KR100714780B1 - Beam line with several insertions for reducing noise effect - Google Patents
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Abstract
본 발명은 빔 라인을 따라 빛이 이동하는 과정에서 생기는 난반사된 빛의 재반사에 의한 노이즈 문제를 해결할 수 있는 노이즈 저감형 빔 라인에 관한 것이다.The present invention relates to a noise reduction beam line capable of solving a noise problem caused by re-reflection of diffusely reflected light generated in a process of moving light along a beam line.
본 발명에 따른 개선된 구조의 빔 라인은 난반사된 빔(빛)의 진행을 방해하여 소멸시키는 다수 개의 재반사방지모듈이 빔 라인의 도파관 내에 설치된 것을 특징으로 하며, 이때 사용되는 재반사방지모듈은 빔의 진행방향과 수직인 방향으로 놓인 배플판의 중앙에 개구(opening)가 형성되고 도파관의 내면에 접하는 둘레벽이 상기 배플판의 가장자리를 따라 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.The beam line of the improved structure according to the present invention is characterized in that a plurality of anti-reflective module is installed in the waveguide of the beam line to obstruct the progress of the diffusely reflected beam (light), the anti-reflective module used An opening is formed in the center of the baffle plate perpendicular to the direction of travel of the beam, and a peripheral wall contacting the inner surface of the waveguide is integrally formed along the edge of the baffle plate.
이때, 바람직하게는 서로 마주하는 지점에서 연장한 두 개의 접선이 90°이상을 이루도록 상기 개구(opening)의 내면이 도파관의 중심선에 대해 비스듬히 경사지고, 상기 재반사방지모듈 중 두 번째 이후로 끼워지는 재반사방지모듈의 가장자리에 상호 간의 조립상태를 유지하기 위한 끼워맞춤턱이 추가로 형성된다.In this case, preferably, the inner surface of the opening is inclined at an angle with respect to the center line of the waveguide so that two tangents extending from each other facing each other form 90 ° or more, and are inserted after the second of the anti-reflective modules. A fitting jaw is further formed on the edge of the anti-reflection module to maintain the assembled state therebetween.
빔 라인, 난반사, 노이즈, 모듈화, 배플튜브, 재반사방지모듈 Beam line, diffuse reflection, noise, modularization, baffle tube, antireflection module
Description
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 빔 라인의 전체 구성을 나타낸 모형도.1 is a model diagram showing the overall configuration of a beam line according to a first embodiment of the present invention.
도 2a와 도 2b는 도 1의 빔 라인에 사용된 재반사방지모듈의 일 예를 나타낸 단면도.2A and 2B are cross-sectional views illustrating an example of an anti-reflective module used in the beam line of FIG. 1.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 빔 라인의 전체 구성을 나타낸 모형도.3 is a model diagram showing an overall configuration of a beam line according to a second embodiment of the present invention.
도 4는 도 3의 빔 라인에 사용된 재반사방지모듈의 일 예를 나타낸 단면도.4 is a cross-sectional view showing an example of an anti-reflective module used in the beam line of FIG.
[도면 부호의 설명][Description of Drawing Reference]
10, 11… 도파관 20, 21… 접속용 부재10, 11... Waveguide 20, 21... Connection member
30, 40, 50… 재반사방지모듈 31, 41, 51… 개구(opening)30, 40, 50...
32, 42, 52… 배플판 33, 43, 53… 둘레벽32, 42, 52... Baffle
44… 끼워맞춤턱44... Fitting jaw
본 발명은 빔 라인을 따라 빛이 이동하는 과정에서 생기는 난반사된 빛의 재반사에 의한 노이즈 문제가 해결 가능한 빔 라인에 관한 것이다. 더욱 구체적으 로는 빔 라인의 도파관 내에 재반사방지모듈을 조립해 넣음으로써 에너지 손실이나 빛의 입사각 또는 그 밖의 이유로 인해 난반사된 빛이 도파관 내에서 더 이상 진행하지 못하도록 한 새로운 구조의 노이즈 저감형 빔 라인에 관한 것이다.The present invention relates to a beam line that can solve the noise problem due to the re-reflection of the diffusely reflected light generated in the process of moving the light along the beam line. More specifically, a noise reduction beamline with a new structure that prevents diffusely reflected light from propagating in the waveguide due to energy loss, incident angle of light, or other reasons by incorporating an antireflection module into the waveguide of the beam line. It is about.
