타임에서 얻어질 수 있다. 상기 분광기는 화학적 독소의 검출을 위해 이용될 수 있고, 애널리트(ANALYTE) 또는 바이오 특정 시약과 결합한다면, 바이러스 또는 박테리아와 같은 환경에서의 생물학적 요인을 검출하는데 이용될 수 있다. 부가하여 본 발명의 장치 및 방법에서 이용된 다중빔 PAIR 은 물의 오염물질, 반도체의 유전필름생산 및 폴리머 필름 생산라인 내의 진보방향을 측정하는데 이용될 수 있다.The use of multibeam PAIR spectroscopy can be used for film mapping in “real time” space for reliability to control applications within the process line. Due to the presence of water vapor in the optical path, compensation for environmental factors such as spectral compensation, and for sensor characteristics that can be frozen in real time, can be obtained in real time without complex computational processes. The spectrometer can be used for the detection of chemical toxins and, if combined with ANALYTE or bio specific reagents, can be used to detect biological factors in the environment such as viruses or bacteria. In addition, the multi-beam PAIR used in the apparatus and method of the present invention can be used to measure the contaminants of water, the dielectric film production of semiconductors and the direction of progress in polymer film production lines.

본 발명은 각 샘플에 있어서 IR 스펙트럼 정보를 캡쳐하는 IR FPA 기술을 이용하는 다수의 샘플재료의 IR 스펙트럼을 결정하기 위한 장치를 포함하며, 스캐닝 구조 또는 가동부분을 이용하지않고, 푸리에급수 등과 같은 수학적인 신호 프로세스의 이용이 없다.The present invention includes an apparatus for determining the IR spectrum of a plurality of sample materials using IR FPA technology to capture IR spectral information for each sample, without using a scanning structure or moving portion, and performing mathematical operations such as Fourier series or the like. There is no use of signal processing.

상술한 본 발명은 다수의 각 샘플에 있어서 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치에 있어서,적어도 하나의 광원과; 광로 내의 다수의 샘플을 위치시키는 적어도 하나의 샘플홀더와;광로내의 광학적인 분산요소; 를 포함하되, 적어도 하나의 IR 광원으로부터의 방사 샘플 방사와 대응하도록 형성된 광로를 따라 각 다수의 샘플과 교차하고, 상기 다수의 샘플방사는 다수의 분산된 샘플광빔과 대응하도록 형성된 광학적인 분산요소와 교차하고, 상기 다수의 가 분산된 샘플광빔은 다수의 샘플 중 하나에 대응하고, IR FPA 검출기는 다수의 열과 행에 배열된 다수의 픽셀을 갖으며 광로에 배열되며, 상기 IR FPA 검출기는 대응하는 다수의 분산된 샘플광빔을 검출하고 다수의 샘플들에 대한 IR 스펙트럼 정보를 표현하는 적어도 하나의 출력을 제공하는 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치이다.The above-described present invention is an apparatus for multi-IR spectrum information in space for a plurality of samples, the apparatus comprising: at least one light source; At least one sample holder for positioning a plurality of samples in the optical path; optical dispersing elements in the optical path; An optical dispersing element formed to intersect each of the plurality of samples along an optical path formed to correspond to radiated sample radiation from at least one IR light source, wherein the plurality of sample radiations correspond to a plurality of distributed sample light beams; And the plurality of distributed sample light beams correspond to one of a plurality of samples, the IR FPA detector having a plurality of pixels arranged in a plurality of columns and rows, arranged in an optical path, the IR FPA detector corresponding And at least one output for detecting a plurality of distributed sample light beams and representing IR spectral information for a plurality of samples.

또한 본 발명은 다수의 샘플 볼륨 내에 화학분석을 동시에 수행하는 동작동안 IR 흡수현상 및 부동부분을 이용한 리얼타임의 비간섭계장치에 있어서, 광대역광원; 광의 적어도 일부가 다수의 샘플볼륨과 교차하는 상기 광대역광원으로부터 방사되도록 다수의 샘플볼륨을 구비하기 위한 적어도 하나의 샘플링 액세서리; 다수의 대응하는 분산된 샘플빔을 얻기 위한 다수의 샘플볼륨과 교차하는 적어도 일부의 광을 광학적으로 분산하기 위한 조절수단; 열과 행 내에 배열된 다수의 검출기 요소를 갖는 두개면의 IR 검출기 어레이(ARRAY); 상기 두개면의 IR 검출기 어레 이(ARRAY)에 다수의 대응 분산된 샘플빔을 커플링하기 위한 광학커플링수단 및, 두개면이 IR 검출기 어레이면을 조절하고 하나 또는 그 이상의 특별한 파장영역 내에 적어도 흡수 스펙트럼에 기초하는 다수의 샘플의 비간섭계 화학적분석을 공급하는 프로세서수단을 포함하되; 다수의 대응 분산 샘플빔은 두개면의 IR 검출기 어레이의 서로다른 면적의 다중열에 프로젝트되고, 다중열의 대응 행 검출기요소는 리얼타임의 특별한 파장에서 IR 스펙트럼 요소의 밀도를 결정하기 위한 두개면의 IR 검출기 어레이의 서로다른 면적내에서 서로 더해지며, 상기 특별한 파장에서의 IR 스펙트럼요소의 밀도를 나타내는 신호의 신호 대 잡음비는 다중열 내에서 대응 행 검출기 요소를 더하여 증가되는 것을 특징으로 하는 IR 흡수현상 및 부동부분을 이용한 리얼타임의 비간섭계장치이다.In addition, the present invention provides a real-time non-interferometer device using an IR absorption phenomenon and a floating portion during the operation of performing a chemical analysis in a plurality of sample volumes simultaneously, comprising: a broadband light source; At least one sampling accessory for having a plurality of sample volumes such that at least some of the light is radiated from the broadband light source intersecting the plurality of sample volumes; Adjusting means for optically dispersing at least some of the light intersecting the plurality of sample volumes to obtain a plurality of corresponding distributed sample beams; A two-sided IR detector array (ARRAY) having a plurality of detector elements arranged in columns and rows; Optical coupling means for coupling a plurality of corresponding distributed sample beams to the two-sided IR detector array, the two sides controlling the IR detector array surface and at least absorbing within one or more particular wavelength ranges. Processor means for supplying non-interferometric chemical analysis of the plurality of samples based on the spectrum; Multiple corresponding distributed sample beams are projected in multiple columns of different areas of a two-sided IR detector array, and the multiple rows of corresponding row detector elements are two-sided IR detectors for determining the density of IR spectral elements at a particular wavelength in real time. IR absorption phenomena and immobility, which are added to each other within different areas of the array, and the signal-to-noise ratio of the signal representing the density of the IR spectral component at the particular wavelength is increased by adding the corresponding row detector element in the multiplex column. It is a real-time non-interferometer device using parts.

또한 본 발명에서는 다수 샘플의 화학적인 분석이 각 다수 샘플의 IR 흡수 스펙트럼을 결정하여 수행된다. 따라서 본 발명은 다수의 샘플볼륨에 광대역 광원의 적어도 일부분의 방사를 프로젝트하는 단계; 다수의 샘플볼륨과 광대역 광원의 적어도 일부분의 방사를 교차하는 단계; 광학적인 분산요소에 대응하는 다수의 샘플방사를 제공하는 단계; 분산된 다수의 샘플빔을 형성하는 단계; 다수의 대응 분산된 샘플 빔이 두면의 IR 검출기 배열의 서로 다른 면적 내의 다중 행에 프로젝트되며, 두면의 IR 검출기 어레이에 대응하는 다수의 분산된 샘플빔을 광학적으로 커플링하는 단계; 각 행(COLUMN) 검출기가 각각의 서로 다른 면적 내에서 특별한 파장을 나타내며, 두면의 IR 검출기 어레이의 서로 다른 면적 내에서 다수의 열(ROW) 검출기 내의 각 검출기로부터 출력을 비간섭적으로 프로세싱하는 단계; 상기 각 검 출기로부터 프로세스된 출력을 평가하여 IR 흡수 스펙트럼 다수의 샘플들을 결정하는 단계; 및 하나 또는 그 이상의 기준 규격과 프로세스된 출력을 비교하여 다수 샘플의 화학적인 조제를 적어도 부분적으로 분석하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 IR 흡수 스펙트럼의 다수 샘플을 결정하여 다수 샘플의 화학적인 분석을 수행하는 방법을 제공한다.In the present invention, chemical analysis of multiple samples is also performed by determining the IR absorption spectrum of each multiple sample. The present invention thus comprises projecting radiation of at least a portion of a broadband light source to a plurality of sample volumes; Intersecting the plurality of sample volumes with radiation of at least a portion of the broadband light source; Providing a plurality of sample radiation corresponding to the optical scattering elements; Forming a plurality of distributed sample beams; Optically coupling a plurality of distributed sample beams corresponding to two rows of IR detector arrays, wherein a plurality of corresponding distributed sample beams are projected in multiple rows in different areas of the two-sided IR detector array; Processing each output from each detector in a plurality of ROW detectors in different areas of the IR detector array on both sides, with each COLUMN detector exhibiting a particular wavelength in each different area ; Evaluating the processed output from each detector to determine a plurality of samples of the IR absorption spectrum; And at least partially analyzing the chemical preparation of the plurality of samples by comparing the processed output with one or more reference specifications. It provides a method of performing a chemical analysis of a plurality of samples by determining a plurality of samples of the IR absorption spectrum comprising a.

또한 본 발명은 부동부분을 이용하여 동작될 수 있는 비간섭계장치를 이용한 IR 스펙트럼의 다수 샘플볼륨을 동시에 결정하는 방법을 포함한다. 따라서 본 발명은 IR 광원을 공급하는 단계; 광로에 다수의 샘플 볼륨을 구비하는 단계; 다수의 샘플방사를 형성하는 광로를 따라 다수의 샘플볼륨과 IR 광원의 적어도 일부가 방사가 교차하는 단계; 대응하는 다수의 분산된 샘플빔을 형성하기 위해 다수의 샘플방사를 광학적으로 분산하는 단계; 픽셀의 열과 행을 갖는 촛점면 어레이의 공간상 분리된 면적의 다수의 분산된 샘플빔을 검출하는 단계; 및 촛점 어레이의 공간상 분리된 면적으로부터 조합된 출력을 평가하여 다수의 샘플 방사된 IR 스펙트럼을 동시에 비간섭적으로 결정하는 단계;를 포함하고 공간상 분리된 면적 중의 하나 중에서 각 행 픽셀이 다수의 샘플방사 중의 결합된 하나 내에 포함된 파장을 나타내는 IR 스펙트럼의 다수 샘플볼륨을 동시에 결정하는 방법을 제공한다.The invention also includes a method for simultaneously determining multiple sample volumes of an IR spectrum using a non-interferometer device that can be operated using a floating portion. Therefore, the present invention comprises the steps of supplying an IR light source; Providing a plurality of sample volumes in the optical path; Radiation intersecting at least a portion of the plurality of sample volumes and the IR light source along an optical path forming a plurality of sample radiations; Optically dispersing the plurality of sample radiations to form a corresponding plurality of distributed sample beams; Detecting a plurality of distributed sample beams of spatially separated areas of a focal plane array having columns and rows of pixels; And evaluating the combined output from the spatially separated areas of the focal arrays to simultaneously and non-coherently determine a plurality of sample radiated IR spectra; wherein each row pixel is one of a plurality of spatially separated areas. Provided is a method for simultaneously determining multiple sample volumes of an IR spectrum that represent wavelengths contained within a combined one of sample radiation.

또한 본 발명은 수집, 프로세스, 및 하나 또는 그 이상의 샘플을 위해 IR 스펙트럼 정보를 표시하기 위한 장치를 제공한다. 따라서, 본 발명은 다수의 IR 광원; 적어도 하나의 광학적인 분산요소; 다수의 광학경로; IR FPA; IR 촛점면 배열의 출력을 프로세스하고 IR 스펙트럼 정보를 결정하기 위한 프로세싱 수단; 및 IR 스펙트럼정보를 표시하기 위한 표시수단을 포함하며, 각 다수의 광로는 IR FPA 상의 서로 다른 공간면적과 다수의 반사된 IR 빔 중의 결합된 하나를 조절하는 수집, 프로세스 및 하나 또는 그 이상의 샘플을 위해 IR 스펙트럼 정보를 표시하기 위한 장치를 제공한다.The invention also provides an apparatus for displaying, processing, and displaying IR spectral information for one or more samples. Accordingly, the present invention provides a plurality of IR light source; At least one optical dispersing element; Multiple optical paths; IR FPA; Processing means for processing the output of the IR focal plane array and for determining IR spectral information; And display means for displaying IR spectral information, each of the plurality of optical paths for collecting, processing and one or more samples to adjust a combined one of a plurality of reflected IR beams and a different spatial area on the IR FPA. To provide IR spectrum information.

또한 본 발명은 재료의 이방성 IR 광학상수를 결정하는 방법을 제공한다. 따라서 본 발명은 기판을 제공하는 단계; 비수직 경사각에서 기판의 표면에 IR 광원을 프로젝트하는 단계; 기판을 통해 IR 광원의 제1 투과면을 투과하는 단계; 광로 및 FPA 상의 제1면적으로 IR 광원의 제1 투과면을 커플링하는 단계; 기판에 필름재료를 제공하는 단계; 비수직 경사각에서 필름재료의 표면에 IR 광원을 프로젝트하는 단계; 필름재료 및 기판을 통해 IR 광원의 제2 투과면을 투과하는 단계; 광로 및 FPA 상의 제2면적으로 IR 광원의 제2 투과면을 커플링하는 단계; FPA 상에 제1면적과 일치하도록 FPA 상의 제2면적을 움직이는 광로 내의 미러를 회전하는 단계; 및 미러의 회전각을 측정하여 필름재료 내의 굴절각을 결정하는 단계;를 포함하는 재료의 이방성 IR 광학상수를 결정하는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method of determining anisotropic IR optical constants of a material. Accordingly, the present invention provides a method for manufacturing a substrate comprising: providing a substrate; Projecting an IR light source on the surface of the substrate at a non-vertical tilt angle; Transmitting the first transmission surface of the IR light source through the substrate; Coupling the first transmission surface of the IR light source to the first path on the optical path and the FPA; Providing a film material on the substrate; Projecting an IR light source on the surface of the film material at a non-vertical tilt angle; Transmitting the second transmission surface of the IR light source through the film material and the substrate; Coupling a second transmissive surface of the IR light source to a second path on the optical path and the FPA; Rotating a mirror in the optical path moving the second area on the FPA to coincide with the first area on the FPA; And determining a refractive angle in the film material by measuring a rotation angle of the mirror.

한편 IR 샘플 스펙트럼을 측정하는 동안 수증기 보상 문제를 최소화 하기 위한 다양한 방법이 있다. 이러한 점에서 본 발명에서는 기판상의 박막 필름의 방향을 측정하기 위한 PA-IRRAS(PLANAR ARRAY INFRARED REFLECTION-ABSORPTION SPECTROSCOPY)가 제공되고, IR 광원; IR 광원으로부터 IR 광빔을 수신하는 두개의 직교 편광필터; 한쌍의 검출기; 및 프로세서;를 포함하고, 두개의 직교 편광필터로부터 방사한 두개의 직교 편광 IR 빔은 박막 필름으로부터 반사되고 한쌍의 검출기 에 의해 검출되고, 차동반사율 스펙트럼은 프로세서에 의해 계산되고, 차동반사율 스펙트럼은 물증발흡수, 계기흡수 및 신호변동을 포함하는 박막의 방향을 측정하기 위한 배열을 제공한다. 상기 프로세서는 박막의 분자방향을 결정하는 차동 반사스펙트럼을 계산하는데 이용된다.On the other hand, there are various ways to minimize the water vapor compensation problem while measuring the IR sample spectrum. In this regard, the present invention provides a PAARIRRAS (PLANAR ARRAY INFRARED REFLECTION-ABSORPTION SPECTROSCOPY) for measuring the direction of the thin film on the substrate, IR light source; Two orthogonal polarization filters for receiving the IR light beams from the IR light source; A pair of detectors; And a processor; wherein the two orthogonal polarization IR beams emitted from the two orthogonal polarization filters are reflected from the thin film and detected by a pair of detectors, the differential reflectance spectra are calculated by the processor, and the differential reflectance spectra are water An arrangement is provided for measuring the orientation of a thin film, including evaporation absorption, instrument absorption, and signal variation. The processor is used to calculate a differential reflection spectrum that determines the molecular orientation of the thin film.

상술한 것과 관련하여 본 발명은 기판상의 박막 필름의 방향을 결정하는 방법을 제공한다. 따라서 본 발명은 IR 광원을 제공하는 단계; IR 광원으로부터 두개 의 직교된 편광빔을 생산하는 단계; 한쌍의 검출기로 두개의 반사된 직교 편광빔을 검출하는 단계; 및 두개의 직교된 편광빔을 이용하여 프로세서 내의 차동 반사율스펙트럼을 계산하는 단계; 를 포함하되 상기 차동반사율 스펙트럼은 물증발흡수, 계기흡수 및 신호변동을 포함하는 기판상에 박막 필름의 방향을 결정하기 위한 방법을 제공한다.In connection with the above, the present invention provides a method for determining the orientation of a thin film on a substrate. Accordingly, the present invention provides a method for producing an IR light source; Producing two orthogonal polarized beams from the IR light source; Detecting two reflected orthogonal polarization beams with a pair of detectors; Calculating differential reflectance spectra in the processor using the two orthogonal polarizing beams; Including but the differential reflectance spectrum provides a method for determining the direction of the thin film on the substrate including water vapor absorption, instrument absorption and signal variation.

본 발명에서 애퍼처 또는 중거리-IR 광섬유를 통한 커플링 다이렉트렌즈(DIRECT LENS)는 샘플을 표현하는 샘플광방사를 수집하는데 이용될 수 있다. 광섬유의 이용은 장치의 위치에서 목적하는 유연성을 제공하고, 굴뚝의 원거리 감지하는데 이용하고 다중채널검출과 화학적분석의 보다 용이한 수행하는데 이용한다.In the present invention, a coupling direct lens (DIRECT LENS) through an aperture or medium-distance-IR optical fiber may be used to collect sample light emission representing a sample. The use of fiber optics provides the desired flexibility in the location of the device, and is used for remote sensing of chimneys and for easier performance of multichannel detection and chemical analysis.

본 발명에 의한 장치 및 방법은 스펙트럼 정보를 결정하는 가동부분을 필요로 하지 않는다. 상기 방법 및 장치는 결과적으로 제조공정에서의 높은 진동환경과 같은 상대적으로 열악한 환경에 구비될 수 있다.The apparatus and method according to the invention do not require a moving part for determining spectral information. The method and apparatus may consequently be provided in relatively poor environments, such as high vibration environments in the manufacturing process.

부동부분 구조의 결과에 따라 적어도 부분적으로, 본 발명에 의한 방법 및 장치는 두께, 투과 또는 반사모드, 화학적구조 및 물, 오일, 솔벤트를 포함하지만 물에 한정되지 않는 액체표면의 코팅/필름(고체, 액체, 화학적인 한계, 물리적인 흡수)의 방향을 측정하고 검출하는 다양한 산업분야에서 이용되고, 금속 및 반도체를 포함하지만 금속 및 반도체에 한정하지 않고 고체 기판상에 전기적으로 적층된 필름의 두께, 방향 및 화학적구조를 측정하는 산업분애에서 이용된다.Depending at least in part upon the results of the floating part structure, the method and apparatus according to the present invention may be characterized by a thickness, transmission or reflection mode, chemical structure and coating / film of a liquid surface, including but not limited to water, oils, solvents (solids). The thickness of a film electrically laminated on a solid substrate, including, but not limited to, metals and semiconductors, used in various industries to measure and detect directions of liquids, chemical limits, physical absorptions, Used in industry to measure fragrance and chemical structure.

상기 다중-빔 PAIR 분광기는 다양하고 중요한 재료의 특성을 적용하는 분야에서 여러가지 잇점이 있는 종래의 FT-IR간섭계를 제공하며, 루틴 IR 분광기의 사용, 시간분해 IR 분광기의 사용, 시간분해 분광기의 이미징, 모노레이어 분광기 및 프로세스의 온라인 모니터링을 포함하고 상기 PAIR 분광기의 사용은 변화할 수 없는 환경하에서 약하고 박막인 폴리머 필름과 결합된 기초적인 동역학을 연구하기 위해 이용될 수 있다.The multi-beam PAIR spectrometer provides a conventional FT-IR interferometer with several advantages in the field of applying various important material properties, using routine IR spectroscopy, time resolved IR spectroscopy, imaging of time resolved spectroscopy On-line monitoring of monolayer spectroscopy and processes, and the use of the PAIR spectroscopy can be used to study the basic kinetics associated with weak and thin polymer films in an unalterable environment.

도1은 종래의 FTIR 간섭계를 도시한 것이고,1 illustrates a conventional FTIR interferometer,

도2는 푸리에 급수에 기초하여 종래 간섭계에서 이용되는 서로 다른 구성을 도시한 것으로 광로길이에서 발생하는 가동부분을 필요로 하지 않는 것을 도시한 것이고,Fig. 2 shows the different configurations used in the conventional interferometer based on the Fourier series, which does not require the movable portion to occur in the optical path length,

도3A는 본 발명의 실시예로서, 하나의 샘플 홀더에서 다중 샘플의 비간섭 IR 분광계가 가동부분을 이용하지 않고 이루어지는 것을 도시한 것이고,3A illustrates an embodiment of the present invention in which a non-interfering IR spectrometer of multiple samples in one sample holder is made without using a movable portion,

도3B는 본 발명의 다른 실시예로서, 다중샘플의 비간섭 분광계가 다중 IR 광원과 광로를 이용하고 가동부분을 이용하지 않고 이루어지는 것을 도시한 것이고,FIG. 3B illustrates another embodiment of the present invention in which a multisample non-interfering spectrometer is made using a multiple IR light source and an optical path and no moving parts,

도3C는 도3B에 도시된 장치에 있어서 다중 빔의 공간상 다중화를 위해 적합한 배열로서 부가된 광로를 도시한 것이고,FIG. 3C shows the added optical path as an arrangement suitable for spatial multiplexing of multiple beams in the apparatus shown in FIG. 3B;

도3D는 편광을 갖는 샘플링을 도시한 것이고,3D shows sampling with polarization,

도4는 본 발명은 또 다른 실시예로서, 광학적으로 분산된 요소로서 펠린-브로카(PELLIN-BROCA)를 이용하고 장티내에서 광을 커플하는데 이용되는 IR 광섬유를 도시한 것이고,FIG. 4 illustrates, as another embodiment, an IR optical fiber used for PELLIN-BROCA as an optically dispersed element and for coupling light within the field of view;

도5는 Zn-Se의 굴절율 및 도4의 펠린-브로카(PELLIN-BROCA)에 있어서의 광굴절을 도시한 것이고,FIG. 5 shows the refractive index of Zn-Se and the light refractive index in PELLIN-BROCA of FIG. 4,

도6은 리얼타일 환경교정에 있어서 적합한 형상을 도시한 것이고,6 illustrates a shape suitable for real tile environmental calibration;

도7은 표면으로부터 반사된 IR 방사의 다중가을 측정하기에 적합한 배열을 도시한 것이고,7 shows an arrangement suitable for measuring multiplicity of IR radiation reflected from a surface,

도8은 기판상의 필름을 나타내는 계층화된 세개의 위상 시스템을 도시한 것이고,8 illustrates a three layered phase system representing a film on a substrate,

도9는 박막필름의 광상수를 결정하는데 이용되는 반사/굴절에 있어서의 적합한 배열을 도시한 것이고,Fig. 9 shows a suitable arrangement in reflection / refraction used to determine the light constant of a thin film;

도10은 종래 PM-IRRAS 에 있어서 적합한 배열을 도시한 것이고,10 shows a suitable arrangement in the conventional PM-IRRAS,

도11은 PA-IRRAS 에 있어서 본 발명의 적합한 배열을 도시한 것이다.Figure 11 shows a suitable arrangement of the present invention in PA-IRRAS.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직 한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 작동상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.
DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that the present invention may be easily implemented in detail by those skilled in the art. do. Other objects, features, and operational advantages, including the object, operation, and effect of the present invention will become more apparent from the description of the preferred embodiment.

본 발명의 일실시예는 첨부된 도3A를 설명하는 것이다. 장치(300)는 IR 광원(310)을 포함하고, 일반적인 IR 광원이며, 예를 들면 텅스텐램프, 넌스트 그로우워스(NERNST GLOWERS) 또는 글로우바(GLOWBARS) 또는 태양으로부터의 IR 방사가 이용된다. 바람직한 실시예에서 IR 광원은 Zn-Se창을 갖는 IR 에미터가 될 수 있고, 예를 들면 Cal-Sensors에 의해 제조된다. 바람직하게는 IR 광원(310)은 "플랫(FLAT)" 을 갖거나 IR 스펙트럼을 교차하는 강도의 일정한 형태 또는 IR 스펙트럼의 적어도 일부를 갖는다. 그러나, IR 광원(310)이 일정한 형태가 아니라면, 일정하지 않은 형태는 분석프로세스 동안에 밝혀진다.One embodiment of the present invention is described with reference to FIG. 3A. Device 300 includes an IR light source 310 and is a general IR light source, for example tungsten lamps, NERNST GLOWERS or GLOWBARS or IR radiation from the sun. In a preferred embodiment the IR light source can be an IR emitter with a Zn-Se window, for example manufactured by Cal-Sensors. Preferably the IR light source 310 has a "flat" or has a constant form of intensity or at least a portion of the IR spectrum that intersects the IR spectrum. However, if the IR light source 310 is not of constant shape, then the non-uniform shape is revealed during the analysis process.

조절애퍼처(320)은 고해상도를 제공하기 보다 작은 크기로 열리리는 장치의 해상도를 이루려 할 때 부분적으로 이용된다. 조절애퍼처(320)은 환형의 홍채가 될 수 있고, 바람직하게는 조절가능한 사각 슬릿으로 약 1㎝ 그리고 조절가능한 0-2㎜ 의 면적을 갖을 수 있다. 상기와 같은 슬릿은 WH-01 모델로서 RIIC에 의해 제작된다.The adjustment aperture 320 is partly used to achieve the resolution of a device that opens to a smaller size than providing high resolution. The adjustment aperture 320 may be an annular iris, and preferably has an adjustable square slit of about 1 cm and an adjustable area of 0-2 mm. Such slits are manufactured by RIIC as the WH-01 model.

샘플링 액세러리(330)는 하나 또는 그 이상의 볼륨에 위치되고, 광로에서 분석되는 하나 또는 그 이상의 샘플을 포함한다. 샘플링 액세서리(330)는 바람직한 실시예에서 간단한 샘플홀더는 폴리머필름, 근거리 IR 광원(310)와 같이 샘플된 작 은 샘플볼륨 재료를 형성하거나 보다 정교한 샘플링 볼륨 배열을 포함하고 가스를 샘플힝하기 위해 이용되거나 다수의 샘플을 홀드한다.Sampling accessory 330 is located in one or more volumes and includes one or more samples to be analyzed in the optical path. Sampling accessory 330 in a preferred embodiment is used to form sampled small sample volume materials, such as polymer films, near-infrared light sources 310, or to include more sophisticated sampling volume arrays and to sample gases. Or hold multiple samples.

가스는 고체 또는 액체 보다 작은 밀도를 가지며, 미러를 갖는 상대적으로 보다 정교한 샘플링 액세서리 또는 샘플 볼륨을 통해 IR 광원을 다중통과 시키도록 제공되는 다른 적합한 배열을 필요로 한다. 상기와 같이 다중통과는, 충분한 광학밀도가 알맞게 측정되는 IR 흡수현상을 위해 얻어질 때 유용하다. 다중통과배열은 다른 실시예에서와 같이 굴뚝의 방출물 모니터 또는 해로운 화학적 배기가스 모니터 및 실험실, 군대 또는 산업환경에서의 기상을 모니터하는데 이용된다.Gases have a lower density than solids or liquids and require a relatively more sophisticated sampling accessory with a mirror or other suitable arrangement provided to multi-pass the IR light source through the sample volume. As mentioned above, multipass is useful when sufficient optical density is obtained for an appropriately measured IR absorption phenomenon. Multiple pass arrays are used to monitor emissions from chimneys or harmful chemical emissions monitors and to monitor weather conditions in laboratories, military or industrial environments as in other embodiments.

샘플링 액세서리(330)는 망원경 또는 현미경을 포함하는 렌즈 또는 하나의 광섬유 또는 광섬유의 번들을 커플링 렌즈를 포함한다.Sampling accessory 330 comprises a lens comprising a telescope or microscope or a lens coupling one optical fiber or bundle of optical fibers.

도3B에 도시된 바와 같이, 장치(330)는 애퍼처(321) 및 샘플링 액세서리(331)를 통과하여 제2 IR 광원(311)으로 방사된 부분을 통과하는 적합한 렌즈와 함께 이용될 수 있는 다수의 샘플링 액세서리(330,331)를 포함한다.As shown in FIG. 3B, the apparatus 330 can be used with a suitable lens that passes through the aperture 321 and the sampling accessory 331 and passes through the portion radiated to the second IR light source 311. Sampling accessories 330,331.

광학적으로 분산요소(350)는 각각의 샘플볼륨을 통해 통과되고 미러(340,341)로부터 반사되는 IR 광원(310,311)으로부터의 방사부분을 수신한다. 전체적인 IR 광원(310)을 나타내는 IR 스펙트럼은, 샘플링 액세서리(330) 내의 샘플볼륨 내의 파장이 아니다. 상기 비흡수된 IR 파장은 분산된 광빔을 형성하는 광학적인 분산요소(350)와 교차하고 일방향으로 분리되거나 분산되며, 파장은 샘플링 액세서리(330)을 벗어나는 IR 광 내에 존재한다.Optically, the dispersing element 350 receives the radiation portion from the IR light sources 310, 311 that pass through each sample volume and are reflected from the mirrors 340, 341. The IR spectrum representing the overall IR light source 310 is not a wavelength in the sample volume in the sampling accessory 330. The non-absorbed IR wavelength intersects and splits or scatters in one direction and intersects with the optical dispersing element 350 forming a scattered light beam, the wavelength being within the IR light exiting the sampling accessory 330.

본 발명에서 광학적으로 분산요소(350)는 ㎜ 당 300라인(또는 "그루브")를 갖는 정해진 회전율이 되고 실시예에서는 4.0㎛의 블레이즈(BLAZE) 파장을 갖는다. 상기와 같은 회전율은 모델 300g/mm 홀로그래픽(HOLOGRAPHIC) 회전율로서 SPEX에 의해 제작된다. 도시되지 않았지만, 두개의 광학적인 분산요소가 있고, 거의 하나 또는 그 이상의 결합된 광학경로 내에서 배열된다. 제2 광학적인 분산요소는 ㎜ 당 50를 갖고 0.9㎜의 블레이즈 파장을 갖으며 FPA 상에 연속적으로 수집된 두개의 서로 다른 스펙트럼 영역을 허용한다. 또한 신호분석을 위해 보다 많은 FPA 표면면적을 이용하고 다중신호의 연속적인 분석을 허용한다.Optically dispersing element 350 in the present invention has a predetermined turnover with 300 lines (or “grooves”) per mm and in this embodiment has a blaze wavelength of 4.0 μm. Such a turnover is manufactured by SPEX as a model 300g / mm holographic (HOLOGRAPHIC) turnover. Although not shown, there are two optical dispersing elements, arranged in almost one or more combined optical paths. The second optical disperser has 50 per mm and a blaze wavelength of 0.9 mm and allows two different spectral regions collected continuously on the FPA. It also uses more FPA surface area for signal analysis and allows for continuous analysis of multiple signals.

본 발명의 또다른 관점에서, 광학적으로 분산요소는 도4에 도시된 바와 같이 프리즘이 된다. 장치(400)은 구성요소에서의 변화는 선택적으로 존재하지만 도3A 에 도시된 바와 같이 장치(300)과 유사하게 동작한다.In another aspect of the invention, the optically dispersive element becomes a prism as shown in FIG. Device 400 operates similarly to device 300 as shown in FIG. 3A although changes in components are optionally present.

예를 들어, 광커플링수단은 IR 광섬유(410); 접시형미러(440); 오목미러(442) 및 볼록미러(444)를 포함한다. IR 광섬유(410)에 의해 프로젝트되는 광은 조사되는 샘플 볼륨으로부터 나오는 광을 포함하거나, IR 광섬유는 샘플볼륨을 조사하는데 이용된다. 촛점렌즈(360)는, 바람직한 실시예에서 게르마늄(GE) IR 검출기(370) 상에 프리즘(450)으로부터 방사하는 광을 적합하게 프로젝트하는데 이용된다. 상기 접시형 미러는 원불형 광섬유 출력 광빔을 조준하기 위해 IR 광섬유를 사용할 때 바람직하다. 펠린-브로커(Pellin-Broca) 프리즘은 도3 및 광섬유 실시예에서 도시된 바와 같이 광학 커플링 및 IR 광원(310)과 함께 이용된다. 반대로, 적합한 측정이 광섬유로부터 원뿔형 빔 방사를 조준하는 것을 가정하면, 정해진 회절율은 광섬유와 같이 이용되고, 광학적으로 분산된 요소(350)이 이용되었 을 때 시스템 및 회절율로 광이 커플된다. For example, the optical coupling means includes an IR optical fiber 410; Dish-type mirror 440; A concave mirror 442 and a convex mirror 444. The light projected by the IR fiber 410 includes light coming from the sample volume to be irradiated, or the IR fiber is used to irradiate the sample volume. The focus lens 360 is used to suitably project the light emitted from the prism 450 onto the germanium (GE) IR detector 370 in a preferred embodiment. The dish mirror is preferred when using an IR optical fiber to aim a circular unfinished optical fiber output light beam. The Pelin-Broca prism is used with optical coupling and IR light source 310 as shown in FIG. 3 and fiber optic embodiments. Conversely, assuming a suitable measurement aims at conical beam radiation from an optical fiber, a given diffraction rate is used with the optical fiber and the light is coupled to the system and the diffraction rate when an optically dispersed element 350 is used.

회절율이 만은 적용분야에 있어서 적당한 해상도를 제공할 지라도, 펠린-브로커(Pellin-Broca) 기하학은 세가지 잇점이 있다.:(1) 광학분산은 서로 다른 파장에서 단지 굴절율 함수이다. (2) 투-인-원(TWO-IN-ONE) 프리즘 설계는 매우 높은 각도의 분산효율을 가지며, 약 90°의 이용할 수 있는 폴딩빔은 성취되는 광학시스템의 컴팩트한 풋프린트(FOOT PRINT)를 허용한다. 그리고(3) 부루스터(BREWSTER) 각 투사 형상은 주위/ZnSe 인터페이스에서 광의 투과를 최대로 하기 위해 이용될 수 있다. 그리고 후자는 반사손실이 ZnSe (∼2.4)의 고굴절율로 인해 주요한 관계가 되므로 IR 범위 내에서 결정적이다.Although diffraction only provides adequate resolution for many applications, the Pellin-Broca geometry has three advantages: (1) Optical dispersion is only a function of refractive index at different wavelengths. (2) The TWO-IN-ONE prism design has a very high angle of dispersion efficiency, and about 90 ° of available folding beam results in a compact footprint of the optical system achieved. Allow. And (3) BREWSTER each projection shape can be used to maximize the transmission of light at the ambient / ZnSe interface. The latter is crucial within the IR range because the return loss is the major relation due to the high refractive index of ZnSe (∼2.4).

도5에 도시된 굴절율정보를 갖는 트레이-트레이싱에 기초하여, 부루스터 각(ZnSe∼67.5°의θB)에 근사하게 "숏-사이드-엔트란스(SHOT-SIDE-ENTRANCE") 기하학 내에서 동작하는 ZnSe 로부터 만들어진 67.5°의 펠린-브로커(Pellin-Broca) 프리즘은 3 과 13 ㎛ 파장빔 사이에 약 6°의 분산각이 주어질 것이다. 서로 다른 파장사이에 온-칩 공간분산은 이용된 촛점렌즈, 펠린-브로커(Pellin-Broca) 프리즘의 크기 및 시스템의 f 숫자에 의해 결정된다. 500 내지 1000㎝-1 스펙트럼 범위의 스팬은 수평적 FPA(256,320 등 픽셀)상에 촛점된다. 광학 빔의 분산 방향을 따라 FPA 상의 픽셀의 수가 주어지기 때문에, 최대해상도는 약 5㎝-1 이다. 그러나 예를 들어 보다 나은 그루브 격자와 같은 다른 광학적요소를 이용한 경우, 5㎝-1 보다 좋 은 해상도가 분광계에서 용이하게 검출될 수 있다.Based on the tray-tracing with the refractive index information shown in FIG. 5, it operates within the "SHOT-SIDE-ENTRANCE" geometry approximating to the booster angle (θ B of ZnSe to 67.5 °). A 67.5 ° Pelin-Broca prism made from ZnSe will give a dispersion angle of about 6 ° between 3 and 13 μm wavelength beams. On-chip spatial dispersion between different wavelengths is determined by the focal lens used, the size of the Pelin-Broca prism and the f number of the system. Spans in the 500-1000 cm −1 spectral range are focused on horizontal FPA (256,320, etc. pixels). Since the number of pixels on the FPA is given along the direction of dispersion of the optical beam, the maximum resolution is about 5 cm −1 . However, when using other optical elements such as, for example, better groove gratings, resolutions better than 5 cm −1 can be easily detected in the spectrometer.

펠린-브로커(Pellin-Broca) 프리즘 설계 이외에도 중거리-IR 성능을 위한 최적화된 특별 회절격자는, 프리즘 접근보다 바람직하지 못한 작업량 및 분산이라면 이론적으로 제공할 수 있다. 그러나 그루브 숫자 및 격자 크기에 따른 해상도의 의존도는 격자를 이용한 광학설계에서 억제될 것이다. 그러므로, 프리즘에 대하여 격자를 이용했을 때, 번갈아 사용되는 것이 고려될 수 있다.In addition to the Pellin-Broca prism design, a special diffraction grating optimized for medium-IR performance can theoretically be provided if the workload and dispersion are less desirable than the prism approach. However, the dependence of resolution on groove number and grating size will be suppressed in grating optical design. Therefore, when using a grating for a prism, alternative uses may be considered.

상대적으로 낮은 그루브 숫자를 같은 로우-코스트 오프-더-쉘프(LOW-COST OFF-THE-SHELF)격자는 많은 적용분야, 즉 프리즘을 이용하여 얻을 수 있는 것 보다 고해상도가 필요로 되는 경우에 만족될 것이다.LOW-COST OFF-THE-SHELF lattice with the same relatively low groove number can be satisfied when many applications require higher resolution than can be achieved with prism. will be.

프리즘을 이용하는 경우 또는 회절율을 이용하는 경우, 광학적 분산요소(350)는 표면에 프로젝트되는 표면과 투사광 사이의 투사각으로 조절될 수 있다. 상기와 같은 투사각조절은 파장범위 또는 이하 기술되는 IR 검출기(370)에 나타나는 스펙트럼 대역통과를 조절하는데 이용될 수 있다.When using a prism or using a diffraction rate, the optical dispersion element 350 may be adjusted to the projection angle between the surface projected on the surface and the projection light. Such projection angle adjustment may be used to adjust the spectral bandpass appearing in the wavelength range or IR detector 370 described below.

촛점렌즈(360)는 분산된 광빔의 방향에 대응하는 분산방향을 따라 배열된 다수의 검출요소를 갖는 IR 검출기(370)로 광학적으로 분산된 요소(350)로부터 광을 커플한다. 일반적으로 투사광은 하나의 픽셀열보다 그 이상의 픽셀열에 투사되고 광학적으로 분산요소로부터 프로젝트된 광은 커버(20) 픽셀일 것이다. 상기 IR 검출기(370)는 광학적인 분산요소로부터 분산된 광을 검출하고, 출력을 제공하고 샘플링 액세서리(330) 내에 포함된 샘플볼륨 내의 샘플의 IR 스펙트럼 정보를 결정하는데 자주 이용된다. The focus lens 360 couples light from the optically dispersed element 350 to an IR detector 370 having a plurality of detection elements arranged along a dispersion direction corresponding to the direction of the scattered light beam. In general, the projection light is projected onto more than one pixel column and the light projected from the optically dispersive element will be cover 20 pixels. The IR detector 370 is often used to detect scattered light from the optical dispersing element, provide output and determine IR spectral information of the sample in the sample volume contained within the sampling accessory 330.                 