이온빔 입사장치나 중성입자 검출기와 같은 정밀한 물리광학기기에서는 임의 지점에서 다른 지점으로 빛(빔)을 수송할 때 빔 라인(beam line)을 사용하는데, 일반적으로 광원이나 이온발생원 등에서 방출된 빔(빛)은 1°내외의 발산각도를 갖는 가우스 분산의 형태를 띠므로 빔 라인을 따라 빔(beam)이 진행하는 중에 난반사하고 그 빛이 다시 재반사하여 주변에 퍼지게 된다. 따라서, 빛을 이용하거나 그 특성을 측정하는 장치에서는 이러한 난반사된 빛의 재반사에 의한 노이즈(noise) 문제로 측정결과 등에 오류 또는 오차가 생기게 된다.In precision physical optical devices such as ion beam incidence devices and neutral particle detectors, beam lines are used to transport light from one point to another. Generally, beams emitted from light sources or ion generating sources (light ) Is a Gaussian dispersion with a divergence angle of about 1 °, so that the light is diffusely reflected while the beam progresses along the beam line, and the light is reflected again to spread around. Therefore, in the apparatus using the light or measuring its characteristics, an error or error occurs in the measurement result due to the noise problem caused by the re-reflection of the diffusely reflected light.
이러한 노이즈 문제를 해결하기 위해 최근 빔 라인의 내벽에 주름을 주어 난반사된 빛이 진행하지 않고 소멸하게 하는 배플튜브(baffle tube) 타입의 빔 라인이 개발되기도 했지만, 가늘고 긴 빔 라인의 내벽에 일체로 배플(주름)을 형성하는 것이 매우 어려워 불량률이 높고 구입비가 매우 높은 단점이 있다.In order to solve this noise problem, a baffle tube type beam line has recently been developed, which wrinkles the inner wall of the beam line so that diffusely reflected light does not proceed, but is integrated into the inner wall of the elongated beam line. It is very difficult to form a baffle (wrinkle) has a disadvantage of high defect rate and very high purchase cost.
본 발명은 이러한 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서 효과적으로 노이즈를 감소시킬 수 있고, 다양한 길이의 빔 라인(beam line)은 물론 매우 가늘고 긴 빔 라인도 정밀하게 제작할 수 있는 조립식 빔 라인을 제공하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a prefabricated beam line that can effectively reduce noise and precisely fabricate very thin and long beam lines as well as beam lines of various lengths. have.
본 발명은 종래 배플튜브 타입의 빔 라인 제작 시 가장 어려운 부분인 가늘고 긴 빔 라인의 내벽가공문제를 해결하는데 기술적 특징이 있으며, 이를 구현하는 데 있어 최대한 효율적으로 난반사된 빛의 재반사를 억제하는 배플구조(재반사방지모듈)를 만들고 이를 도파관과 함께 다양한 규격으로 모듈화하여 손쉽게 다양한 규격의 빔 라인을 제작할 수 있도록 하는데 가치를 두고 있다.The present invention has a technical feature to solve the problem of the inner wall processing of the elongated beam line, which is the most difficult part when manufacturing a conventional baffle tube type beam line, baffle to suppress the rereflection of diffusely reflected light as efficiently as possible to implement this It is valued to make a structure (anti-reflective module) and modularize it with various waveguides into various specifications so that beam lines of various specifications can be easily manufactured.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 노이즈 저감형 빔 라인은 도파관의 양측 끝 부분에 접속용 부재가 장착된 빔 라인에 있어서 난반사된 빔(빛)의 재반사를 억제하는 재반사방지모듈이 도파관 내에 연속적으로 삽입된 것을 특징으로 한다. (청구항 1) 삽입되는 재반사방지모듈의 개수는 빔 라인의 길이 및 재반사방지모듈의 높이에 의해 결정될 수 있다.The noise reduction beam line of the present invention for solving the above problems is a re-reflection prevention module for suppressing the re-reflection of the diffusely reflected beam (light) in the beam line is equipped with connecting members at both ends of the waveguide in the waveguide It is characterized in that it is inserted continuously. Claim 1 The number of antireflection modules to be inserted may be determined by the length of the beam line and the height of the antireflection module.