본 발명의 바람직한 실시예에서, IR 검출기(370)는 3-5㎛ 파장범위 내의 InSb 케메라가 될 수 있으며, 예를 들면 인디고시스템에 의해 제작되는 멀린 미드(Merlin Mid) 모델이 될 수 있다. 상기와 같은 검출기는 320 × 256 픽셀 InSb 검출기를 포함하고 30 ㎛ 픽셀피치, 3.0-5.0 미크론 변경가능한 콜드필터; 사용자가 선택가능한 15,30 또는 60 fps(FRAME-PER-SECONDS) 프레임율; 4시간의 최소홀드시간을 갖는 액체질소 냉각 디워(DEWAR); NEΔT< 20m 켈빈의 잡음 등가온도차; 10㎲에서 16.6 ms 까지의 사용자 선택완성시간; 교정된 일정하지 않은 형태 < 0.1%. 이러한 범위 내에서 InSb 검출기는 휴대성이 확장되어 열적으로 냉각된다. 상기와 같은 특별한 InSb 카메라는 케메라제어에 의해 제어되고 그래픽사용자인터페이스를 갖는 RS-232 에 의해 제어되고 표준 윈도우 터미널 통신프로그램 또는 USB 또는 IEEE 1394 표준인터페이스와 같은 상업적인 인터페이스에 의해 제어된다. 또한, 상기 카메라는 자동이득제어(AGC) 알로리즘, 조절 검출기 이득 및 고저 밝기 장면의 관찰하는 것을 허용하는 바이어스를 제공한다. 그리고 NTSC, S-Video 및 12 비트 교정된 디지털비디오를 포함하는 데이터출력을 제공한다. 부가하여 IR 검출기(370)과 같이 촛점렌즈(360)가 제공되고, 25㎜ 중거리-IR 렌즈와 같이 상업적으로 이용가능하다.In a preferred embodiment of the present invention, the IR detector 370 can be an InSb camera within the 3-5 μm wavelength range, for example a Merlin Mid model made by an Indigo system. Such a detector comprises a 320 × 256 pixel InSb detector and a 30 μm pixel pitch, 3.0-5.0 micron changeable cold filter; User selectable 15,30 or 60 fps (FRAME-PER-SECONDS) frame rate; Liquid nitrogen cooled diwer (DEWAR) with a minimum hold time of 4 hours; Noise equivalent temperature difference of NEΔT <20m Kelvin; User select completion time from 10 ms to 16.6 ms; Calibrated non-uniformity <0.1%. Within this range, the InSb detector expands portability and is thermally cooled. Such special InSb cameras are controlled by camera control, RS-232 with a graphical user interface, and by a standard Windows terminal communication program or a commercial interface such as a USB or IEEE 1394 standard interface. The camera also provides a bias that allows observation of automatic gain control (AGC) algorithms, adjustable detector gain and high and low brightness scenes. Data outputs include NTSC, S-Video, and 12-bit calibrated digital video. In addition, a focal lens 360 is provided, such as an IR detector 370, and commercially available, such as a 25 mm medium-length IR lens.

본 발명의 다른 관점에서, IR 검출기(370)는 마이크로보로미터(MICROBOROMETER) 카메라가 되고, 멀린 언쿨드(MERLIN UNCOOLED)로서 인디고시스템에 의해 제조된다. 이러한 특별한 카메라는 7.5-13.5 미크로스펙트럼 범위내의 51마이크로 픽셀 피치를 갖는 320 × 240 픽셀 마이크로보로미터 검출기를 포함한다. 15,30 또는 60 FPS의 사용자가 선택할 수 있는 프레임율이 가능하다. 상기 장치는 InSb 카메라와는 대조적으로 313K에서 열적으로 안정(TE)이고 NEΔT< 100m 켈빈의 잡음 등가온도차를 갖고 1-48㎲로부터의 사용자 선택완성시간을 갖는다.In another aspect of the invention, the IR detector 370 becomes a microborometer camera and is manufactured by an Indigo system as a Merlin UNCOOLED. This particular camera includes a 320 x 240 pixel microborometer detector with a 51 micro pixel pitch in the 7.5-13.5 microspectral range. User selectable frame rates of 15,30 or 60 FPS are possible. The device is thermally stable (TE) at 313K in contrast to InSb cameras and has a noise equivalent temperature difference of NEΔT <100 m Kelvin and user selectable completion time from 1-48 Hz.

상기 검출기 어레이는 상술한 바와 같은 InSb 배열과 같은 동일한 방법으로 제어된다. 유사한 검출기 이득제어 및 데이터 출력은 InSb 모델에서와 같이 이용가능하다.The detector array is controlled in the same manner as the InSb arrangement as described above. Similar detector gain control and data outputs are available as in the InSb model.

부가하여, 본 발명의 또 다른 실시예에서, 수은-카디뮴-텔루르 HgCdTe("MCT") 배열은 IR 검출기로서(370)로서 이용되고 InSb 와 마이크로볼로미터 장치와 비교하여 개선된 감도 및 대역폭을 갖는다. 현재에 상기와 같은 배열은 제조의 어려움이 있고, 이용할 수 있는 IR 검출기 보다 고가이다. 최대 6000Hz 프레임을 갖는 MCT FPA의 이용은 하나의 빔 스펙트럼이 170㎲ 마다 제어되고 10㎲ 만큼 낮은 완성시간이 얻어진다.In addition, in another embodiment of the present invention, the mercury-cadmium-tellurium HgCdTe (“MCT”) array is used as an IR detector 370 and has improved sensitivity and bandwidth compared to InSb and microbolometer devices. . At present, such arrangements are difficult to manufacture and are more expensive than available IR detectors. The use of MCT FPAs with frames up to 6000 Hz results in one beam spectrum controlled every 170 ms and a completion time as low as 10 ms.

검출기의 InSb 및 마이크로보로미터 형태가 열적으로 냉각되지만 InSb FPA의 감도는 마이크로보로미터 보다 더욱 높아진다. 사실 InSb FPA에 있어서의 감도는 종래 FTIR 에서 이용된 액체 질소-냉각 MCT 검출기 보다 뛰어나다. 다른 한편 최신 마이크로보로미터 FPA의 감도는 액체 질소-냉각 MCT 검출기 보다 차수크기가 작다. 그러나 액체 질소-냉각 MCT 검출기의 성능레벨에서의 감도는 많은 분야에서 항상 필요한 것은 아니고 마이크로보로미터의 보다 낮은 감도는 장치에 있어서 현전한 효율문제를 일으키지 않는 것이 가능하다. 부가하여, FPA를 이용한 잇점은 단일 요소검출기와 비교했을 때, 종축 비닝(BINNING)에 넣는 것이 가능하다. 픽셀의 유한높이로부터 신호를 더하여, SNR이 현저하게 증가될 수 있다.The detector's InSb and microborometer forms are thermally cooled, but the InSb FPA's sensitivity is higher than that of the microborometer. In fact, the sensitivity for InSb FPA is superior to the liquid nitrogen-cooled MCT detector used in conventional FTIR. On the other hand, the sensitivity of modern microborometer FPAs is orders of magnitude smaller than liquid nitrogen-cooled MCT detectors. However, the sensitivity at the performance level of liquid nitrogen-cooled MCT detectors is not always necessary in many applications, and it is possible that the lower sensitivity of the microborometer does not cause a significant efficiency problem in the device. In addition, the advantage of using FPA can be put in the longitudinal binning as compared to a single element detector. By adding a signal from the finite height of the pixel, the SNR can be significantly increased.

본 발명의 또 다른 실시예에서 장치(300)의 다양한 요소 사이의 광로 또는 광커플링은 광학적으로 분산된 요소(350) 및 촛점렌즈(360)을 통한 IR 검출기(370)에 샘플링 액세서리(320,321) 내의 샘플볼륨을 통해 IR 광원(310,311)로부터 광을 커플하는 다양한 형상의 표준 IR 미러(340,341,342)를 포함한다. 상기 형상은 다중 샘플링 액세서리 또는 편광기를 포함한다. 상기 미러는 뉴포트코퍼레이션(NEWPORT COPORATION)에 의해 제조된 3인치(7.6센치)지름으로 전면이 알루미늄미러이다. IR 대역에서 이용할 수 있는 다른 미러 코팅은 구리 및 바람직하게는 금이 이용될 수 있다.In another embodiment of the present invention, the optical path or optical coupling between the various elements of the apparatus 300 is connected to the IR detector 370 through the optically dispersed element 350 and the focusing lens 360. Standard IR mirrors 340, 341, 342 of various shapes that couple light from IR light sources 310, 311 through sample volumes therein. The shape includes multiple sampling accessories or polarizers. The mirror is an aluminum mirror with a front surface of 3 inches (7.6 cm) manufactured by NEWPORT COPORATION. Other mirror coatings available in the IR band may be copper and preferably gold.

도3C는 도시된 바와 같이, 도3B에 도시된 배열을 보다 상세하게 도시한 것이다. 예를 들면 빔렌즈는 광학적으로 분산된 요소(350) 상에 서로 달리 배치된 샘플로부터 이미지를 제시하도록 배열되고 조절된다. 이러한 결과로 샘플방사에 있어서 다른 영역으로 IR FPA 검출기(370)을 효과적으로 분할하는 결과를 가져온다. 부가하여 상기와 같은 분할은 부가적인 IR 광원 및/또는 샘플으로 이용된다. 공지된 방법은 FPA의 선택된 열 및/또는 행을 어드레스하는데 이용된다.Figure 3C shows in more detail the arrangement shown in Figure 3B, as shown. For example, the beamlens are arranged and adjusted to present images from samples disposed differently on the optically dispersed element 350. This results in the efficient division of the IR FPA detector 370 into other areas in the sample radiation. In addition such segmentation is used as additional IR light source and / or sample. Known methods are used to address selected columns and / or rows of FPAs.

IR 광원(310,311)으로부터의 방사는 배경기준방사를 제공하는 광로를 따라 배열된 배경기준환경과 교차되고. IR FPA 검출기는 제시된 샘플 방사를 형성하는 공간상의 면적에 분산된 배경기준 광빔결과를 바람직하게 검출한다.The radiation from the IR light sources 310,311 intersects with the background reference environment arranged along the light path providing the background reference radiation. The IR FPA detector preferably detects the background reference light beam results scattered over the area of space forming the given sample radiation.

프로세서는 바람직하게 분산된 배경기준 광빔을 나타내는 신호를 포함하는 FPA로부터 출력을 수신하고 효과적으로 리얼타임에서 배경기준환경에서 응측에 의한 다수의 샘플을 위한 보상된 IR 스펙트럼 정보를 결정한다.The processor preferably receives the output from the FPA comprising a signal indicative of the distributed background reference light beam and effectively determines the compensated IR spectral information for a plurality of samples by measurement in the background reference environment in real time.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 도3D 를 참조하면 제1 및 제2 편광기(335,336)는 각각에 대하여 직교로 편광되고, 분리된 IR 방사를 수신하는 광로 내에 구비되며 IR 광원(310,311)에 의해 제공될 수 있다. 샘플링 액세서리(330)에 의해 홀드된 샘플을 통과하고, 결과인 제1 및 제2 편광된 샘플방사는 광학적인 분산요소(350)와 교차된 하나 또는 그 이상의 광로를 따라 커플되고 FPA 검출기(370) 상에 프로젝트된다. 선택적으로 빔 스플리ㄴ터(미도시)는 편광기와 결합되며, IR 광원빔으로부터 두개 직교된 평광빔을 얻는데 이용된다. 제1 편광된 샘플방사는 제2 편광된 샘플방사와 직교적으로 편광된다. 상기 직교편광된 광빔은 서로 또는 실험상태의 편광된 빔의 강도와 비교되어 폴리머 필름의 분자방향을 결정하는데 이용된다.In another embodiment of the present invention, referring to FIG. 3D, the first and second polarizers 335 and 336 are orthogonally polarized with respect to each other, and are provided in an optical path that receives separated IR radiation and are provided by an IR light source 310 or 311. Can be provided. Passing through the sample held by the sampling accessory 330, the resulting first and second polarized sample radiation are coupled along one or more light paths intersected with the optical scattering element 350 and the FPA detector 370. Is projected on. Optionally, a beam splitter (not shown) is combined with the polarizer and used to obtain two orthogonal flat beams from the IR light source beams. The first polarized sample radiation is orthogonally polarized with the second polarized sample radiation. The orthogonally polarized light beams are used to determine the molecular orientation of the polymer film by comparing them with the intensity of each other or experimentally polarized beams.

상술한 바와 같이, IR FPA 검출기는 IR FPA 검출기의 공간상 분리된 면적에 다수의 분산된 광빔과 대응하는 것을 검출한다.As described above, the IR FPA detector detects the correspondence with multiple scattered light beams in the spatially separated area of the IR FPA detector.

본 발명의 모든 실시예에 있어서, IR FPA 검출기는 다수의 분산된 샘플 광빔과 시간 내의 동일 상수에서 다수의 샘플로 인한 IR 스펙트럼 정보를 결정하는 FPA의 적어도 하나의 출력을 검출한다. 부가하여 FPA는 바람직하게 InSb, HGCdTD(MCT) 또는 마이크로보로미터 FPA 를 포함하거나, 바람직하게 적어도 중거리 IR 대역에서 파장을 갖는 광을 검출한다.In all embodiments of the present invention, the IR FPA detector detects a plurality of distributed sample light beams and at least one output of the FPA that determines IR spectral information due to the plurality of samples at the same constant in time. In addition, the FPA preferably comprises InSb, HGCdTD (MCT) or microborometer FPA, or preferably detects light having a wavelength in at least the medium range IR band.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, IR FPA 검출기는 IR 카메라를 검출한다. Ab InSb 촛점면 어레이(FPA)는 3-5 ㎛ 내에서 흡수를 검출하는데 이용되고 마이크로보로미터에 근거한 FPA는 7-13 ㎛ 범위 동안 이용된다. 부가하여 MCT 배열 또는 다른 InSb 또는 보다 넓은 또는 다른 스펙트럼 응답을 갖는 다른 형태의 배열이 이용될 수 있다. 부가하여 IR FPA 검출기로부터의 적어도 하나의 출력은 분산된 광빔 내에 존재하는 다수의 파장에서 다수의 험쳐진 픽셀 출력을 포함한다. 다수의 파장 중의 하나에서 다수의 합쳐진 픽셀출력은 다수의 파장 중에 하나의 강도를 나타내는 신호의 신호 대 잡음비를 개선한다.In another embodiment of the invention, the IR FPA detector detects an IR camera. Ab InSb Focal Plane Array (FPA) is used to detect absorption within 3-5 μm and FPA based on microborometers is used for the 7-13 μm range. In addition, MCT arrangements or other InSb or other forms of arrangements with broader or different spectral responses can be used. In addition, at least one output from the IR FPA detector includes a plurality of rough pixel outputs at a plurality of wavelengths present in the distributed light beam. Multiple combined pixel outputs at one of the multiple wavelengths improves the signal-to-noise ratio of the signal representing an intensity of one of the multiple wavelengths.

본 발명의 다른 실시예에서 IR FPA 검출기는 다중 픽셀의 서로 다른 부분을 포함하는 다중 세그먼트로 분할된다. 각 대응하는 다수의 분산된 광빔은 다중 세그먼트의 결합된 하나에 프로젝트된다. IR FPA 의 분할은 하드웨어 내에서 실제로 물리적으로 분할된 것에 응답하도록 필요한 것이 아니고, 프로세서와 IR FPA 사이에서 상대적으로 간단한 소프트웨어 제어를 이용한 IR FPA 상의 픽셀의 열과 행을 어드레싱 하기 위한 알려진 기술을 이용하여 수행되는 것이다. In another embodiment of the present invention, the IR FPA detector is divided into multiple segments that include different portions of multiple pixels. Each corresponding multiple distributed light beam is projected to a combined one of multiple segments. The splitting of the IR FPA is not necessary to respond to the actual physical partitioning in hardware, but rather using a known technique for addressing the columns and rows of pixels on the IR FPA using relatively simple software control between the processor and the IR FPA. Will be.

본 발명에서 대응하는 다수의 분산된 샘플 광빔, IR FPA 검출기 상의 열 방향이 대응하는 다수의 다중 분산된 샘플 광빔의 분산방향으로 얼라인되도록 IR FPA 검출기 상에 프로젝트된다. 다중세그먼트 내에서 촛점평면어레이의 각 행은 다수의 분산된 샘플 광빔 내에 포함되는 특별한 파장의 광과 대응한다.In the present invention, the corresponding multiple distributed sample light beam, the column direction on the IR FPA detector, is projected on the IR FPA detector such that the direction of dispersion of the corresponding multiple distributed sample light beam is aligned. Each row of focal plane arrays within multiple segments corresponds to light of a particular wavelength contained within a plurality of distributed sample light beams.

부가하여, 다중 세그먼트의 적어도 하나 내에서, 가 다수의 열 내의 하나의 픽셀로부터의 출력은 결합된 광파장의 강도를 나타내는 신호의 신호 대 잡음비를 개선하는 촛점 평면 배열을 따라 결합되는데 더해진다. In addition, within at least one of the multiple segments, the output from one pixel in the multiple columns is added to combine along a focal plane arrangement that improves the signal-to-noise ratio of the signal representing the intensity of the combined light wavelength.                 

부가하여, 본 발명의 다른 실시예에서 다수의 샘플 들중 하나의 서로 다른 공간 부분과 결합되는 분산된 샘플 광빔은 두개 또는 그 이상의 다중 세그먼트에 프로젝트된다. 서로 다른 파장은 한 샘플의 서로 다른 부분의 이미징 또는 다중 세그먼트 내의 서로 다른 샘플의 이미징이든지 다중 세그먼트 중의 적어도 두개 내에서 나타난다. In addition, in another embodiment of the invention a distributed sample light beam that is combined with different spatial portions of one of the plurality of samples is projected in two or more multiple segments. Different wavelengths appear within at least two of the multiple segments, whether imaging different portions of a sample or imaging different samples in multiple segments.

본 발명의 다른 실시예에서, 다수의 샘플 들 중의 적어도 하나는 애널리트(ANALYTE)를 포함하는 배경타겟(TARGET)이 포함된다. 상기 애널리트는 배경목적물 내의 IR 흡수변화를 생산하는 생물학적 에이전트(AGENT)의 특정형태와 반응하도록 선택된다.In another embodiment of the present invention, at least one of the plurality of samples includes a background target (TARGET) comprising analyte (ANALYTE). The analyte is selected to react with a particular form of biological agent (AGENT) that produces a change in IR absorption in the background object.

예를 들어, 상기 애널리트는 바이러스 또는 박테리아와 같은 하나 또는 그 이상의 생물학적 위험한 재료와 반응하는 바이오 특정시약이 된다.For example, the analyte becomes a biospecific reagent that reacts with one or more biohazardous materials such as viruses or bacteria.

도시된 도 3B에서와 같이, 적어도 하나의 샘플 홀더 또는 액세서리는 다수의 샘플링 액세서리를 포함하며, 상기 다수의 샘플링 액세서리는 광로의 서로 다른 샘플 볼륨을 구비한다. 상기 장치는 각각의 서로 다른 샘플 볼륨의 IR 스펙트럼 정보를 동시에 결정한다. 상기 동일한 샘플홀더는 광로 내의 IR 흡수 현산의 검출을 위해 적합하다.As shown in FIG. 3B, at least one sample holder or accessory includes a plurality of sampling accessories, the plurality of sampling accessories having different sample volumes of the optical path. The device simultaneously determines IR spectral information of each different sample volume. The same sample holder is suitable for the detection of IR absorption manifestations in the optical path.

본 발명의 다른 실시예에서, 다수이 광학적인 분산요소(350)는 서로 다른 샘플볼륨과 대응하는 분산된 다수의 광빔을 형성하기 위해 제공되는 것이 바람직하다. 각 다수의 분산된 광빔은 IR FPA 검출기(370) 상의 서로 다른 공간 면적에 프로젝트 될 것이다. In another embodiment of the present invention, a plurality of optical dispersing elements 350 are preferably provided to form a plurality of scattered light beams corresponding to different sample volumes. Each multiple scattered light beam will be projected in different spatial areas on the IR FPA detector 370.                 

본 발명의 다른 실시예에서, 하나 또는 그 이상의 다수 샘플을 위한 IR 분광기를 디스플레이하기 위한 디스플레이 장치, IR FPA 검출기를 제어하기 위한 수단과 디스플레이장치가 제공되는 것이 바람직하다. 상기 IR FPA 검출기를 제어하기 위한 수단과 디스플레이장치는 적어도 프로세서 또는 개인 컴퓨터를 포함하는 것이 바람직하다.In another embodiment of the invention, it is preferred to provide a display device for displaying an IR spectrometer for one or more multiple samples, a means for controlling the IR FPA detector and a display device. Preferably the means for controlling the IR FPA detector and the display device comprise at least a processor or a personal computer.

부가하여, 투과모드에서, IR 광원(310,311)은 광로를 따라 다수의 샘플을 통과하여 투과된다. 반사모드에서 IR 광원으로부터의 투과는 광로를 따라 각 다수의 샘플로부터 반사될 것이다.In addition, in the transmission mode, the IR light sources 310 and 311 are transmitted through a plurality of samples along the optical path. In reflection mode, transmission from the IR light source will be reflected from each of the plurality of samples along the light path.