본 발명에서 상기 재반사방지모듈은 첨부된 도면에서 볼 수 있듯이 개략적으로 상부가 개방되어 있고 하부 면(이하 ‘배플판’)의 중앙에 구멍(이하 ‘개구’)이 형성된 용기 형상이다. 즉, 본 발명에서의 재반사방지모듈은 설치 시 빔의 진행방향과 수직인 방향으로 놓인 배플판의 중앙에 개구(opening)가 형성되어 있고 배플판의 가장자리를 따라 상기 도파관의 내면에 접촉하는 둘레벽이 형성되어 있는 것이다. (청구항 2)In the present invention, as shown in the accompanying drawings, the anti-reflective module has a container shape in which an upper portion is opened and a hole (hereinafter, 'opening') is formed in the center of a lower surface (hereinafter, 'baffle plate'). That is, the anti-reflective module according to the present invention has an opening formed at the center of the baffle plate which is placed in a direction perpendicular to the direction of travel of the beam when installed and is in contact with the inner surface of the waveguide along the edge of the baffle plate. The walls are formed. (Claim 2)
상기 재반사방지모듈의 규격 즉 둘레벽의 높이, 둘레벽이 이루는 원의 지름, 개구의 지름(= 배플의 길이) 등은 어떤 제한이 있는 것은 아니다. 다만, 이론적으로 둘레벽 외경은 상기 도파관의 내경과 동일해야 하며, 둘레벽의 높이는 둘레벽 외경의 0.5∼2배, 개구의 지름은 둘레벽 외경의 0.2∼0.8배인 것이 작업성과 경제성에서 유리하다.The size of the anti-reflective module, that is, the height of the circumferential wall, the diameter of the circle formed by the circumferential wall, the diameter of the opening (= length of the baffle), etc. are not limited. In theory, however, the outer diameter of the circumferential wall should be the same as the inner diameter of the waveguide, and the height of the circumferential wall should be 0.5 to 2 times the outer diameter of the circumferential wall, and the diameter of the opening should be 0.2 to 0.8 times the outer diameter of the circumferential wall.
한편, 난반사된 빔의 재반사를 방지하기 위해 배플판에 형성한 개구는 수직이 아닌 경사지게 형성되도록 한다. 즉, 상기 개구는 수직면에 대하여 상부로 또는 하부로 소정의 각도만큼 기울어져서 형성된다. 그 기울기 즉 상기 개구의 내면에서 연장한 두 개의 접선(가상선)이 서로 교차하도록-더욱 바람직하게는 두 개의 접선이 90°이상의 각도를 이루도록-상기 내면을 비스듬히 경사지게 가공하는 것이 좋다. (청구항 4)On the other hand, the opening formed in the baffle plate to prevent re-reflection of the diffusely reflected beam is to be formed to be inclined rather than vertical. That is, the opening is formed by inclining upward or downward with respect to the vertical plane by a predetermined angle. The inclination, i.e., the two tangents (virtual lines) extending from the inner surface of the opening, intersect each other-more preferably, so that the two tangents are at an angle of 90 degrees or more-the inclined surface is obliquely processed. (Claim 4)
본 발명에 의한 재반사방지모듈은 도파관에 연속적으로 삽입되게 된다. 따라서, 연속한 재반사방지모듈의 상부와 하부가 긴밀하게 연결될 수 있도록 상기 배플판과 둘레벽이 이어지는 연결부위에 끼워맞춤턱을 형성하는 것도 가능하다. (청구항 3)The antireflection module according to the present invention is inserted into the waveguide continuously. Therefore, it is also possible to form a fitting jaw at the connection portion where the baffle plate and the circumferential wall are connected so that the upper and lower portions of the continuous antireflection module can be closely connected. (Claim 3)
한편, 상기 재반사방지모듈이 도파관에 연속적으로 삽입될 때, 재반사방지모듈과 도파관이 긴밀하게 결합되는 것이 바람직하다. 이를 위하여 각각의 재반사방지모듈의 둘레벽 외면과 도파관 내면을 결합수단(예를 들면, 접착제, 나사산/나 사골, 요철홈 등)으로 고정할 수도 있으며, 도파관의 양측 끝 부분에서만 말단 모듈의 둘레벽 외면과 도파관 내면을 결합수단으로 고정할 수도 있을 것이다. (청구항 5 및 청구항 6)On the other hand, when the anti-reflection module is continuously inserted into the waveguide, it is preferable that the anti-reflection module and the waveguide are tightly coupled. For this purpose, the outer wall of the circumferential wall and the inner surface of the waveguide of each anti-reflective module may be fixed by coupling means (for example, adhesive, thread / dead bone, uneven groove, etc.), and the circumference of the end module only at both ends of the waveguide. The outer surface of the wall and the inner surface of the waveguide may be fixed by the coupling means. (Claim 5 and claim 6)
도파관의 길이와 복수 개 모듈의 길이가 일치하지 않는 경우, 모듈 하나의 둘레벽을 수평으로 제거하여(즉, 둘레벽의 높이를 낮추어서) 일치시킬 수 있음은 너무나 당연한바 이를 도면에 예시하였다.In the case where the length of the waveguide and the length of the plurality of modules do not match, it is only natural that the peripheral wall of one module can be removed horizontally (that is, by lowering the height of the peripheral wall).
도파관은 필요에 따라 연속 연결하여 사용할 수도 있다. 일반적으로 빛이 진행하는 도파관은 그 내부가 진공상태이기 때문에 도파관의 연결은 기밀하고 견고하게 이루어져야 한다. 따라서, 기밀하고 견고하게 연결할 수만 있다면 어떠한 연결수단도 적용될 수 있을 것이다. 하기 실시예와 도면에서는 연결수단의 일 예로 규격화된 표준 진공 플랜지(KF NW40 형 플랜지)를 사용하였다. The waveguides may be connected in series as necessary. In general, since the waveguide through which light travels is a vacuum inside, the waveguide connection should be airtight and secure. Therefore, any connection means could be applied as long as it could be connected confidentially and securely. In the following examples and drawings, a standard vacuum flange (KF NW40 type flange), which is standardized, is used as an example of the connecting means.
이러한 구조에 따르면, 서로 이웃하는 재반사방지모듈이 끼워맞춤턱이나 결합 쌍 구조(결합수단)에 의해 마치 레고 블록처럼 상호 결합하여 정해진 위치에서 자리이탈을 하는 경우가 없고, 비스듬히 경사지게 가공된 개구에 의해 빔(빛)의 진행방향에 수평하게 놓이는 표면(반사면)이 최소화됨으로써 난반사된 빛의 재반사가 억제된다.According to this structure, the neighboring anti-reflective modules are coupled to each other like a lego block by a fitting jaw or a coupling pair structure (coupling means), so that they do not leave the seat at a predetermined position, and are inclined at an oblique opening. As a result, the surface (reflection surface) lying horizontally in the traveling direction of the beam (light) is minimized, thereby suppressing re-reflection of diffusely reflected light.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 노이즈 저감형 빔 라인에 대해 설명한다.Hereinafter, a noise reduction beam line according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
실시예 1Example 1
첨부된 도 1과 도 2a 내지 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 노이즈 저감형 빔 라인의 전체 구성 및 재반사방지모듈을 확대 도시한 것으로서 한빛 플라스마 장치의 전하교환 중성 입자 검출기에 적용한 사례를 나타낸 것이다.1 and 2A to 2B are enlarged views of the entire structure and the anti-reflection prevention module of the noise reduction beam line according to the first embodiment of the present invention, which is applied to the charge exchange neutral particle detector of the Hanbit plasma apparatus. It is shown.