도4에 도시된 본 발명의 다른 실시예에서, 광로는 광섬유 또는 광섬유번들을 이용하는 것이 포함되고, 특히 다중모드 IR 광섬유는 AMORPHOUS MATERIAL INC 에서 제작한 C1-500 이다. 서로 다른 동일한 샘플형태 및 샘플링 형상은 광원 과 분산요소 사이에서 샘플볼륨으로 IR 광원을 전달하는 합쳐지는 중거리-IR 광섬유를 허용하고 분산요소의 샘플볼륨 내의 흡수 후에 IR 광을 위한 광로를 제공하는 중거리-IR 광섬유를 허용한다.In another embodiment of the present invention shown in FIG. 4, the optical path includes using an optical fiber or an optical fiber bundle, in particular the multimode IR optical fiber is C1-500 manufactured by AMORPHOUS MATERIAL INC. The same different sample shapes and sampling shapes allow the combined medium-distance IR fiber to deliver the IR light source to the sample volume between the light source and the dispersing element and the medium distance to provide the optical path for IR light after absorption in the sample volume of the dispersing element. Allow IR fiber.

중거리-IR 범위(3-5 또는 7-13 ㎛ 를 포함) 내의 1dB/m 이하의 손실을 갖는 광섬유는 상업적으로 이용된다. 상기와 같은 다중모드 광섬유는 가시광선 과 근거리-IR 범위 내의 광섬유 카운터파트(COUNTER PART)에 근거한 것과 같이 탄력성 및 용성과 같은 특징을 제공한다. 상기 광학재료들의 열적 및 기계적 성질은 과거 10년 전보다 매우 개선된다.Optical fibers having a loss of 1 dB / m or less in the mid-IR range (including 3-5 or 7-13 μm) are commercially available. Such multimode optical fiber provides features such as elasticity and flexibility as based on the optical fiber counterpart within the visible light and near-IR range. The thermal and mechanical properties of the optical materials are greatly improved over the past decade.

FPA 검출기 및 다중 채널 광섬유 번들이 결합되었을 때, 몇몇 샘플들 또는 다른 위치에서의 동일한 샘플의 동시측정이 가능해진다. 제안된 분광계 수단은 단일 장치를 갖는 다중검출 채널을 제공하므로 채널 베이시스(BASIS)마다 코스트-오브-오너쉽(COST-OF OWNERSHIP)을 감소한다. 도4에 도시된 일반적인 구조에서 축 밖의 접시형 미러(440)는 인입애퍼처 또는 IR 광섬유(410) 또는 광섬유번들의 출력결과로부터 신호를 모으고 조준하는데 이용된다. 조절애퍼처(420)는 조준된 빔 사이즈를 제어하는데 이용되고, 충전렌즈(442,444)는 프리즘 내로 신호를 커플하는데 이용된다. 렌즈가 빔을 충전하는 조합과 애퍼처 사이즈는 분광계의 f 숫자를 결정하고 스펙트럼 해상도를 결정한다.When the FPA detector and the multi-channel fiber bundle are combined, it is possible to measure several samples or the same sample at different locations. The proposed spectrometer means provides multiple detection channels with a single device, thus reducing COST-OF OWNERSHIP per channel basis. In the general structure shown in FIG. 4, the off-axis dish mirror 440 is used to collect and aim signals from the output of the incoming aperture or IR fiber 410 or fiber bundle. Adjusting aperture 420 is used to control the aimed beam size, and charging lenses 442 and 444 are used to couple the signal into the prism. The combination and aperture size at which the lens fills the beam determines the f number of the spectrometer and the spectral resolution.

프로세서(480)는 IR 스펙트럼 프로세싱을 위해 특별히 구비되는 특정 목적의 컴퓨터이고, 소위 "펌웨어(FIRMWARE)" 또는 ASIC(APPLICATION SPECIFIC INTEGRATED CIRCUIT)과 같은 IC에 의해 수행되고, PC(PERSONAL COMPUTER)를 공통적으로 포함한다. 프로세서(480)은 IR 검출기(470)를 위한 소프트웨어/하드웨어를 제어하기 위해 제공된다.The processor 480 is a special purpose computer specially equipped for IR spectrum processing, and is performed by an IC such as so-called "FIRMWARE" or ASIC (APPLICATION SPECIFIC INTEGRATED CIRCUIT), and commonly used PC (PERSONAL COMPUTER) Include. Processor 480 is provided to control software / hardware for IR detector 470.

본 발명의 다른 실시에에서 상술한 FPA 들 중 하나를 사용하는 것은 INDIGO SYSTEM에서 제작된 "TALON ULTRA" 데이터 수집장치가 이용될 수 있다. In another embodiment of the present invention, using one of the above-described FPAs, a "TALON ULTRA" data collection device manufactured by INDIGO SYSTEM may be used.

프로세서(380)는 제공된 IR 이미지 수집장치로 수행되며 500MHZ 펜티엄Ⅲ, 256MB RAM, 12G 하드드라이브, 윈도우 NT 4.0, IR 카메라 디지털인터페이스케이블(10ft 또는 3M), 고속 16비트 프레임 그래버(GRABBER), 카메라인터페이스 소프트웨어 및 이미지프로4.0 또는 그와 같은 소프트웨어에 기초하는 이미지분석소프트웨어를 포함한다. Processor 380 runs with the provided IR image acquisition device, 500MHZ Pentium III, 256MB RAM, 12G hard drive, Windows NT 4.0, IR camera digital interface cable (10ft or 3M), high speed 16-bit frame grabber (GRABBER), camera interface Software and image analysis software based on Image Pro 4.0 or such software.                 

디스플레이장치(390)는 CRT 또는 LCD 와 같은 표준형 컴퓨터 모니터가 될 수 있거나 프린팅장치가 될 수 있다.The display device 390 may be a standard computer monitor such as a CRT or LCD, or may be a printing device.

바람직한 실시예에서는 데이터 수집을 위한 PC 시스템의 메모리가 이용되었으나 특별한 목적이 있는 경우 제시된 고속메모리가 이용될 수 있다. 부가하여, 휴대성을 부가하기 위해 도면부호 480의 프로세서(380)는 LCD가 결합된 랩탑 또는 노트북과 결합될 수 있다.In a preferred embodiment, the memory of the PC system for data collection is used, but if there is a special purpose, the proposed fast memory may be used. In addition, the processor 380 at 480 may be combined with a laptop or notebook with an LCD coupled to add portability.

바람직한 실시예에서, 프로세서(380 또는 480)를 운용하는 소프트웨어는 리얼타임 막대그래프; 리얼타임 디지털 필터링, 리얼타임 프레임 에버리징(AVERAGING), 사용자 정의가능한 ROI(REGION-OF-INTEREST); 모든 기능의 데이터 디스플레이, 감소 분석호환성; 및 자동데이터수집, 분석과 리포팅을 위한 VISUAL BASIC 호환성 매크로언어와 같은 다양한 특징을 제공한다.In a preferred embodiment, the software running processor 380 or 480 includes a real time histogram; Real-time digital filtering, real-time frame averaging, user-definable ROI (REGION-OF-INTEREST); Data display of all functions, reduced analysis compatibility; And VISUAL BASIC compatible macro language for automatic data collection, analysis and reporting.

이러한 응용분야에서, "리얼타임"은 샘플링과 분석을 통한 초기화로부터 1초보다 작게 되는 것이 바람직하고, 500ms 보다 작게 되는 것이 더욱 바람직하고, 20ms 보다 작게 되는 것이 더욱 바람직하다. 이러한 형태의 응답시간은 종래의 스캐닝과 간섭계기술을 극복하는 바람직한 결과를 가져온다. 부가하여 "리얼타임"검출은 일어날 수 있는 것과 같이 프로세스를 연속적으로 모니터하는 기능을 의미하며, 수집된 데이터 세트 사이의 시간 도메인은 일반적으로 5-100㎲ 범위 내이다.In this application, the "real time" is preferably less than 1 second from initialization through sampling and analysis, more preferably less than 500 ms, and more preferably less than 20 ms. This type of response time leads to desirable results overcoming conventional scanning and interferometer techniques. In addition, "real-time" detection means the ability to continuously monitor a process as it can happen, and the time domain between the collected data sets is generally in the range of 5-100 ms.

부가적으로 분석 소프트웨어는 IR 스펙트럼 정보를 분석하는 프로세서(380,480) 내에서 동작하고, 플루오르카본, 하이드로카본 또는 분자결합에 의한 복합물과 같은 동일한 볼륨에서 기초되는 하나 또는 그 이앗의 특정그룹 또는 화학적으로 기초되는 "시그내이쳐" 기능그룹 또는 생물학적 시약을 결정한다. 부가하여 알람 및 가청 또는 가시는 특정시그내이처그룹 또는 화학조성물이 샘플 볼륨내에서 결정되면 얻을 수 있다.Additionally, the analysis software operates within processors 380 and 480 that analyze IR spectral information and is based on one or more specific groups or chemically based on the same volume, such as fluorocarbons, hydrocarbons or complexes by molecular bonds. Determine the "signature" functional group or biological reagent. In addition, alarms and audible or visible signals can be obtained if a particular signature group or chemical composition is determined within the sample volume.

장치(300,400)의 몇몇 함유물은 셋업을 촉진하도록 조정할 수 있거나 최적 데이터 수집을 위해 공급되며, 장치(300,400)은 작동 중에 부동부분을 이용하지 않는 IR 스펙트럼정보를 결정할 수 있다.Some of the contents of the apparatus 300,400 may be adjusted to facilitate setup or supplied for optimal data collection, and the apparatus 300,400 may determine IR spectral information that does not use a floating portion during operation.

본 발명의 제1 실시예의 비간섭장치는 IR 광원을 제공하여 샘플볼륨 내의 샘플의 IR 스펙트럼을 결정하도록 작동됨에 있어서, IR 광원을 공급하는 단계; 광로에 다수의 샘플 볼륨을 구비하는 단계; 다수의 샘플방사를 형성하는 광로를 따라 다수의 샘플볼륨과 IR 광원의 적어도 일부가 방사가 교차하는 단계; 대응하는 다수의 분산된 샘플빔을 형성하기 위해 다수의 샘플방사를 광학적으로 분산하는 단계;A non-interfering device of a first embodiment of the present invention is operable to provide an IR light source to determine an IR spectrum of a sample in the sample volume, the method comprising: supplying an IR light source; Providing a plurality of sample volumes in the optical path; Radiation intersecting at least a portion of the plurality of sample volumes and the IR light source along an optical path forming a plurality of sample radiations; Optically dispersing the plurality of sample radiations to form a corresponding plurality of distributed sample beams;

픽셀의 열과 행을 갖는 촛점면 어레이의 공간상 분리된 면적의 다수의 분산된 샘플빔을 검출하는 단계; 및 촛점 어레이의 공간상 분리된 면적으로부터 조합된 출력을 평가하여 다수의 샘플 방사된 IR 스펙트럼을 동시에 비간섭적으로 결정하는 단계로 이루어진다. 더욱 바람직한 방법에 있어서는, FPA와 같은 두면을 갖는 검출기 어레이가 작동되며, 검출기의 각 행은 분산된 IR 광빔 내에 포함된 파장을 나타내고, 검출기 요소의 적어도 두개의 열은 검출된 신호의 SNR을 개선하는데 이용된다.Detecting a plurality of distributed sample beams of spatially separated areas of a focal plane array having columns and rows of pixels; And evaluating the combined output from the spatially separated areas of the focus arrays to simultaneously and non-coherently determine a plurality of sample emitted IR spectra. In a more preferred method, a detector array having two sides, such as FPA, is operated, each row of detectors representing wavelengths contained within a scattered IR light beam, and at least two columns of detector elements are used to improve the SNR of the detected signal. Is used.

장치가 신뢰성 있게 이용되기 전에, IR 광원(310,311)은 계산되거나 밴드의 잇점과 교차하는 스펙트럼 강도는 광원강도를 일정하지 않게 하기 위해 보상하도록 알려져 있다.Before the device is used reliably, the IR light sources 310 and 311 are known to compensate for the spectral intensity that is calculated or intersects the benefits of the band to make the light source intensity not constant.

종래, 광원계산 공정은 렌즈 내에 샘플볼륨없이 배경전원 스펙트럼을 수집하는 일련의 공정을 포함한다; 샘플전원 스펙트럼을 수집하는 단계; 장치에 의해 리포트되는 모든 주파수 위치를 위한 샘플강도/배경강도 또는 투과를 결정하는 배경전원 스펙트럼에 의해 샘플 전원스펙트럼을 분할하는 단계(일정비를 형성하는 단계); 통상적으로 데이터는 ABS ∝ -log10 (sample/배경)과 같은 ABS(ABSORBANCE SPECTRUM)을 결정하는 대수적인 작동에 의해 프로세스된다.Conventionally, the light source calculation process includes a series of processes for collecting a background power spectrum without sample volume in a lens; Collecting a sample power spectrum; Dividing the sample power spectrum by a background power spectrum that determines the sample intensity / background intensity or transmission for all frequency positions reported by the device (forming a constant ratio); Typically the data is processed by an algebraic operation to determine ABS (ABSORBANCE SPECTRUM) such as ABS ∝ -log 10 (sample / background).

그러나 본 발명에 의한 다중빔 접근방법에 있어서, 광원과 환경계산은 샘플 방사 검출과 동시에 수행될 수 있다. 프로세서(380,480)는 광원과 환경계산데이터를 이용하여 리얼타이에서 효과적으로 샘플측정을 보상한다.However, in the multi-beam approach according to the present invention, the light source and the environmental calculation can be performed simultaneously with the sample radiation detection. Processors 380 and 480 effectively compensate for sample measurements in real tyes using light sources and environmental calculation data.

흡수스펙트럼이 결정될 때, 제시된 장치 및 방법은 고체의 두께 또는 액체필름의 두께를 측정하거나 또는 다른 고체 또는 액체를 코팅하는 것을 측정하는 환경 프로세트 모니터링에서 이용된다.When the absorption spectrum is determined, the presented apparatus and methods are used in environmental prose monitoring to measure the thickness of a solid or the thickness of a liquid film or to coat other solids or liquids.

상술한 일반적인 작동공정에 근거하여, 샘플의 흡수스펙트럼은 본 발명에 의해 얻어진다. ABS의 양은 일반적으로 다음과 같이 표현될 수 있다.Based on the general operating process described above, the absorption spectrum of the sample is obtained by the present invention. The amount of ABS can generally be expressed as follows.

ABS = A × B × CABS = A × B × C

A는 샘플에서 흡수 기능 그룹의 흡수계수, B는 샘플 내의 경로길이, C는 기능그룹의 농도이다. 일반적으로 양적인 관계는 "BEER'S LAW" 로 알려져 있다.A is the absorption coefficient of the absorption functional group in the sample, B is the path length in the sample, C is the concentration of the functional group. In general, the quantitative relationship is known as "BEER'S LAW".

농도 및 두께 측정은 상기 샘플에 의해 알려진 진동 밴드를 위한 흡수계수를 계산하는 농도 C 및 두께 B 를 갖는 표준샘플을 이용하여 만들어질 수 있다. A 는 흡수밴드로 알려져 있고, 농도 또는 두께를 측정하는 BEER'S LAW를 이용할 수 있다.Concentration and thickness measurements can be made using standard samples with concentration C and thickness B to calculate the absorption coefficients for the vibration bands known by the sample. A is known as an absorption band, and BEER'S LAW can be used to measure concentration or thickness.

예를 들어, 필름 프로세싱 라인에서, 재료식이 상수로 고정된다면, 대응하는 C와 A 값은 상수이다. 이 경우에서, 본 발명이 필름 두께를 모니터하고 흡수레벨이 B에 직접적으로 비례되므로 이용될 수 있다. 다른 한편으로, 반도체의 화학적인 증기 프로세싱 쳄버에서, 가스 종류에 따른 농도는, A(알려진 종류)와 B(고정된 쳄버 사이즈)가 고정상수이고 측정된 흡수에 직접적으로 비례되는 만큼 결정되는 농도를 남겨두기 때문에, 본 발명으로 측정될 수 있다.For example, in a film processing line, if the material formula is fixed at a constant, the corresponding C and A values are constant. In this case, the present invention can be used because it monitors the film thickness and the absorption level is directly proportional to B. On the other hand, in the chemical vapor processing chamber of a semiconductor, the concentration depending on the gas type is determined by the concentration of A (known type) and B (fixed chamber size), which are fixed constants and are directly proportional to the measured absorption. As it is, it can be measured with the present invention.

방향 측정은 이하의 방법으로 만들어 질 수 있다. 비편광된 IR 광이 IR 측정 내에서 이용될 때, 진동주파수를 매칭하는 모든 기능적인 그룹이 흡수의 원인이 될 것이다. 그러나, 투사 IR 광은, 특별한 방향 내의 진동전자기장 파장이 통과되도록 선형적으로 통과될 때, 매칭주파수와 편광된 광과 같은 동일한 방향의 이중 모멘트 변화는 투사광을 흡수한다.The direction measurement can be made by the following method. When unpolarized IR light is used within IR measurements, all functional groups that match the oscillation frequency will be the source of absorption. However, when the projected IR light is passed linearly through the oscillating electromagnetic wave wavelength in a particular direction, a double moment change in the same direction as the matching frequency and the polarized light absorbs the projected light.

랜덤하게(RANDOMLY) 방향이 설정된 샘플에서, 모든 이중 방향은 동등하게 샘플되고, 편광방향에서의 독립적인 것이 관찰된다. 다른 한편으로프로세싱 단계에 의해 발생되는 바람직한 방향을 갖는 샘플에서, 편광방향이 샘플 이중변화 방향과 매치될 때 보다 강한 흡수가 이루어 질 것이다. 편광되고 비편광된 IR 광원을 갖는 흡수스펙트럼과 비교하여, 연구 하에서의 샘플이 방향이 잡혀지는 것을 추론해 낼 수 있다. In samples where the RANDOMLY direction is set, all dual directions are sampled equally, and independent of the polarization direction is observed. On the other hand, in the sample having the preferred direction generated by the processing step, stronger absorption will be achieved when the polarization direction matches the sample double change direction. Compared with absorption spectra with polarized and unpolarized IR light sources, one can infer that the sample under study is oriented.                 

적외선 편광이 골드 와이어 편광프리즘을 이용하여 종종 이루어 질 수 있다. 상기광학 장치는 ZnS와 같은 IR 투명기판에 평행하게 배열된 골드 와이어를 분리하여 구성할 수 있다.Infrared polarization can often be achieved using gold wire polarization prisms. The optical device may be constructed by separating gold wires arranged in parallel to an IR transparent substrate such as ZnS.

편광방향과 샘플이중방향 사이의 양적관계는 이하와 같이 나타낼 수 있다.The quantitative relationship between the polarization direction and the sample double direction can be expressed as follows.

ABSObserved ∝ COS(Θ)ABS Observed ∝ COS (Θ)

상기 Θ 는 진동과 투사 IR 광의 편광방향 동안의 샘플의 이중 모멘트 변화방향 사이의 각이다. 상술한 식에서, Θ = 90° 일때, 진동주파수 상태가 만족스럽다면 흡수가 일어나지 않을 것이다.Is the angle between the double moment change direction of the sample during the polarization direction of the vibration and the projection IR light. In the above equation, when Θ = 90 °, absorption will not occur if the vibrational frequency condition is satisfactory.

본 발명의 다른 실시예에서, 부가적인 방법은 다수의 분산된 샘플빔 내의 파장범위를 제어하는 다수의 샘플방상의 광학적인 분산을 조절하는 것을 포함한다. 일반적으로 In another embodiment of the present invention, an additional method includes adjusting the optical dispersion over a plurality of sample orientations to control the wavelength range within the plurality of distributed sample beams. Generally

회절과 같은 분산요소(350) 또는 펠린-브로커(Pellin-Broca) 프리즘과 같은 프리즘(450) 상의 투사각은 IR FPA(370,470)에 제시된 파장범위를 다양하게 조절할 수 있다.The angle of projection on the dispersing element 350, such as diffraction, or on a prism 450, such as a Pelin-Broca prism, can vary the wavelength range presented to the IR FPAs 370,470.

부가하여 본 발명에 의한 방법은 공간상의 분리된 면적 중의 하나에 픽셀의 각 행에 다수의 픽셀 출력을 더하여 신호 대 잡음비를 증가하는 것을 포함하고 있다.In addition, the method according to the present invention involves increasing the signal-to-noise ratio by adding multiple pixel outputs to each row of pixels to one of the spatially separated areas.

상술한 바에 따르면, 본 발명의 다른 실시예에서 본 발명은 환경적인 배경에서의 기준 스펙트럼을 동시에 평가하는 단계; 및 환경적인 배경에서의 기준스펙트 럼을 위해 계산된 IR 스펙트럼의 다수 샘플을 수정하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 IR 광원의 스펙트럼을 동시에 평가하는 단계; 및 IR 광원의 스펙트럼을 위해 계산된 IR 스펙트럼의 다수 샘플을 수정하는 단계를 포함한다.As described above, in another embodiment of the present invention, the present invention comprises the steps of simultaneously evaluating the reference spectrum in the environmental background; And modifying multiple samples of the calculated IR spectrum for reference spectra in an environmental background. The method includes simultaneously evaluating the spectrum of the IR light source; And modifying a plurality of samples of the calculated IR spectrum for the spectrum of the IR light source.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 의한 방법은 다수의 샘플볼륨 내에 하나 또는 그 이상의 신호 기능 그룹을 명확하게 하기 위해 IR 스펙트럼의 다수 샘플방사를 프로세싱하는 단계; 및 하나 또는 그 이상의 신호 기능 그룹이 다수의 샘플 방사 중 하나 내에서 발견된다면 알람을 가능하게 하는 단계를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, a method according to the present invention comprises the steps of: processing multiple sample emissions of the IR spectrum to clarify one or more signal functional groups within the plurality of sample volumes; And enabling an alarm if one or more signal functional groups are found within one of the plurality of sample emissions.

상술한 본 발명의 방법과 관련하여, 본 발명에 의한 방법은 바이오-특정 시약을 갖는 배경타겟(TARGET)을 제공하는 단계; 및 하나 또는 그 이상의 신호 기능 그룹을 포함하는 샘플볼륨과 바이오-특정 시약이 반응하는 단계를 부가하여 포함한다.In connection with the method of the present invention described above, the method according to the present invention comprises the steps of providing a TARGET having a bio-specific reagent; And reacting the sample volume comprising one or more signal functional groups with the bio-specific reagent.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 의한 방법은 프로젝트단계, 교차단계, 커플링단계, 형성단계 및 광학적인 커플링단계 동안에 광대역광원, 광학적인 분산요소 및 적어도 각각에 대하여 비교적 움직이지 않는 두면의 IR 검출기 어레이를 유지하는 단계를 포함한다.According to a further embodiment of the invention, the method according to the invention is relatively in motion relative to the broadband light source, the optical dispersing element and at least each during the project phase, the crossover phase, the coupling phase, the formation phase and the optical coupling phase. Holding the two-sided IR detector array.

상기 광학커플링단계는 샘플광방사의 광섬유 커플링단계 및/또는 프로젝팅단계는 다수의 샘플볼륨으로 광대역광원의 방사부분을 광섬유커플링하는 단계를 포함한다.The optical coupling step includes the optical fiber coupling step of the sample light emission and / or the projection step includes optically coupling the radiation portion of the broadband light source to a plurality of sample volumes.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 의한 방법은 IR 흡수 스펙트럼의 하나 또는 그 이상의 다수샘플로부터 하나 또는 그 이상의 다수 샘플의, 리얼타 임에서 효과적이고 연속적으로 결정되는 적어도 하나의 물리적인 성질을 결정하는 단계를 포함하되 상기 물리적인 성질은 리얼타임에서 효과적이고 연속적으로 결정된다. 상기 물리적인 성질은 다수 샘플 중에서 하나의 분자방향을 포함하고, 다수의 샘플들 중의 하나와 결합된 두개 의 직교 편광된 샘플 방사와 비교하여 얻어진다. 상기 물리적인 성질은 리얼타임에서 특히 모노레이어 폴리머 필름두께의 측정단계를 포함한다.According to a further embodiment of the invention, the method according to the invention comprises at least one physical property which is determined effectively and continuously in real time of one or more multiple samples from one or more multiple samples of the IR absorption spectrum. Determining the physical properties, which are effectively and continuously determined in real time. The physical property is obtained by comparing two orthogonally polarized sample radiation comprising one molecular orientation of the plurality of samples and combined with one of the plurality of samples. The physical properties include measuring the monolayer polymer film thickness in real time, in particular.

부가하여, 각 다수의 IR 광원(310,311)은 서로 다른 강도를 가지고 있고 하나 또는 그 이상의 광로는 편광요소를 포함한다.In addition, each of the plurality of IR light sources 310 and 311 has different intensities and one or more optical paths include polarizing elements.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 프로세싱 수단은 IR FPA 상의 서로 다른 공간면적으로부터 결정되는 IR 스펙트럼 정보로부터 폴리머 모노레이어(POLYMER MONOLAYER)의 분자방향의 결정하는 수단으로, 특히 직교적으로 편광된 샘플방사가 평가된다.According to another embodiment of the invention, the processing means is a means for determining the molecular orientation of the polymer monolayer from IR spectral information determined from different spatial areas on the IR FPA, in particular an orthogonally polarized sample. Emissions are evaluated.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 의한 방법은 굴절율 및 필름재료의 흡수계수를 계산하는 단계를 포함한다. 상기 기판은 반도체 프로세싱에서 이용되는 광학적 성질을 갖는 유전체 기판을 포함한다. 상기 모노레이어 필름은 기판상에 흡수될 것이다.According to another embodiment of the invention, the method according to the invention comprises the step of calculating the refractive index and the absorption coefficient of the film material. The substrate includes a dielectric substrate having optical properties used in semiconductor processing. The monolayer film will be absorbed onto the substrate.

상기와 같은 실시예에서의 본 발명의 방법은 다수의 비수직 경사각에서 기판의 표면에 IR 광원을 프로젝트하는 단계; 및 각 다수의 비수직 경사각을 위해 미러의 회전각을 측정하여 필름재료 내의 굴절각을 결정하는 단계를 부가하여 포함한다. The method of the present invention in such an embodiment comprises projecting an IR light source to the surface of the substrate at a plurality of non-vertical tilt angles; And determining the angle of refraction in the film material by measuring the angle of rotation of the mirror for each of the plurality of non-vertical tilt angles.                 

부가하여 편광된 IR 방사가 필름재료 및 기판을 통해 프로젝트되는 단계; 필름재료 내의 방향성의 특정 굴절각이 결정되는 단계; 및 필름재료의 방향성의 특정 복합 굴절율이 계산되는 단계; 를 부가하여 포함한다.Additionally polarized IR radiation is projected through the film material and the substrate; Determining a specific refractive angle of directivity in the film material; And calculating a specific composite index of refraction of the film material; Includes in addition.

상술한 본 발명의 방법과 관련하여, 본 발명에 의한 방법에 의해 필름재료 내의 적어도 하나의 분자그룹의 분자방향이 결정된다.In relation to the method of the present invention described above, the molecular orientation of at least one molecular group in the film material is determined by the method of the present invention.

본 발명에 의한 PAIR 분광기장치 및 방법을 이용하여, 리얼타임배경의 보상을 갖는 외부반사측정을 수행하는 것이 가능하다. 본 발명의 다른 실시예에서 박막 테프론(TEFLON) 배리어가 랑뮈르(LANGMUIR) 필름 밸런스 내에 삽입하여 두개의 분리된 트러프(TROUGH)가 도6과 같이 만들어진다. 상기 트러프 중 보다 작은 것은 기준 트러프로 사용되고, 반면에 보다 큰 트러프는 샘플 트러프로 이용된다. 상대적으로 넓은 적외선빔(4 또는 5 ㎝)의 중심은 테프론 배리어에서 두개의 트러프가 분리되는 포인트에서 반사된다.Using the PAIR spectroscopy apparatus and method according to the invention, it is possible to perform external reflection measurements with compensation of the real-time background. In another embodiment of the present invention, a thin TEFLON barrier is inserted into the LANGMUIR film balance to create two separate TRUGHs as shown in FIG. The smaller of the troughs is used as the reference trough, while the larger trough is used as the sample trough. The center of the relatively wide infrared beam (4 or 5 cm) is reflected at the point where the two troughs separate at the Teflon barrier.

IR 빔의 반은 기준 서브위상에 의해 반사되고, 반면에 빔의 다른 반은 모노레이어 커버된 서브위상에 의해 반사되는 것이다. 이러한 분리된 "샘플"(FPA의 상부에 구비) 및 "기준"(FPA의 하부에 구비) 스펙트럼 이미지에서의 결과는 FPA 픽셀 어레이에 동시에 프로젝트된다(도3C에 도시). 이러한 방법에서 픽셀열 상부로부터 얻어진 스펙트럼은 랑뮈르 모노레이어 상의 정보를 포함하고, 반면에 픽셀열 바닥으로부터 얻어진 스펙트럼은 기판 또는 기준 표면으로부터 데이터를 포함할 것이며, 예를 들면 기판 또는 기준 표면은 물이 될 수 있다.Half of the IR beam is reflected by the reference subphase, while the other half of the beam is reflected by the monolayer covered subphase. The results in these separate "samples" (above the FPA) and "reference" (below the FPA) spectral images are projected simultaneously to the FPA pixel array (shown in Figure 3C). In this method the spectrum obtained from the top of the column of pixels will contain information on the Langture monolayer, while the spectrum from the bottom of the column of pixels will contain data from the substrate or reference surface, for example, Can be.

본 발명의 다른 실시예에서, 편광된 적외선 스펙트럼은 IR 빔의 투과 또는 반사를 이용한 편광요소를 통해 샘플, 예를 들면 필름을 측정하여 얻어지고, 이 때 분산요소를 통해 직접 빔을 관리한다. 선택적으로 방사는 스플리터 내에서 스플리트되고, 이때 각 스플리트 빔은 각 광로 내의 두개의 서로 다른 직교 편광된 요소를 통해 통과하고, 편광된 특정정보를 결정하는 샘플 또는 샘플들을 통해 통과한다.In another embodiment of the present invention, the polarized infrared spectrum is obtained by measuring a sample, for example a film, through a polarizing element using transmission or reflection of the IR beam, wherein the beam is managed directly through the dispersing element. Optionally, radiation is split in the splitter, where each split beam passes through two different orthogonally polarized elements in each optical path and passes through a sample or samples that determine the polarized specific information.

각 편광된 빔은 회절 또는 프리즘과 같은 광학적인 분산요소에 의해 분산된다. 이러한 분산은 FPA 검출기의 서로 다른 열에 동시에 이미징되게 하는 두개의 직교 편광된 빔을 초래한다. 그러므로 편광된 적외선 스펙트럼은 예를 들면 시간분해 이색비의 결정을 허용하는 시간 내의 동일포인트에서 필름 상의 동일한 위치로부터 이용가능하다.Each polarized beam is dispersed by an optical scattering element such as diffraction or prism. This dispersion results in two orthogonally polarized beams that allow simultaneous imaging of different columns of the FPA detector. The polarized infrared spectrum is therefore available from the same location on the film at the same point in time, for example allowing the determination of the time resolved dichroic ratio.

네개의 스펙트럼 이미지(S-편광된 기준, P-편광된 기준, S-편광된 샘플 및 P-편광된 샘플)는 FPA 상으로 동시에 프로젝트된다. 방향값은 시뮬레이션 또는 핸드북으로부터 얻어진 이론적인 이색비로 측정된 이색비를 비교하여 결정된다.Four spectral images (S-polarized reference, P-polarized reference, S-polarized sample and P-polarized sample) are simultaneously projected onto the FPA. The direction value is determined by comparing the measured dichroic ratios with the theoretical dichroic ratios obtained from the simulation or handbook.

부가하여 랑뮈르 필름과 같은 박막에서, 서브 밀리세컨드(SUB-MILLISECOND) 시간 동안에 시간 분해능 측정은 신호평균을 이용한 폴리머의 잇점으로 압력면적 등온선의 기록동안에 얻어진다. 상기 PAIR 장치의 다중 스펙트럼 이미지 특성은, 상기 등온선을 따라 모든 포인트에서의 차수 및 방향의 연속적인 분자 그림을 제공하여 압축동안의 모노레이어의 S-편광 및 P-편광스펙트럼(P-편광된 방사 보다 S-편광된 방사 동안 상당히 높은 반사율)을 수집하는데 이용되는 보다 높은 강도를 갖는다. In addition, in thin films such as lang coeur films, time resolution measurements during SUB-MILLISECOND times are obtained during recording of pressure area isotherms to the advantage of polymers using signal averages. The multispectral imaging characteristic of the PAIR device provides a continuous molecular picture of the order and direction at all points along the isotherm to provide the monolayer's S- and P-polarization spectra (compared to P-polarized emission) during compression. Significantly higher reflectivity during S-polarized radiation).                 

본 발명의 다른 실시예에서 PAIR 분광기를 이용한 경우, 다중 투사각을 이용하여 외부 반사측정이 동시에 만들어진다. 도7에는 배열 다이어그램이 도시되어 있으며, 작은미러 또는 광섬유가 다중 IR 광원에 의해 생산되는 다중 IR 빔을 동시에 수집하는데 이용된다. 상기 분리된 적외선 분리된 빔은 장치의 애퍼처부분의 인입 슬릿의 서로 다른 면적으로 다이렉트된다. 이러한 프로세스는 FPA 상의 서로 다른 위치에 있는 다중 스펙트럼 이미지를 생산하며, 각 이미지는 서로 다른 투사각에 대응한다. 랑뮈르 모노레이어의 정확한 분자방향은 다중 투사각을 이용하여 결정된다. PAIR 장치의 부가적인 강도는 랑뮈르 폴리머 모노레이어 특성의 연구에서 분자방향을 정확히 결정하는 것을 제공한다.In another embodiment of the invention, when using a PAIR spectrometer, external reflection measurements are made simultaneously using multiple projection angles. An arrangement diagram is shown in Fig. 7, in which small mirrors or optical fibers are used to simultaneously collect multiple IR beams produced by multiple IR light sources. The separated infrared isolated beam is directed to different areas of the incoming slit in the aperture portion of the device. This process produces multispectral images at different locations on the FPA, each image corresponding to a different projection angle. The exact molecular orientation of the Langture monolayer is determined using multiple projection angles. The additional strength of the PAIR device provides for the precise determination of molecular orientation in the study of the langur polymer monolayer properties.

본 발명의 다른 실시예에서, 박막필름의 편광된 적외선 스펙트럼을 이용한 박막 필름의 분자방향이 결정된다. 상기 기술은 몇몇 알려져 있으나, 유전기판으로부터의 IR 외부반산측정 동안에 이방성 IR 렌즈의 상수(굴절 및 소멸계수 지수)의 이해가 필요하다. 상기 정보는 얻기가 용이하지 않다.In another embodiment of the present invention, the molecular direction of the thin film using the polarized infrared spectrum of the thin film is determined. Some of these techniques are known, but an understanding of the constants (index of refraction and extinction coefficient) of anisotropic IR lenses during IR external reflection measurements from dielectric substrates is required. This information is not easy to obtain.

역사적으로, IR 엘리프소메트리(ELLIPSOMETRY)를 이용한 이방성 굴절지수를 얻기 위해 시도된다. 상기 기술의 이용은 일반적으로 매우 간단한 분자의 광학적 상수를 결정하는데 제한되며, 면적과 방향은 모델로부터 쉽게 추론될 수 있다. 다른 방법은 외부 반사, ATR(ATTENUATED TOTAL REFLECTION) 또는 렌즈상수를 얻기 위한 IR 분광계 투과를 이용한다.Historically, attempts have been made to obtain an anisotropic refractive index using IR ELIPSOMETRY. The use of this technique is generally limited to determining the optical constants of very simple molecules, and the area and orientation can be easily deduced from the model. Another method uses IR spectrometer transmission to obtain external reflection, ATR (ATTENUATED TOTAL Reflection) or lens constant.

더욱 정확한 IR 분광기의 사용방법은 렌즈상수를 얻기 위한 FRESNEL 방정식을 따른 KRAMERS-KRONIG 관계에 대한 굴절율과 소멸계수의 상호의존을 이용하는 것 이다. 불행이도, 상기와 같은 방법은, 복합 굴절율 지수를 초래하는 신뢰성에 영향을 줄 수 있는 몇몇 전제를 필요로 한다. 이것은 많은 연구원들이 논문 등의 데이터, 벌크 내의 측정으로 얻어지는 등방성 렌즈상수를 이용하는 사실에서 언더스코어(UNDERSCORE)될 수 있고, 방향측정의 신뢰성을 더욱 떨어뜨릴 수 있다. 박막 필름분석에서 이용된 동일한 적외선 분광계적를 사용한 적외선 렌즈상수를 결정하기 위한 신뢰할 만한 기술이 보다 바람직하다는 것이다.A more accurate method of IR spectroscopy is to use the interdependence of the refractive index and extinction coefficient for the KRAMERS-KRONIG relationship according to the FRESNEL equation to obtain the lens constant. Unfortunately, such a method requires some premise that can affect the reliability resulting in the composite index of refraction. This can be underscored from the fact that many researchers use isotropic lens constants obtained from data in papers, measurements in bulk, and further reduce the reliability of directional measurements. A more reliable technique for determining infrared lens constants using the same infrared spectroscopy used in thin film analysis is more desirable.

이와 같은 기술적 측면에서, 본 발명에 의한 PAIR 분광기는 박막의 이방성 렌즈상수를 결정하는 것에 적용된다. 도8에 구조적으로 도시된 것과 같이 하나의 렌즈 사시도로부터 유전체 기판에 흡수된 모노레이어 필름은 층상으로된 3상 시스템과 같이 고려될 수 있다. jth 위상의 렌즈특성은 복합 굴절율 ħj 에 의해 특성화되며 nj 리얼굴절율이고, kj 는 흡수계수이다. 즉 i =

Figure 112004013322773-pct00001
일 때 ħj = nj + ikj 이다.In this technical aspect, the PAIR spectrometer according to the present invention is applied to determine the anisotropic lens constant of the thin film. The monolayer film absorbed into the dielectric substrate from one lens perspective as structurally shown in FIG. 8 can be considered as a layered three phase system. jth Phase lens characteristics are composite refractive indexj Characterized by nj Real refractive index, kj Is the absorption coefficient. I =                     
Figure 112004013322773-pct00001
                     When ħj= nj+ Ikjto be.

상기 필름 두께는 d 로 표현되고 하나의 분자 즉, 모노레이어 만큼 작다. 값 ħ1 ħ3 및 d 가 알려졌을 때, PAIR 분광기는 n2, k 2 즉, 모노레이어 필름의 렌즈상수를 결정하는데 이용될 수 있다. 필름두께는 알려진 가시 엘리프소미터(ELLIPSOMETER)로 용이하게 결정되고, ħ1(공기) 및 ħ3(일반적인 유전체기판)는 값이 알려져 있다.The film thickness is expressed as d and is as small as one molecule, ie monolayer. When the values ħ 1 ħ 3 and d are known, the PAIR spectrometer has n 2 , k 2, ie, the lens constant of the monolayer film. Film thickness is easily determined by known ELIPSOMETER, and ħ 1 (air) and ħ 3 (common dielectric substrate) are known in value.

도9는 유전체 기판에 투사한 적외선 방사의 반사 및 굴절율을 도시한 것으 로, E 는 반사된 방사(주어진 주파수)의 강도이다; E' 는 투과된(굴절된) 방사의 강도이고, 투사각이 동일하고 용이하게 측정되고, θ2 는 굴절각이다. 본 발명에서는 E, E' 및 θ2 를 측정하는 것이 가능하다. 상기 각 θ2 는 이하에 설명되는 것에 의해 측정된다.9 shows the reflection and refractive index of infrared radiation projected onto a dielectric substrate, where E is the intensity of the reflected radiation (given frequency); E 'is the intensity of transmitted (refractive) radiation, the projection angle is the same and easily measured, and θ 2 is the refractive angle. In the present invention, it is possible to measure E, E 'and θ 2 . The angle θ 2 is measured by being described below.

우선. 깨끗한 유전체기판이 동일위치에 수평으로 구비된다(도9참조). 임의의 IR 광원이 일반적인 표면에 적절한 각도로 유전체 기판을 통해 투과되며, 상기 광원이 특정 면적 "A" 의 FPA 를 투과할 것이다. 상기 동일한 유전체 기판은 흡수된 모노레이어필름을 구비하고 동일한 위치에 구비된다. 상기 평면미러는, 광이 FPA 의 동일면적 "A" 를 투과할 때 까지 회전된다. 면적 "A" 로 돌려진 투과된 IR 을 되돌리는데 필요한 미러회전의 양을 정확히 측정하는 것에 의해 굴절각이 결정된다.first. A clean dielectric substrate is provided horizontally at the same position (see Fig. 9). Any IR light source will be transmitted through the dielectric substrate at an angle appropriate to the general surface, and the light source will penetrate the FPA of the specific area "A". The same dielectric substrate has an absorbed monolayer film and is provided at the same location. The plane mirror is rotated until light passes through the same area "A" of the FPA. The angle of refraction is determined by accurately measuring the amount of mirror rotation required to return the transmitted IR returned to the area "A".