도면에서, 내부가 진공상태를 유지하는 빔 라인(beam line)은 상업적으로 이용하기 쉽도록 도파관(10)의 양측 끝 부분에 표준진공플랜지규격의 일종인 KF NW40 형 접속용 부재(20, 21)가 장착되어 있다.In the drawing, a beam line in which a vacuum is maintained inside is KF NW40
상기 도파관(10)의 내부에는 배플판(32, 42)과 둘레벽(33, 43)으로 구성된 다수의 재반사방지모듈(30, 40)이 끼워져 있는데 상기 재반사방지모듈 중 도파관(10)의 양끝에 위치된 재반사방지모듈(30)만 도파관의 내면에 고정되어 있을 뿐 그 사이에 끼워져 있는 대부분의 재반사방지모듈(40)은 인접해 있는 다른 재반사방지모듈의 끼워맞춤턱(44)에 의해 위치가 고정되어 있다.Inside the
따라서, 도 1의 화살표 방향으로 빔(빛)을 입사할 경우 개구(31, 41) 안쪽으로 직진하는 빛은 목적위치로 수송되지만 개구 안쪽에서 바깥쪽으로 퍼지는 성향의 빛이나 난반사된 빛(빔), 배플판 쪽으로 입사된 빛 등은 상기 배플판의 방해를 받아 재반사가 최소화되면서 에너지가 감소하여 결국은 소멸함으로 노이즈(noise)가 줄게 된다.Therefore, when the beam (light) is incident in the direction of the arrow of FIG. 1, the light traveling straight into the
실시예 2Example 2
첨부된 도 3 및 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 노이즈 저감형 빔 라인과 재반사방지모듈을 나타낸 것이다.3 and 4 illustrate a noise reduction beam line and an anti-reflective module according to a second embodiment of the present invention.
도면에 나타나 있듯이, 도파관(11)의 양쪽 끝 부분에 끼워진 재반사방지모듈(50)의 둘레벽(53)에는 나사산이 형성되어 있고, 이에 대응하는 나사홈이 상기 도파관의 내면 쪽에 형성되어 있다. 그 외는 실시예 1과 동일한 구성이며 작용·효과도 대동소이하므로 구체적인 설명은 생략한다. 또한, 본 실시예에서 미설명된 부호 51은 개구(opening)를 나타내고 52는 배플판을 나타낸다.As shown in the figure, a thread is formed on the
이상과 같이, 본 발명에 따른 빔 라인은 도파관의 길이나 두께 등에 따라 재반사방지모듈의 규격을 임의로 조절하여 다양하게 제작할 수 있으므로 매우 가늘고 긴 빔 라인도 높은 정밀도를 갖고 효율적으로 제작할 수 있다.As described above, since the beam line according to the present invention can be manufactured in various ways by arbitrarily adjusting the size of the anti-reflection module according to the length or thickness of the waveguide, even the very thin and long beam line can be manufactured efficiently with high precision.
또한, 난반사된 빛의 재반사는 배플판에 의해 최소화되면서 상기 도파관의 내부를 직진하는 빛은 배플판 중앙에 형성된 개구를 통해 목적위치까지 그대로 수송되므로 노이즈로 인한 종래 문제점이 해소될 수 있다.In addition, since the re-reflection of the diffusely reflected light is minimized by the baffle plate, the light traveling straight inside the waveguide is transported as it is to the target position through the opening formed in the center of the baffle plate, thereby eliminating the conventional problem due to noise.
따라서, 본 발명에서 제안하는 노이즈 저감형 빔 라인은 기존의 광학부품시장에서 새로운 수요를 창출하는 아이템이 될 수 있을 것이다.Therefore, the noise reduction beam line proposed in the present invention may be an item generating new demand in the existing optical component market.
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