E,E',θ12 13 및 d의 값은 몇몇 투사각으로 잘 알려져 있고, 모노레이어 필름(n2 k2)의 렌즈상수는 FRESNEL 방정식 및 알려진 반복공정을 이용하여 결정된다. 다중 투사각 θ1 의 이용은 그러한 결정의 정확성을 개선한다.The values of E, E ', θ 1 , θ 2 , ħ 1 , ħ 3 and d are well known for several projection angles, and monolayer films (n 2 and The lens constant of k 2 ) is determined using the FRESNEL equation and known iterative processes. The use of multiple projection angles θ 1 improves the accuracy of such a decision.

산업계에서 이용되는 분광기 및 세그먼트는 광로 내의 물 증발을 위한 보상문제를 직면하게 된다. 샘플 스펙트럼의 측정에 영향을 주는 물 증기증발의 문제를 최소화하는 여러가지 방법이 있다. 예를 들어, 도10에 도시된 바와 같이 FTIR을 이용한 종래의 PM-IRRAS(POLARIZATION MODULATION INFRARED REFLECTANCE- ABSORBANCE SPECTROSCOPY)가 이용되고 있다. 종래, PM-IRRAS 에서, 초기에 편광된 투사 FTIR 광빔(예:와이어 그리드 편광기)은 광탄성 변조기에 의해 두개의 직교 편광 방향 사이에 빠른 변조를 언더고(UNDERGO)한다. 상기 검출된 신호는 두개 채널의 전자시스템을 통해 통과하고, 수학적으로 서로 다른 반사스펙트럼을 주는 프로세스이다. 빠른 편광 변조로 인해, PM-IRRAS 서로 다른 반사스펙트럼신호는 등방성, 장치드리프트 및 신호세기에서 변이인 강한 물증발 흡수와 같이 모든 편광독립신호로부터 효과적으로 빼앗는다. 그러나, 이러한 접근은 가동부 및 수학적인 푸리에 급수 접근 방식에 의존한다.Spectrometers and segments used in industry face a problem of compensation for water evaporation in optical paths. There are several ways to minimize the problem of water vaporization that affects the measurement of the sample spectrum. For example, as shown in FIG. 10, a conventional PMLARIR (POLARIZATION MODULATION INFRARED REFLECTANCE- ABSORBANCE SPECTROSCOPY) using FTIR is used. Conventionally, in PM-IRRAS, initially polarized projection FTIR light beams (e.g., wire grid polarizers) UNDERGO under fast elastic modulation between two orthogonal polarization directions by photoelastic modulators. The detected signal is a process that passes through two channels of electronic systems and gives mathematically different reflection spectra. Due to the fast polarization modulation, PM-IRRAS different reflection spectrum signals are effectively deprived of all polarization independent signals, such as strong water vapor absorption which is variable in isotropy, device drift and signal strength. However, this approach relies on moving parts and mathematical Fourier series approaches.

본 발명의 다른 실시예의 적어도 일부에서, 도11에 IR 소스를 포함하는 기판상에 박막 필름의 방향을 측정하기 위한 PA-IRRAS 에서의 비간섭 PAIR 배열; 두개의 고정된 직교 편광기(335,336); 프로세서 및 디스플레이를 포함하는 PAIR 검출기를 도시한 바와 같이 물증발을 계산하는 문제가 있다.In at least some of other embodiments of the present invention, a non-interfering PAIR arrangement in PA-IRRAS for measuring the orientation of a thin film on a substrate comprising an IR source in FIG. 11; Two fixed quadrature polarizers 335 and 336; There is a problem of calculating water vaporization as shown in a PAIR detector comprising a processor and a display.

직교된 평광된 빔은 박막으로부터 반사되고 PAIR 검출기에 의해 검출된다. 상기 프로세서는 PAIR 검출기에 의해 수신되는 직교의 편광신호를 분석하는 것에 기초하여 서로 다른 반사스펙트럼을 계산한다. 상기 서로 다른 스펙트럼은 등방성 물 증발 흡수, 장치드리프트 및 신호변이를 포함하는 편광 독립신호로부터 자유롭다. 왜냐하면 그러한 효과는 서로 다른 기술에 의해 효과적으로 상쇄된다. 상기 서로 다른 반사스펙트럼은 박막 필름의 분자방향을 결정하는데 부가적으로 이용된다. 상기 편광분자는 광탄성분자가 되며, 예를 들면 FPA 는 InSb FPA, MCT FPA 또는 마이크로볼로미터 FPA 가 될 수 있다.
The orthogonal flattened beam is reflected from the thin film and detected by the PAIR detector. The processor calculates different reflection spectra based on analyzing orthogonal polarization signals received by the PAIR detector. The different spectra are free from polarization independent signals including isotropic water evaporation absorption, device drift and signal variation. Because such effects are effectively canceled by different techniques. The different reflection spectra are additionally used to determine the molecular orientation of the thin film. The polarizing molecule becomes a photo-carbon component, for example, FPA may be InSb FPA, MCT FPA or microbolometer FPA.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 장치 및 방법은 박막특성을 측정하는 단계 및 렌즈상수를 포함하는 단계가 포함되어 다양한 산업분야 및 환경 프로세스 등에 광범위하게 적용된다.As described above, the apparatus and method according to the present invention include the steps of measuring the thin film properties and including the lens constant, and is widely applied to various industrial fields and environmental processes.

몇몇 부가적인 장치는 반도체, 메탈 및 유전체를 포함하지만 결코 한정하지 않고, 두께측정방법, 화학적구조 및 고체표면상의 코팅(고체, 액체, 화학적인 한계, 물리적인 흡수)방향을 측정하는 방법을 포함한다.Some additional devices include, but are not limited to, semiconductors, metals, and dielectrics, including thickness measurement methods, chemical structures, and methods of measuring coating (solid, liquid, chemical limits, physical absorption) directions on solid surfaces. .

예를 들어, 제조장치 내에 이용된 근대 재료 프로세싱에서, 분자레벨 상의 프로세스된 재료 내의 미묘한 차이는 성공을 결정하거나 특정공정의 실패를 결정할 수 있는 것이다. 크리스탈라인 차수, 체인방향 및 하이드로겐 결합강도와 같은 분자의 파라미터는 최종 장치의 기능에 중요한 효과를 준다. 예를 들어, 노트북에 사용되는 액정디스플레이장치는 액정분자의 "오프" 방향을 정의한 글래스 템플레이트 상에 이용된 폴리머 코팅의 체인방향에 의존한다.For example, in modern material processing used in manufacturing equipment, subtle differences in the processed material on the molecular level can determine success or failure of a particular process. Molecular parameters such as crystalline order, chain direction and hydrogen bond strength have important effects on the function of the final device. For example, liquid crystal display devices used in notebooks depend on the chain direction of the polymer coating used on the glass template, which defines the "off" direction of the liquid crystal molecules.

그러나 각 폴리머 체인의 방향은, 벨루어 헝겊 조각이 체인방향을 유도하기 위해 주어진 방향 내에서 폴리머-코팅 글래스를 비비도록 사용되는 동안의 "부핑(BUFFING)" 프로세스에 의해 생산된다. 평면 패널 디스플레이 제조라인의 생산량이 성공적인 부핑 프로세스 상에 의지하는 것이 잘 알려졌을 지라도, 최종 조립이 완성되기 전에, 부핑에 의해 유도된 체인방향을 액세스 할 수 있는 여러 제조 스테이지 동안에 이용되는 모니터링 공정이 없다. 그러므로, 나쁜 LC 얼라이닝 성 질을 갖는 글래스 템플리트는 제조프로세스가 완서오딜 때 까지 조립라인으로부터 제거되지 않는다. 실패한 조립 디스플레이의 낭비된 비용은 충분하지 않은 얼라이먼트 성질을 갖는 폴리머-코팅 및 버프-글래스-플레이트를 제거하는 것보다 훨씬 많다. 실제 보다 충분한 양적인 제어 프로세스에서 주요 어려운점은, 제조플랜트에 기초하는 진보적인 작동상태를 살릴 수 있는 검출방법을 신뢰할 수 없다는 것이다.However, the direction of each polymer chain is produced by a "BUFFING" process while the velour patch is used to rub the polymer-coated glass within a given direction to induce the chain direction. Although it is well known that the yield of a flat panel display manufacturing line relies on a successful boosting process, there is no monitoring process used during the various manufacturing stages that can access the chain direction induced by the boosting before the final assembly is completed. . Therefore, glass templates with poor LC aligning properties are not removed from the assembly line until the manufacturing process is complete. The wasted cost of a failed assembly display is much higher than removing polymer-coated and buff-glass-plates with insufficient alignment properties. In fact, the main difficulty in a more quantitative control process is the inability to reliably detect detection methods that can make use of advanced operating conditions based on manufacturing plants.

스캐닝 프루브 마이크로카피 및 X-RAY 회절과 같은 프로세스 방법은 긴 데이터 수집시간 과 생산라인으로부터의 샘플제거를 필요로 하므로 사실상 파괴적일 수 있다. 결과적으로, 성공적인 온라인 프로세스 모니터링방법을 위해 필요한 리얼타임 통계는 종래 기술로 얻을 수 없다. 본 발명에 의한 장치 및 방법은 리얼타임에서 비파괴적인 모니터 프로세스를 할 수 있다. 예를 들면,큰 면적 샘플의 체인 방향에 대한 정보는 부핑프로세스가 완성된 후에 얻어질 수 있다.Process methods such as scanning probe microcopy and X-RAY diffraction can be destructive in practice because they require long data collection times and sample removal from the production line. As a result, the real-time statistics needed for successful online process monitoring methods are not available in the prior art. The apparatus and method according to the present invention allows a non-destructive monitoring process in real time. For example, information about the chain direction of a large area sample can be obtained after the buping process is completed.

부가하여 다중-빔 접근이기 때문에, 동일한 샘플의 서로다른 샘플 면적 또는 서로 다른 샘플들이 동시에 모니터되고, 반면에 배경스펙트럼을 위한 보상과 요소의 세대는 리얼타임에서 효과적이다.In addition, because of the multi-beam approach, different sample areas or different samples of the same sample are monitored simultaneously, while compensation for the background spectrum and generation of elements are effective in real time.

본 발명의 발명자는 서로 다른 유기체, 무기체 및 폴리머 표면을 이용한 액정 얼라이먼트의 연구를 포함하였고, 차수, 방향, 형태 및 최종 LC 방향에서의 중용한 역할울 수행하는 템플리트 표면의 상세도를 도시하였다.The inventors of the present invention have included the study of liquid crystal alignment using different organic, inorganic and polymer surfaces and have shown detailed views of template surfaces that play an important role in order, direction, shape and final LC direction.

수질환경, 예를 들면 호수, 강 또는 바다에서 IR 분광기의 사용의 환경적인 적용은 특정 기능적인 그룹의 존재와 부존재를 결정하는 반사된 IR 에너지를 이용 하는 표면에의 오일 또는 다른 함유물의 검출 및 측정이 될 수 있다.Environmental applications of the use of IR spectroscopy in water environments, such as lakes, rivers or seas, allow the detection and measurement of oil or other inclusions on surfaces using reflected IR energy to determine the presence and absence of specific functional groups. This can be

또한, IR 분광계는 매우 이동성이 있기 때문에, 수질오염 모니터로서 이용되고 상술한 분야에서 동작될 수 있다. 본 발명의 스펙트럼 보상범위는 가장 향기 오염이 있는 지문 영역에서 스펙트럼 특징을 검출할 수 있을 것이다. 물에 할당될 수 있는 IR 밴드(1600-1750㎝-1)는 상기 스펙트럼 범위 내에서 오염신호를 방해할 수 없고, 낭비된 물의 벌크분석은 장치로 가능하다.In addition, since the IR spectrometer is very mobile, it can be used as a water pollution monitor and operated in the above-mentioned field. The spectrum coverage of the present invention will be able to detect spectral features in the fingerprint region with the most fragrance contamination. IR bands (1600-1750 cm -1 ) that can be assigned to water cannot interfere with contamination signals within the spectral range, and bulk analysis of wasted water is possible with the device.

또한 본 발명에서는 박막 필름에 분광계를 사용하는 것을 포함한 것을 기술하였다. 폴리머의 많은 광학적인, 기계적인 그리고 세대특성은 차수 방향 및 형태상의 직접적인 기능이 있고 프로세싱 동안에 일어난다. 한편 폴리머가 박막 필름으로 형성되었을 때, 방향구조 및 시간에서의 차수가 존재한다는 것을 알 수 있다. 리얼타임 IR 분광기의 사용으로 인해 폴리머 체인 구조의 성질을 구조적으로 특성화하는 능력은 마이크로 기계적인 방향에 크리스탈라이재이션과 오리엔테이션의 설정량을 제어하도록 제공하여 프로세싱 프로토콜의 최적화를 허용한다.In addition, the present invention has described the use of a spectrometer for the thin film. Many optical, mechanical and generational properties of polymers have a direct function in order and shape and occur during processing. On the other hand, when the polymer is formed into a thin film, it can be seen that there are orders in the aromatic structure and time. The ability to structurally characterize the properties of polymer chain structures due to the use of real-time IR spectroscopy allows the optimization of processing protocols by providing control of the crystallization and orientation settings in the micromechanical direction.

여러 경우에 있어서, 트랜스(TRANS) 또는 가우치(GAUCHE) 결합을 제공할 수 있는 특정 IR 밴드에 의해 간단히 표시되거나 크리스탈라인 또는 아몰퍼스 재료에의해 간단히 표시된다. 이하의 박막필름 프로세싱(가열, 스트레칭,냉각)과 같은 IR 밴드의 주파수 및 강도는 발생때와 같이 분자의 방향과 크리스탈형태를 추구하도록 한다.In many cases, it is simply indicated by a specific IR band that can provide a TRANS or GAUCHE bond or simply by a crystalline or amorphous material. The frequency and intensity of the IR bands, such as the following thin film processing (heating, stretching, cooling), are intended to pursue the orientation and crystal shape of the molecules as they occur.

본 발명의 다른 실시예는 일련의 폴리박막필름을 측정한 것이다. PET(POLY ETHYLENE TEREPHTHALATE) 프리-앤 포스트-프로세싱(PRE-AND POST-PROCESSING)에 대한 여러 연구는 문헌에 많이 나와 있고, 프로세싱 동안의 PET 에 대한 연구는 보고되지 않고 있다. 또한, 약간의 작업이 PEN(POLY EHTYLENEAPHTHALATE)와 관계하여 구조적인 측면이 나와 있다. PEN에 대한 기보적인 상업적인 시장이 특별한 필름이므로 PET 에 관계된 개선된 열 및 유전체적 성질때문에 특성에 대한 다양한 파라미터 효과의 이해는 기본적으로 중요하고 적절하다.Another embodiment of the present invention is to measure a series of poly thin film. There are many studies in the literature on POLY ETHYLENE TEREPHTHALATE (PET) PRE-AND POST-PROCESSING, and no studies on PET during processing have been reported. In addition, some work has been done on the structural side of PEN (POLY EHTYLENEAPHTHALATE). Since the pioneering commercial market for PEN is a specialty film, understanding of the various parameter effects on properties is fundamentally important and relevant because of the improved thermal and dielectric properties associated with PET.

스트레칭 후의 PET 에 대한 종래의 연구에서, OCH2CH2O 그룹의 트랜스 및 가우치 확인에 할당된 이전의 973 및 1041 ㎝-1 에서의 밴드는 스트레스 적용 후에 강도(주파수 내에서 973㎝-1 이동)에서 변화되고 있는 것을 보여주고 있다. 이것은 스트레스가 가우치결합을 트랜스로 변환하는 것을 제안한 것이지만, 이러한 사실은 종합 샘플 크리스탈리너티(CRYSTALLINITY)가 증가하지 않는 것을 나타내는 것이다. 또한 이러한 사실은 스트레스의 기능에 따르고 증가된 973㎝-1 로서 증가하는 것에 기초한 크리스탈라인 지역에서 트랜스 컨퍼머(TCONFORMER)의 848㎝-1 CH2 록킹(ROCKING) 진동특성의 사용이 요구되는 것이다.In a conventional study of PET after stretching, the bands at 973 and 1041 cm -1 previously assigned for trans and gouch identification of the OCH 2 CH 2 O group were shifted in intensity (993 cm -1 shift in frequency after stress application). ) Is changing. This suggests that stress converts the Gouch bond into a trans, but this indicates that the total sample crystallinity does not increase. This fact also requires the use of the 848 cm -1 CH 2 ROCKING vibration characteristics of the TCONFORMER in the crystalline region based on the function of stress and increasing to 973 cm -1 increased.

유사한 활성은 PET 크리스탈 영역 내에서 트랜스 결합의 특성이 되는 것이 관찰되는 1386㎝-1 CH2 웨이징(WAGING MODE)에서 관찰된다. -OCH2CH 2O- 그룹는 폴리에스터 체인, 강도모니터링 및 방향의 발전에 효과를 주는 프로세싱 파라미터를 이 해 할 수 있도록 973,1041,848 과 1386㎝-1 결합의 주파수변화에서의 향기그룹 사이에 공통으로 링크결합되며, PET 와 PEN 필름사이에 모든 트랜스 컨텐트 및 크리스탈리너티가 있다. 또한, PET 와 PEN 내의 크리스탈라이제이션 과 방향으로의 변화는, 방향이 독자적으로 3200㎝-1 에 C=O 오버톤(OVERTONE) 진동을 이용하여 따르게 되는 반면 2870과 2850㎝-1 에서 CH 스트레칭 모드에 의해 변화될 수 있다.Similar activity is observed in the 1386 cm -1 CH 2 wagging mode, which is observed to characterize trans bonds in the PET crystal region. -OCH 2 CH 2 O- group is used between the fragrance groups at the frequency change of 973,1041,848 and 1386cm -1 bonds to understand the processing parameters that affect the development of polyester chain, strength monitoring and direction. Commonly linked, there is all the trans content and crystallinity between PET and PEN film. In addition, the PET and crystal Localization and changes, while the direction followed by the own use of the C = O overtones (OVERTONE) vibration in 3200㎝ -1 2870 and CH stretching mode in 2850㎝ -1 in the direction in the PEN Can be changed.

부가하여, 본 발명에 의한 장치의 산업상 적용은 두께, 투과 또는 반사, 화학적구조 및 물, 오일 솔벤트를 포함하지만 굳이 한정하지 않는 액체의 표면에 코팅/ 필름(고체, 액체, 화학적한계, 물리적흡수)을 측정하거나 검출하는 방법을 포함한다.In addition, industrial applications of the device according to the present invention include coatings / films (solids, liquids, chemical limits, physical absorption) on surfaces of liquids, including but not limited to thickness, transmission or reflection, chemical structure and water, oil solvents. ) A method of measuring or detecting).

본 발명의 다양한 실시에에서 IR 스펙트럼 정보를 결정하는 방향성이 제시되었지만, 본 발명에 의한 장치 및 방법은 몇몇 실시예에 한정하지 않는다. 예를 들면, 본 발명은 상술한 산업과 환경프로세스에 적용되었고, 폴리머 필름의 두께 또는 반도체 프로세싱, 예를 들면 다중 샘플을 동시에 측정하고 배경 방사를 위해 보상하는 동안의 하나 또는 그 이상의 물리적 성질을 제어하는 배치(BATCH) 생산라인 내의 제어시스템에 적용될 수 있을 것이다.Although in various embodiments of the present invention the direction of determining IR spectral information has been presented, the apparatus and method of the present invention is not limited to some embodiments. For example, the present invention has been applied to the industrial and environmental processes described above and controls one or more physical properties during polymer film thickness or semiconductor processing, e.g., measuring multiple samples simultaneously and compensating for background radiation. It can be applied to a control system in a batch production line.

본 발명은 다양한 방법으로 변경될 수 있다. 예를 들면, 특정 광학요소가 샘플 볼륨 또는 IR 광원과 특정 위치에 변화될 수 있다. 상기와 같은 변화는 본 발명의 정신과 기술적 사상으로부터 발생된 것이라 간주할 수 없지만 상기와 같은 변경 실시예는 이하의 청구범위 내에 포함되는 하나의 기술이 명백하다. 본 발명 의 기술적 사상과 기술적 범위는 첨부된 청구범위 및 그와 동등한 실시예에서만 한정될 것이다. 또한 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시 가능한 예 중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.The present invention can be modified in various ways. For example, certain optical elements may vary at a particular location with the sample volume or IR light source. Such changes are not to be regarded as having arisen from the spirit and technical spirit of the present invention, but the above-described modified embodiments are obviously one of the techniques included in the following claims. The spirit and technical scope of the present invention will be limited only in the appended claims and equivalent embodiments thereof. In addition, the embodiments disclosed herein are only presented by selecting the most preferred embodiment in order to help those skilled in the art from the various possible examples, the technical spirit of the present invention is not necessarily limited or limited only by this embodiment, Various changes, additions, and changes are possible within the scope without departing from the spirit of the present invention, as well as other equivalent embodiments.

Claims (88)

다수의 각 샘플에 있어서 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치에 있어서,In the apparatus for multi-IR spectrum information in space for a plurality of each sample, 적어도 하나의 광원과;At least one light source; 광로 내의 다수의 샘플을 위치시키는 적어도 하나의 샘플홀더와;At least one sample holder for positioning a plurality of samples in the optical path; 광로내의 광학적인 분산요소; 를 포함하되,Optical dispersion elements in the optical path; Including but not limited to: 적어도 하나의 IR 광원으로부터의 방사가 샘플 방사와 대응하도록 형성된 광로를 따라 각 다수의 샘플과 교차하고Radiation from at least one IR light source intersects each of the plurality of samples along an optical path formed to correspond to the sample radiation 상기 다수의 샘플방사는 다수의 분산된 샘플광빔과 대응하도록 형성된 광학적인 분산요소와 교차하고, 상기 다수의 가 분산된 샘플광빔은 다수의 샘플 중 하나에 대응하고, IR FPA 검출기는 다수의 열과 행에 배열된 다수의 픽셀을 갖으며 광로에 배열되며,The plurality of sample radiation intersects with an optical scattering element formed to correspond to the plurality of distributed sample light beams, the plurality of distributed sample light beams correspond to one of the plurality of samples, and the IR FPA detector comprises a plurality of columns and rows. Arranged in an optical path with a number of pixels arranged in 상기 IR FPA 검출기는 대응하는 다수의 분산된 샘플광빔을 검출하고 다수의 샘플들에 대한 IR 스펙트럼 정보를 표현하는 적어도 하나의 출력을 제공하는 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.Wherein said IR FPA detector detects a corresponding plurality of distributed sample light beams and provides at least one output representing said IR spectral information for the plurality of samples. 제1항에 있어서, 상기 광학적인 분산요소는 회절격자인 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.The apparatus of claim 1, wherein the optical scattering element is a diffraction grating. 제1항에 있어서, 상기 광학적인 분산요소는 프리즘인 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.2. The apparatus of claim 1 wherein the optical dispersing element is a prism. 제3항에 있어서, 상기 광학적인 분산요소는 IR파장에 부분적으로 투명한 펠린-브로커(Pellin-Broca) 프리즘인 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.4. The apparatus of claim 3, wherein the optical dispersing element is a Pellin-Broca prism that is partially transparent to IR wavelengths. 제1항에 있어서, 상기 광학적인 분산요소는 조절가능하고 IR FPA 검출기에 다수의 분산된 샘플광빔이 프로젝트되는 범위를 포함하는 파장의 범위는 IR 광원으로부터의 방사와 광학 분산요소의 표면 사이의 투사각을 조정하여 결정되는 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.The optical dispersion element of claim 1, wherein the optical dispersion element is adjustable and includes a range in which a plurality of distributed sample light beams are projected on the IR FPA detector, wherein the range of wavelengths is a projection angle between the radiation from the IR light source and the surface of the optical dispersion element. Device for multi-IR spectrum information in the space, characterized in that determined by adjusting the. 제1항에 있어서, IR 광원으로부터의 방사는 배경기준 방사를 제공하는 광로를 따라 배열된 배경기준환경과 교차하고, 상기 배경기준방사는 분산된 배경기준광원을 형성하는 광학분산요소와 교차하며, IR FPA 검출기는 분산된 배경기준광원을 검출하는 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.The radiation of claim 1, wherein the radiation from the IR light source intersects with a background reference environment arranged along an optical path providing background reference radiation, the background reference radiation intersecting with an optical scattering element forming a distributed background reference light source, An IR FPA detector detects distributed background reference light sources. 제6항에 있어서,적어도 하나의 출력 및 분산된 배경기준광원을 표현하는 신호를 수신하는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 리얼타임상에서 효과적으로 배경기준환경을 위한 보상으로 인해 다수의 샘플을 위한 보상된 IR 스펙트럼정보를 결정하는 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.The processor of claim 6, comprising a processor for receiving a signal representing at least one output and a distributed background reference light source, wherein the processor is compensated for a plurality of samples due to compensation for the background reference environment effectively in real time. Apparatus for multi-IR spectrum information in the space, characterized in that for determining the IR spectrum information. 제1항에 있어서, 광로에서 제1 편광기를 포함하되 다수의 샘플방사에 대응하는 적어도 하나는 제1 편광된 샘플방사를 형성한 제1 편광기를 통과하는 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.The method of claim 1, wherein at least one including a first polarizer in the optical path corresponding to the plurality of sample radiation passes through a first polarizer formed a first polarized sample radiation. Device for. 제8항에 있어서, 광로에서 제2 편광기를 포함하되 다수의 샘플방사에 대응하는 적어도 하나는 제1 편광된 샘플방사에 직교하는 제2 편광된 샘플방사를 형성하는 제2 편광기를 통과하고 제1 및 제2 편광된 샘플방사는 제1 및 제2 분산된 편광광빔을 형성하는 광학 분산요소와 직교하고 상기 IR FPA 검출기는 제1 및 제2 분산 된 편광된 광빔을 검출하는 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.10. The method of claim 8, wherein the optical path comprises a second polarizer, at least one corresponding to the plurality of sample radiations, passing through a second polarizer forming a second polarized sample radiation orthogonal to the first polarized sample radiation; And the second polarized sample radiation is orthogonal to the optical dispersing element forming the first and second dispersed polarized light beams and the IR FPA detector detects the first and second dispersed polarized light beams. Device for multiple IR spectrum information. 제9항에 있어서, 제1 편광된 샘플방사는 제2의 편광된 샘플방사의 편광에 수직편광를 갖는 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.10. The apparatus of claim 9, wherein the first polarized sample radiation has perpendicular polarization to the polarization of the second polarized sample radiation. 제9항에 있어서, 제1 및 제2 분산된 편광된 광빔은 폴리머필름의 분자방향을 결정하는데 이용하는 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.10. The apparatus of claim 9, wherein the first and second scattered polarized light beams are used to determine the molecular orientation of the polymer film. 제1항에 있어서, IR FPA 검출기는 공간상에 분리되는 IR FPA 검출기의 공간상 분리된 영역에 대응하는 다수의 분산된 샘플광빔을 검출하는 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.The apparatus of claim 1, wherein the IR FPA detector detects a plurality of distributed sample light beams corresponding to spatially separated regions of the IR FPA detector separated in space. 제1항에 있어서, IR FPA 검출기는 대응하는 다수의 분산된 샘플광빔을 검출하는 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.2. The apparatus of claim 1 wherein the IR FPA detector detects a corresponding plurality of distributed sample light beams. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 출력은 동일한 시간 내에서 각 다수의 샘플을 위한 IR 스펙트럼 정보를 결정하는 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.2. The apparatus of claim 1 wherein at least one output determines IR spectral information for each of a plurality of samples within the same time. 제1항에 있어서, 상기 IR FPA 검출기는 InSb 를 포함하는 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.2. The apparatus of claim 1, wherein the IR FPA detector comprises InSb. 제1항에 있어서, 상기 IR FPA 검출기는 MCT 를 포함하는 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.The apparatus of claim 1, wherein the IR FPA detector comprises an MCT. 제1항에 있어서, 상기 IR FPA 검출기는 마이크로볼로미터(MICROBOLOMETER)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.The apparatus of claim 1, wherein the IR FPA detector comprises a microbolometer (MICROBOLOMETER). 제1항에 있어서, 상기 IR FPA 검출기로부터의 적어도 하나의 출력은 분산된 광빔 내에 포함된 다수의 파장에서 다수의 합쳐진 픽셀 출력을 포함하고, 다수 파장의 하나에서 다수의 합쳐진 픽셀출력은 다수 파장 중의 하나의 밀도를 나타내는 신호의 신호 대 잡음비를 개선하는 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.The method of claim 1, wherein the at least one output from the IR FPA detector comprises a plurality of combined pixel outputs at a plurality of wavelengths included in a distributed light beam, wherein the plurality of combined pixel outputs at one of the plurality of wavelengths is one of a plurality of wavelengths. A device for spatial multi-IR spectrum information, characterized by improving the signal-to-noise ratio of a signal representing one density. 제1항에 있어서, 다수의 분산된 샘플광빔에 대응하는 적어도 하나에 포함되는 다수의 파장 중에 적어도 하나에 대응하는 다수의 IR FPA 검출기 픽셀의 출력은 다수의 파장 중의 적어도 하나를 증폭하는 것을 나타내는 신호의 신호대 잡음비를 개선하기 위해 함께 합쳐지는 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.The signal of claim 1, wherein the output of the plurality of IR FPA detector pixels corresponding to at least one of the plurality of wavelengths included in the at least one corresponding to the plurality of distributed sample light beams amplifies at least one of the plurality of wavelengths. Apparatus for spatial multiple IR spectrum information, characterized in that they are joined together to improve the signal-to-noise ratio of. 제1항에 있어서, IR FPA 검출기는 다중 픽셀의 서로 다른 부분을 포함하는 다중세그먼트로 분할되는 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.2. The apparatus of claim 1 wherein the IR FPA detector is divided into multiple segments comprising different portions of multiple pixels. 제20항에 있어서, 상기 대응하는 다수의 분산된 샘플광빔은, IR FPA 검출기 상의 행방향이 다수의 분산된 샘플광빔에 대응하는 분산방향과 효과적으로 얼라인 되도록 IR FPA 검출기 상에 프로젝트되는 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.21. The method of claim 20, wherein the corresponding plurality of distributed sample light beams is projected on an IR FPA detector such that the row direction on the IR FPA detector is effectively aligned with the dispersion direction corresponding to the plurality of distributed sample light beams. Device for multiple IR spectrum information in space. 제20항에 있어서, 상기 다중 세스먼트 중에 적어도 하나 내에서, 각 다수의 행에서 하나의 픽셀로부터의 출력은 광의 결합된 파장밀도를 나타내는 신호의 신호 대 잡음비를 개선하기 위한 FPA의 하나의 열을 따라 서로 더해지는 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.21. The system of claim 20, wherein within at least one of the multiple segments, the output from one pixel in each of a plurality of rows comprises a column of FPAs for improving the signal to noise ratio of the signal indicative of the combined wavelength density of light. Apparatus for multi-IR spectrum information in the space, characterized in that added to each other according to. 제20항에 있어서, 다수의 샘를 중의 하나의 서로 다른 공간부와 결합된 분산된 광빔은 두개 또는 다중 세그먼트에 프로젝트되는 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.21. The apparatus of claim 20, wherein the distributed light beam combined with the different spatial portions of one of the plurality of springs is projected in two or multiple segments. 제20항에 있어서, 서로 다른 파장은 다중 세그먼트의 적어도 두개 내에 나타내지는 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.21. The apparatus of claim 20, wherein different wavelengths are represented within at least two of the multiple segments. 제1항에 있어서, 다수의 샘플 들 중의 하나의 서로 다른 공간부와 결합한 분산된 샘플 광빔은 적어도 두개의 다중 세그먼트의 중의 서로 다른 것들에 프로젝트되는 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.2. The apparatus of claim 1, wherein the distributed sample light beam combined with the different spatial portions of one of the plurality of samples is projected to different ones of at least two multiple segments. . 제1항에 있어서, IR FPA 검출기는 적어도 중간 IR 대역 내에 파장을 갖는 광을 검출하는 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.2. The apparatus of claim 1 wherein the IR FPA detector detects light having a wavelength in at least an intermediate IR band. 제1항에 있어서, 다수의 샘플들 중의 적어도 하나는 애널리티(ANALYTE)를 갖는 배경타겟(TARGET)을 포함하고, 상기 애널리티는 배경타겟 내에 IR 흡수변화를 생산하는 샘플의 특정 종류와 반응하는 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.The method of claim 1, wherein at least one of the plurality of samples comprises a TARGET having an ANALYTE, the analytics reacting with a particular type of sample producing an IR absorption change in the background target. Apparatus for multi-IR spectrum information in the space, characterized in that. 제27항에 있어서, 상기 애널리티는 하나 또는 그 이상의 생물학적 위험 재료에 반응하는 바이오-특정 시약인 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.28. The apparatus of claim 27, wherein the analytics is a bio-specific reagent that responds to one or more biohazardous materials. 제28항에 있어서, 가청 또는 가시적인 알람을 포함하거나 바이오-특정 시약이 하나 또는 그 이상의 생물학적 위험 재료에 반응할 때 가청 또는 가시적인 알람이 활성화되는 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.29. The method of claim 28, wherein the audible or visible alarm is activated when the audible or visible alarm is activated or when the bio-specific reagent reacts to one or more biohazardous materials. Device. 제1항에 있어서, 상기 광로는 적어도 하나의 광섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.2. The apparatus of claim 1, wherein the optical path comprises at least one optical fiber. 제30항에 있어서,상기 광로는 다수의 광섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.The apparatus of claim 30, wherein the optical path includes a plurality of optical fibers. 제30항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광섬유는 다중모드 광섬유인 것을 특 징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.31. The apparatus of claim 30, wherein the at least one optical fiber is a multimode optical fiber. 제30항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광섬유는 중간 IR 대역 내에 광을 전달하는 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.31. The apparatus of claim 30, wherein the at least one optical fiber transmits light within an intermediate IR band. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 샘플 홀더는 다수의 샘플링 액세서리를 포함하고, 상기 다수의 샘플링 액세서리는 광로 내의 서로 다른 샘플볼륨을 구비하며, 장치는 서로 다른 샘플볼륨을 위한 IR 스펙트럼정보를 동시에 결정하는 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.The method of claim 1, wherein the at least one sample holder comprises a plurality of sampling accessories, the plurality of sampling accessories having different sample volumes in the optical path, and the apparatus simultaneously determining IR spectral information for different sample volumes. Apparatus for multi-IR spectrum information in the space, characterized in that. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 샘플 홀더는 광로 내의 IR 흡수현상의 검출을 위해 적합한 각 다수의 샘플를 위한 광로를 제공하는 형상인 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.2. The apparatus of claim 1, wherein the at least one sample holder is shaped to provide an optical path for each of a plurality of samples suitable for detection of IR absorption in the optical path. 제1항에 있어서, 서로 다른 샘플에 대응하는 다수의 분산된 광빔을 형성하기 위한 다수의 광학적인 분산요소를 부가하여 포함하되, 상기 다수의 각 분산된 광빔은 IR FPA 검출기 상의 서로 다른 공간에 프로젝트되는 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.The method of claim 1, further comprising a plurality of optical scattering elements for forming a plurality of scattered light beams corresponding to different samples, wherein each of the plurality of scattered light beams is projected in different spaces on an IR FPA detector. Apparatus for multi-IR spectrum information in the space, characterized in that the. 제1항에 있어서, 하나 또는 그 이상의 다수 샘플을 위한 IR 분광기를 표시하 는 표시장치 및 IR FPA 검출기 및 표시장치를 조절하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.2. The apparatus of claim 1 comprising a display for displaying an IR spectrometer for one or more multiple samples and a means for adjusting the IR FPA detector and display. 제37항에 있어서, IR FPA 검출기 및 표시장치를 조절하는 수단은 개인용 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.38. The apparatus of claim 37 wherein the means for adjusting the IR FPA detector and display device comprises a personal computer. 제1항에 있어서, IR FPA 검출기는 IR 카메라를 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.10. The apparatus of claim 1, wherein the IR FPA detector further comprises an IR camera. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 IR 광원으로부터의 방사는 광로를 따라 각 다수의 샘플을를 통해 전달되는 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.The apparatus of claim 1, wherein radiation from at least one IR light source is transmitted through each of a plurality of samples along an optical path. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 IR 광원으로부터의 방사는 광로를 따라 각 다수의 샘플을를 통해 반사되는 것을 특징으로 하는 공간상의 다중 IR 스펙트럼정보를 위한 장치.2. The apparatus of claim 1, wherein radiation from at least one IR light source is reflected through each of a plurality of samples along an optical path. 다수의 샘플 볼륨 내에 화학분석을 동시에 수행하는 동작동안 IR 흡수현상 및 부동부분을 이용한 리얼타임의 비간섭계장치에 있어서,In a real-time non-interferometer device using IR absorption and floating portions during the operation of simultaneously performing chemical analysis in multiple sample volumes, 광대역광원;Broadband light source; 광의 적어도 일부가 다수의 샘플볼륨과 교차하는 상기 광대역광원으로부터 방사되도록 다수의 샘플볼륨을 구비하기 위한 적어도 하나의 샘플링 액세서리;At least one sampling accessory for having a plurality of sample volumes such that at least some of the light is radiated from the broadband light source intersecting the plurality of sample volumes; 다수의 대응하는 분산된 샘플빔을 얻기 위한 다수의 샘플볼륨과 교차하는 적어도 일부의 광을 광학적으로 분산하기 위한 조절수단;Adjusting means for optically dispersing at least some of the light intersecting the plurality of sample volumes to obtain a plurality of corresponding distributed sample beams; 열과 행 내에 배열된 다수의 검출기 요소를 갖는 두개면의 IR 검출기 어레이(ARRAY);A two-sided IR detector array (ARRAY) having a plurality of detector elements arranged in columns and rows; 상기 두개면의 IR 검출기 어레이(ARRAY)에 다수의 대응 분산된 샘플빔을 커플링하기 위한 광학커플링수단 및,Optical coupling means for coupling a plurality of corresponding distributed sample beams to the two-sided IR detector array (ARRAY), 두개면이 IR 검출기 어레이면을 조절하고 하나 또는 그 이상의 특별한 파장영역 내에 적어도 흡수 스펙트럼에 기초하는 다수의 샘플의 비간섭계 화학적분석을 공급하는 프로세서수단을 포함하되;Two surfaces comprising processor means for adjusting the IR detector array surface and for providing non-interferometric chemical analysis of a plurality of samples based at least on the absorption spectrum within one or more particular wavelength ranges; 다수의 대응 분산 샘플빔은 두개면의 IR 검출기 어레이의 서로다른 면적의 다중열에 프로젝트되고, 다중열의 대응 행 검출기요소는 리얼타임의 특별한 파장에서 IR 스펙트럼 요소의 밀도를 결정하기 위한 두개면의 IR 검출기 어레이의 서로다른 면적내에서 서로 더해지며, Multiple corresponding distributed sample beams are projected in multiple columns of different areas of a two-sided IR detector array, and the multiple rows of corresponding row detector elements are two-sided IR detectors for determining the density of IR spectral elements at a particular wavelength in real time. Are added together within different areas of the array, 상기 특별한 파장에서의 IR 스펙트럼요소의 밀도를 나타내는 신호의 신호 대 잡음비는 다중열 내에서 대응 행 검출기 요소를 더하여 증가되는 것을 특징으로 하는 IR 흡수현상 및 부동부분을 이용한 리얼타임의 비간섭계장치.And a signal-to-noise ratio of the signal representing the density of the IR spectral component at the particular wavelength is increased by adding the corresponding row detector element in the multiplexed column. 제42항에 있어서, 하나 또는 그 이상의 샘플을 통과하는 적어도 빛의 일부를 광학적으로 분산하기 위한 조절수단은 투사된 광에 대하여 조절가능한 각의 범위를 갖는 회절격자인 것을 특징으로 하는 IR 흡수현상 및 부동부분을 이용한 리얼타임의 비간섭계장치.43. The IR absorption phenomenon of claim 42, wherein the adjusting means for optically dispersing at least a portion of the light passing through the one or more samples is a diffraction grating having an adjustable angle range with respect to the projected light. Real-time non-interferometer using the floating part. 제42항에 있어서, 하나 또는 그 이상의 샘플을 통과하는 적어도 빛의 일부를 광학적으로 분산하기 위한 조절수단은 투사된 광에 대하여 조절가능한 각의 범위를 갖는 펠린-브로커(Pellin-Broca) 프리즘인 것을 특징으로 하는 IR 흡수현상 및 부동부분을 이용한 리얼타임의 비간섭계장치.43. The apparatus of claim 42, wherein the adjusting means for optically dispersing at least a portion of the light passing through the one or more samples is a Pelin-Broca prism having an adjustable angle range with respect to the projected light. Real-time non-interferometer device using IR absorption phenomenon and floating part. 제42항에 있어서, 광대역광원으로부터 방사된 광의 적어도 일부분이 다수의 샘플볼륨을 통해 전달되는 것을 특징으로 하는 IR 흡수현상 및 부동부분을 이용한 리얼타임의 비간섭계장치.43. The device of claim 42, wherein at least a portion of the light emitted from the broadband light source is transmitted through the plurality of sample volumes. 제42항에 있어서, 광대역광원으로부터 방사된 광의 적어도 일부분이 다수의 샘플볼륨을 통해 반사되는 것을 특징으로 하는 IR 흡수현상 및 부동부분을 이용한 리얼타임의 비간섭계장치.43. The device of claim 42, wherein at least a portion of the light emitted from the broadband light source is reflected through the plurality of sample volumes. 제42항에 있어서, 상기 광학커플링수단은 하나 또는 그 이상의 광섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 IR 흡수현상 및 부동부분을 이용한 리얼타임의 비간섭계장치.43. A non real-time interferometer as set forth in claim 42, wherein said optical coupling means comprises one or more optical fibers. 제42항에 있어서, 상기 두면의 IR 검출기 어레이는 InSb 촛점면 어레이인것을 특징으로 하는 IR 흡수현상 및 부동부분을 이용한 리얼타임의 비간섭계장치.43. The real-time non-interferometer of claim 42, wherein the two-sided IR detector array is an InSb focal plane array. 제42항에 있어서, 상기 두면의 IR 검출기는 MCT 를 포함하는 것을 특징으로 하는 IR 흡수현상 및 부동부분을 이용한 리얼타임의 비간섭계장치.43. The real-time non-interferometer of claim 42, wherein the two-sided IR detector comprises an MCT. 제42항에 있어서, 상기 프로세서수단은 개인용컴퓨터인 것을 특징으로 하는 IR 흡수현상 및 부동부분을 이용한 리얼타임의 비간섭계장치.43. The non-interferometric apparatus of claim 42, wherein the processor means is a personal computer. 부동부분을 이용하여 동작될 수 있는 비간섭계장치를 이용한 IR 스펙트럼의 다수 샘플볼륨을 동시에 결정하는 방법에 있어서,In the method of simultaneously determining a plurality of sample volumes of the IR spectrum using a non-interferometer that can be operated using a floating portion, IR 광원을 공급하는 단계;Supplying an IR light source; 광로에 다수의 샘플 볼륨을 구비하는 단계;Providing a plurality of sample volumes in the optical path; 다수의 샘플방사를 형성하는 광로를 따라 다수의 샘플볼륨과 IR 광원의 적어도 일부가 방사가 교차하는 단계;Radiation intersecting at least a portion of the plurality of sample volumes and the IR light source along an optical path forming a plurality of sample radiations; 대응하는 다수의 분산된 샘플빔을 형성하기 위해 다수의 샘플방사를 광학적으로 분산하는 단계;Optically dispersing the plurality of sample radiations to form a corresponding plurality of distributed sample beams; 픽셀의 열과 행을 갖는 촛점면 어레이의 공간상 분리된 면적의 다수의 분산된 샘플빔을 검출하는 단계; 및Detecting a plurality of distributed sample beams of spatially separated areas of a focal plane array having columns and rows of pixels; And 촛점 어레이의 공간상 분리된 면적으로부터 조합된 출력을 평가하여 다수의 샘플 방사된 IR 스펙트럼을 동시에 비간섭적으로 결정하는 단계;를 포함하고Evaluating the combined output from the spatially separated areas of the focused arrays to simultaneously and non-coherently determine a plurality of sample emitted IR spectra. 공간상 분리된 면적 중의 하나 중에서 각 행 픽셀이 다수의 샘플방사 중의 결합된 하나 내에 포함된 파장을 나타내는 것을 특징으로 하는 IR 스펙트럼의 다수 샘플볼륨을 동시에 결정하는 방법.A method of simultaneously determining multiple sample volumes of an IR spectrum, wherein each row pixel of one of the spatially separated areas represents a wavelength contained within the combined one of the plurality of sample radiations. 제51항에 있어서, 다수의 분산된 빔 내에서 파장의 범위를 제어하는 다수의 샘플방사의 광학적인 분산을 조절하는 것을 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 IR 스펙트럼의 다수 샘플볼륨을 동시에 결정하는 방법.52. The method of claim 51, further comprising adjusting the optical dispersion of the plurality of sample emissions controlling the range of wavelengths in the plurality of scattered beams. . 제51항에 있어서, 공간상으로 분리된 면적중 하나 내에서 각 열픽셀 내의 상호 부가적인 다수의 픽셀출력에 의해 신호 대 잡음비를 증가하는 것을 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 IR 스펙트럼의 다수 샘플볼륨을 동시에 결정하는 방법.53. The multiple sample volume of an IR spectrum of claim 51, further comprising increasing the signal-to-noise ratio by mutually additional multiple pixel outputs within each column pixel within one of the spatially separated areas. How to determine at the same time. 제51항에 있어서, 환경적인 배경에서의 기준 스펙트럼을 동시에 평가하는 단계 및 환경적인 배경에서의 기준스펙트럼을 위해 계산된 IR 스펙트럼의 다수 샘플을 수정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 IR 스펙트럼의 다수 샘플을 동시에 결정하는 방법.53. The method of claim 51, comprising simultaneously evaluating a reference spectrum in an environmental background and modifying a plurality of samples of the calculated IR spectrum for a reference spectrum in an environmental background. How to determine the sample at the same time. 제51항에 있어서, IR 광원의 스펙트럼을 동시에 평가하는 단계 및 IR 광원의 스펙트럼을 위해 계산된 IR 스펙트럼의 다수 샘플을 수정하는 단계를 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 IR 스펙트럼의 다수 샘플볼륨을 동시에 결정하는 방법.53. The method of claim 51, further comprising simultaneously evaluating the spectrum of the IR light source and modifying the multiple samples of the IR spectrum calculated for the spectrum of the IR light source. How to decide. 제55항에 있어서, 환경적인 배경의 기준 스펙트럼을 동시에 평가하는 단계 및 환경적인 배경의 기준 스펙트럼을 위해 계산된 IR 스펙트럼의 다수 샘플을 수정하는 단계를 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 IR 스펙트럼의 다수 샘플볼륨을 동시에 결정하는 방법.56. The plurality of IR spectra of claim 55, further comprising simultaneously evaluating a reference spectrum of the environmental background and modifying a plurality of samples of the calculated IR spectrum for the reference spectrum of the environmental background. How to determine sample volume at the same time. 제51항에 있어서, 다수의 샘플볼륨 내에 하나 또는 그 이상의 신호 기능 그룹을 명확하게 하기 위해 IR 스펙트럼의 다수 샘플방사를 프로세싱하는 단계 및 하나 또는 그 이상의 신호 기능 그룹이 다수의 샘플 방사 중 하나 내에서 발견된다면 알람을 가능하게 하는 단계를 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 IR 스펙트럼의 다수 샘플볼륨을 동시에 결정하는 방법.52. The method of claim 51, further comprising: processing multiple sample emissions of the IR spectrum to clarify one or more signal functional groups within the plurality of sample volumes and wherein the one or more signal functional groups are within one of the plurality of sample emissions. And if found, further comprising the step of enabling an alarm. 제57항에 있어서, 바이오-특정 시약을 갖는 배경타겟(TARGET)을 제공하는 단계 및 하나 또는 그 이상의 신호 기능 그룹을 포함하는 샘플볼륨과 바이오-특정 시약이 반응하는 단계를 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 IR 스펙트럼의 다수 샘플볼륨을 동시에 결정하는 방법.58. The method of claim 57, further comprising providing a TARGET having a bio-specific reagent and reacting the bio-specific reagent with a sample volume comprising one or more signal functional groups. A method of determining multiple sample volumes of an IR spectrum simultaneously. 제42항의 장치를 이용한 IR 흡수 스펙트럼의 다수 샘플을 결정하여 다수 샘 플의 화학적인 분석을 수행하는 방법에 있어서,43. A method of determining a plurality of samples of an IR absorption spectrum using the device of claim 42 and performing a chemical analysis of the plurality of samples. 다수의 샘플볼륨에 광대역 광원의 적어도 일부분의 방사를 프로젝트하는 단계;Projecting at least a portion of the broadband light source into the plurality of sample volumes; 다수의 샘플볼륨과 광대역 광원의 적어도 일부분의 방사를 교차하는 단계;Intersecting the plurality of sample volumes with radiation of at least a portion of the broadband light source; 광학적인 분산요소에 대응하는 다수의 샘플방사를 제공하는 단계;Providing a plurality of sample radiation corresponding to the optical scattering elements; 분산된 다수의 샘플빔을 형성하는 단계;Forming a plurality of distributed sample beams; 다수의 대응 분산된 샘플 빔이 두면의 IR 검출기 배열의 서로 다른 면적 내의 다중 행에 프로젝트되며, 두면의 IR 검출기 어레이에 대응하는 다수의 분산된 샘플빔을 광학적으로 커플링하는 단계;Optically coupling a plurality of distributed sample beams corresponding to two rows of IR detector arrays, wherein a plurality of corresponding distributed sample beams are projected in multiple rows in different areas of the two-sided IR detector array; 각 행(COLUMN) 검출기가 각각의 서로 다른 면적 내에서 특별한 파장을 나타내며, 두면의 IR 검출기 어레이의 서로 다른 면적 내에서 다수의 열(ROW) 검출기 내의 각 검출기로부터 출력을 비간섭적으로 프로세싱하는 단계;Processing each output from each detector in a plurality of ROW detectors in different areas of the IR detector array on both sides, with each COLUMN detector exhibiting a particular wavelength in each different area ; 상기 각 검출기로부터 프로세스된 출력을 평가하여 IR 흡수 스펙트럼 다수의 샘플들을 결정하는 단계; 및Evaluating the processed output from each detector to determine a plurality of samples of the IR absorption spectrum; And 하나 또는 그 이상의 기준 규격과 프로세스된 출력을 비교하여 다수 샘플의 화학적인 조제를 적어도 부분적으로 분석하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 IR 흡수현상 및 부동부분을 이용한 리얼타임의 비간섭계장치를 이용한 IR 흡수 스펙트럼의 다수 샘플을 결정하여 다수 샘플의 화학적인 분석을 수행하는 방법.At least partially analyzing the chemical preparation of the multiple samples by comparing the processed output with one or more reference specifications; Method for performing a chemical analysis of a plurality of samples by determining a plurality of samples of the IR absorption spectrum using a non-interferometer of the real-time using the IR absorption phenomenon and the floating portion, characterized in that it comprises a. 제59항에 있어서, 프로젝트단계, 교차단계, 커플링단계, 형성단계 및 광학적인 커플링단계 동안에 광대역광원, 광학적인 분산요소 및 적어도 각각에 대하여 비교적 움직이지 않는 두면의 IR 검출기 어레이를 유지하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 IR 흡수현상 및 부동부분을 이용한 리얼타임의 비간섭계장치를 이용한 IR 흡수 스펙트럼의 다수 샘플을 결정하여 다수 샘플의 화학적인 분석을 수행하는 방법.60. The method of claim 59, further comprising: maintaining the broadband light source, the optical dispersing element, and the relatively non-moving two-sided IR detector array during the project, cross, coupling, forming, and optical coupling steps. Method for performing a chemical analysis of a plurality of samples by determining a plurality of samples of the IR absorption spectrum using a non-interferometer of the real-time using the IR absorption phenomenon and the floating portion, characterized in that it comprises a. 제59항에 있어서, 상기 각각 다른 면적 내에서 각 행 내의 상호부가적인 다수의 검출기 출력에 의해 신호대 잡음비를 증가하는 단계를 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 IR 흡수현상 및 부동부분을 이용한 리얼타임의 비간섭계장치를 이용한 IR 흡수 스펙트럼의 다수 샘플을 결정하여 다수 샘플의 화학적인 분석을 수행하는 방법.60. The method of claim 59, further comprising the step of increasing the signal-to-noise ratio by means of a plurality of mutually additional detector outputs in each row within different areas. A method of determining the number of samples of the IR absorption spectrum using a non-interferometer to perform chemical analysis of the number of samples. 제59항에 있어서, 상기 광학커플링단계는 섬유광 커플링단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 IR 흡수현상 및 부동부분을 이용한 리얼타임의 비간섭계장치를 이용한 IR 흡수 스펙트럼의 다수 샘플을 결정하여 다수 샘플의 화학적인 분석을 수행하는 방법.60. The method according to claim 59, wherein the optical coupling step comprises a fiber optical coupling step to determine a plurality of samples of the IR absorption spectrum using a real-time non-interferometer device using the IR absorption phenomenon and the floating portion. Method for performing chemical analysis of multiple samples. 제59항에 있어서, 상기 프로젝트단계는 다수의 샘플볼륨으로 광대역 광원의 적어도 일부 방사를 섬유광 커플링하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 IR 흡수현상 및 부동부분을 이용한 리얼타임의 비간섭계장치를 이용한 IR 흡수 스펙트럼의 다수 샘플을 결정하여 다수 샘플의 화학적인 분석을 수행하는 방법.60. The apparatus of claim 59, wherein the projecting step comprises fiber-optic coupling at least a portion of the broadband light source to the plurality of sample volumes. A method of performing a chemical analysis of a plurality of samples by determining a plurality of samples of the IR absorption spectrum using. 제59항에 있어서, 배경기준 샘플 내에서 바이오-특정 시약과 광대역광원의 적어도 일부 방사와 교차하는 단계;60. The method of claim 59, further comprising: intersecting at least some radiation of the bio-specific reagent and the broadband light source in the background reference sample; 특정 기능 그룹을 갖는 생물학적 위험 재료와 바이어 특정 시약과의 반응결과로 부터의 배경기준샘플 내의 IR 흡수변화를 검출하는 단계; 및Detecting a change in IR absorption in the background reference sample from the reaction of the biohazard material with the particular functional group with the buyer specific reagent; And 배경기준샘플의 IR 흡수변화가 검출될 때 알람을 가능하게 하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 IR 흡수현상 및 부동부분을 이용한 리얼타임의 비간섭계장치를 이용한 IR 흡수 스펙트럼의 다수 샘플을 결정하여 다수 샘플의 화학적인 분석을 수행하는 방법.Enabling an alarm when an IR absorption change of the background reference sample is detected; Method for performing a chemical analysis of a plurality of samples by determining a plurality of samples of the IR absorption spectrum using a non-interferometer of the real-time using the IR absorption phenomenon and the floating portion, characterized in that it comprises a. 제59항에 있어서, IR 흡수 스펙트럼의 하나 또는 그 이상의 다수샘플로부터 하나 또는 그 이상의 다수 샘플의, 리얼타임에서 효과적이고 연속적으로 결정되는 적어도 하나의 물리적인 성질을 결정하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 IR 흡수현상 및 부동부분을 이용한 리얼타임의 비간섭계장치를 이용한 IR 흡수 스펙트럼의 다수 샘플을 결정하여 다수 샘플의 화학적인 분석을 수행하는 방법.60. The method of claim 59, comprising determining at least one physical property that is effective and continuously determined in real time from one or more multiple samples of the IR absorption spectrum. A method for performing chemical analysis of a plurality of samples by determining a plurality of samples of the IR absorption spectrum using an IR absorption phenomenon and a real-time non-interferometer using a floating part. 제65항에 있어서, 상기 적어도 하나의 물리적 성질을 결정하는 단계는 다수 샘플중에서 하나의 분자방향을 결정하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 IR 흡수현상 및 부동부분을 이용한 리얼타임의 비간섭계장치를 이용한 IR 흡수 스펙트럼의 다수 샘플을 결정하여 다수 샘플의 화학적인 분석을 수행하는 방법.66. The apparatus of claim 65, wherein determining the at least one physical property comprises determining a molecular orientation among a plurality of samples. A method of performing a chemical analysis of a plurality of samples by determining a plurality of samples of the IR absorption spectrum using. 제66항에 있어서, 다수 샘플 중에서 적어도 하나의 분자방향을 결정하는 단계는 다수의 샘플과 결합된 두개 직교 편광된 샘플방사의 비교에 의해 부분적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 IR 흡수현상 및 부동부분을 이용한 리얼타임의 비간섭계장치를 이용한 IR 흡수 스펙트럼의 다수 샘플을 결정하여 다수 샘플의 화학적인 분석을 수행하는 방법.67. The method of claim 66, wherein determining the molecular orientation of at least one of the plurality of samples is performed in part by comparison of two orthogonally polarized sample radiation associated with the plurality of samples. A method of determining a number of samples of an IR absorption spectrum using a real-time noninterferometer to perform chemical analysis of a number of samples. 제67항에 있어서, 상기 다수 샘플중의 하나는 폴리머필름인 것을 특징으로 하는 IR 흡수현상 및 부동부분을 이용한 리얼타임의 비간섭계장치를 이용한 IR 흡수 스펙트럼의 다수 샘플을 결정하여 다수 샘플의 화학적인 분석을 수행하는 방법.68. The method of claim 67, wherein one of the plurality of samples is a polymer film, and the plurality of samples of the IR absorption spectrum are determined using a real time non-interferometer using an IR absorption phenomenon and a floating portion. How to perform an analysis. 제65항에 있어서, 상기 적어도 하나의 물리적 성질을 결정하는 단계는 리얼타임 내에서 필름의 두께를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 IR 흡수현상 및 부동부분을 이용한 리얼타임의 비간섭계장치를 이용한 IR 흡수 스펙트럼의 다수 샘플을 결정하여 다수 샘플의 화학적인 분석을 수행하는 방법.66. The method of claim 65, wherein determining the at least one physical property comprises measuring the thickness of the film in real time. A method of determining the number of samples of the IR absorption spectrum used to perform a chemical analysis of the number of samples. 수집, 프로세스, 및 하나 또는 그 이상의 샘플을 위해 IR 스펙트럼 정보를 표시하기 위한 장치에 있어서,An apparatus for collecting, processing, and displaying IR spectral information for one or more samples, the apparatus comprising: 다수의 IR 광원;Multiple IR light sources; 적어도 하나의 광학적인 분산요소;At least one optical dispersing element; 다수의 광학경로;Multiple optical paths; IR FPA;IR FPA; IR 촛점면 배열의 출력을 프로세스하고 IR 스펙트럼 정보를 결정하기 위한 프로세싱 수단; 및 Processing means for processing the output of the IR focal plane array and for determining IR spectral information; And IR 스펙트럼정보를 표시하기 위한 표시수단을 포함하며, 각 다수의 광원은 하나 또는 그 이상의 샘플에 대하여 서로 다른 각을 제시하고, 다수의 광로는 IR FPA 상의 서로 다른 공간면적과 다수의 반사된 IR 빔 중의 결합된 하나를 조절하는 것을 특징으로 하는 수집, 프로세스 및 하나 또는 그 이상의 샘플을 위해 IR 스펙트럼 정보를 표시하기 위한 장치.Display means for displaying IR spectral information, each of the plurality of light sources presenting different angles for one or more samples, the plurality of optical paths having different spatial areas on the IR FPA and a plurality of reflected IR beams A device for displaying IR spectral information for collection, processing, and one or more samples characterized by adjusting the combined one of the samples. 제70항에 있어서, 각 다수의 IR 광원은 서로 다른 강도를 갖는 것을 특징으로 하는 수집, 프로세스 및 하나 또는 그 이상의 샘플을 위해 IR 스펙트럼 정보를 표시하기 위한 장치.71. The apparatus of claim 70, wherein each of the plurality of IR light sources has different intensities. 제70항에 있어서, 다수의 광로 중 적어도 하나는 편광요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 수집, 프로세스 및 하나 또는 그 이상의 샘플을 위해 IR 스펙트럼 정보를 표시하기 위한 장치.71. The apparatus of claim 70, wherein at least one of the plurality of optical paths comprises a polarizing element. 제70항에 있어서, 다수의 광로 중 적어도 하나는 섬유광커플링을 포함하는 것을 특징으로 하는 수집, 프로세스 및 하나 또는 그 이상의 샘플을 위해 IR 스펙트럼 정보를 표시하기 위한 장치.71. The apparatus of claim 70, wherein at least one of the plurality of optical paths comprises fiber optical coupling. 제70항에 있어서, 상기 프로세싱 수단은 IR FPA 상의 서로 다른 공간면적으로부터 결정되는 IR 스펙트럼 정보로부터 폴리머 모노레이어(POLYMER MONOLAYER)의 분자방향의 결정하는 수단인 것을 특징으로 하는 수집, 프로세스 및 하나 또는 그 이상의 샘플을 위해 IR 스펙트럼 정보를 표시하기 위한 장치.71. The method of claim 70, wherein said processing means is a means for determining the molecular orientation of a polymer monolayer from IR spectral information determined from different spatial areas on an IR FPA. Apparatus for displaying IR spectral information for the above samples. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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