KR100926034B1 - 음향광학변조필터를 이용한 듀얼모드 분광 이미징 방법, 그시스템 및 이를 이용한 광학기기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 음향광학변조필터를 이용한 듀얼모드 분광 이미징 방법, 그 시스템 및 이것을 이용한 광학기기에 관한 것으로, 음향광학변조필터의 분광 및 편광 특성을 이용하여 정상파와 비정상파로 분광되어 서로 다른 정보가 담긴 2개의 회절광을 듀얼모드로 측정함으로써, 다층 박막을 포함한 반도체 박막의 굴절률이나 두께 또는 그 형상 및 세포의 굴절률 및 분광 물성치 등을 고속으로 정밀하게 측정할 수 있는 음향광학변조필터를 이용한 듀얼모드 분광 이미징 방법, 그 시스템 및 이것을 이용한 광학기기를 제공하는데 그 목적이 있다.
이를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명에 따른 음향광학변조필터를 이용한 듀얼모드 분광 이미징 시스템은, 광원으로부터 생성된 광을 측정광과 기준광으로 분광시켜 조사해 주는 광원부; 측정광을 시편에 조사하여 반사된 측정광을 얻는 시편부; 기준광을 편광시켜 주는 기준부; 반사된 측정광과 편광된 기준광을 편광시켜 얻은 간섭광으로부터 편광 상태가 다른 2개의 회절광으로 분광시켜 주는 음향광학변조필터; 각 회절광을 검출하는 검출부; 및 검출된 회절광을 이용하여 결상처리 및 음향광학변조필터를 제어하는 신호처리 및 제어부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명은 이러한 이미징 시스템을 이용하여 이미징하는 방법 및 이미징 방법을 수행하는 광학부재를 포함하는 광학기기를 제공한다.
음향광학변조필터, 복굴절, 편광, 듀얼모드, 편광 및 분광
Description
본 발명은 음향광학변조필터를 이용한 듀얼모드 분광 이미징 방법, 그 시스템 및 이것을 이용한 광학기기에 관한 것으로, 특히 음향광학변조필터의 편광 및 분광 특성을 이용하여 편광 상태가 다른 2개의 회절광을 측정하여 듀얼 모드로 이용할 수 있는 음향광학변조필터를 이용한 듀얼모드 분광 이미징 방법, 그 시스템 및 이것을 이용한 광학기기에 관한 것이다.
반도체 기술의 발달은 반도체 소자의 극소형화 및 대용량화로 이어지고 있다. 이러한 반도체 소자의 제조에 있어서 주된 안점으로 떠오르는 것이 차세대 웨이퍼의 생산 기술과 패턴을 어느 만큼 미세하게 형성할 수 있는가에 관심이 집중되고 있다.
최근 들어 미세 패턴을 형성하는 기술로서 평탄화 공정을 통해 얻어지는 CMP(Chemlcal Mechanical Polishing) 공정이 각광을 받고 있다. CMP란 기판 상에서 화학적 또는 기계적 연마를 기판 전체에 대하여 평탄도 구현하는 것을 말한다. 그러나, 이러한 평탄도의 구현에서 평탄화 정도, 즉 기판 상에 도포된 층의 두께라든가 그 형상을 정확하게 알아낼 수 있어야만 불필요한 부분만을 연마할 수 있게 된다.
또한, 반도체 산업의 발달과 더불어서 디스플레이 산업에 있어서도, 예를 들어 FPD(Flat Panel Display) 분야에서도 불량률을 낮추고 품질을 향상시키기 위해서는 박막의 두께를 일정하게 제어하는 큰 문제가 되고 있다.
다른 산업 분야인 바이오 산업의 경우에 있어서도, 세포의 굴절률이라든가 분광 물성치를 얻어내는 것이 중요한 관건이 되고 있다.
이처럼 다양한 분야에서 공통적으로 요구되는 기술 분야 중 하나가 측정대상의 형상이라든가 두께 등을 정밀하게 측정할 수 있고, 특히 가공 공정 등에서 가공과 함께 그 측정 대상물의 두께를 바로 알 수 있는 광학기기이다.
이와 같은 요구에 부응하기 위한 광학기기로서 음향광학변조필터(Acousto-Optical Tunable Filter; AOTF)를 적용하는 예가 많아지고 있다.
AOTF(40)는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 비등방성(Birefringenet) 결정(42)의 양면에 각각 PZT(43)를 구비하여 이루어진다. 특히, 이 PZT(43)에 RF신호를 가하게 되면 음향파가 발생하게 되고, 이에 따라 비등방성 결정(42) 내부에는 음향파의 정상파(Standing Wave)가 형성된다. 이 정상파는 회절 격자와 같은 기능을 하기 때문에 파장에 대한 밴드패스필터(Band Pass Filter)로서 이용할 수 있다.
AOTF(40)의 또 다른 장점은 PZT(43)에 가해지는 RF 주파수에 따라 결정(42) 내에서 정상파의 주기가 변한다는 것이다. 이러한 성질을 이용하여 RF 주파수의 변경만으로 특정 파장의 대역만을 통과시킬 수 있는 필터로서 이용이 가능하다.
게다가 AOTF(40)의 또 다른 장점으로는 결정(42)의 비등방성 때문에 투사되는 광이 서로 수직 방향으로 편광된 2개의 회절광(정상파와 비정상파)로 분광된다는 점이다. 즉, 임의의 파장 대역폭과 임의의 편광 상태를 갖는 광이 AOTF(40)에 입사되면, 비등방성 결정(42)의 방향에 의해 정해진 방향으로 서로 다른 2개의 편광 상태를 갖는 회절광으로 분광된다는 것이다. 특히, 이때의 각 회절광의 파장 대역은 PZT(43)에 가해지는 주파수에 의해 정해진다. 이와 같은 2개의 회절광의 생성은 광음향효과(acousto-optic effect)에 의해 이미 잘 알려져 있기 때문에 여기서는 그 설명을 생략한다.
종래 AOTF(40)를 이용하는 기술은 광음향 효과에 의해 편광된 2개의 회절광 중에서 하나의 회절광만을 이용한다. 즉, 광을 시편에 주사한 후 시편을 맞고 나온 빛과 기준면을 맞고 나온 빛 사이의 간섭신호를 음향광학변조필터에 통과시키면 음향광학변조필터에 가해진 주파수에 따라 특정 파장의 회절된 정상파와 비정상파의 신호를 얻게 되는데 이 중 하나의 신호를 전 파장에 대하여 획득한 후 이 신호를 분석함으로써 시편의 두께 및 형상 정보를 측정하였다.
그러나, 이러한 기술은 아주 얇은 투명 박막이 불투명 측정부 위에 도포가 되어 있는 시편의 경우 불투명 측정부에서 반사되어 나오는 파면 이외에 투명 박막의 표면으로부터 반사되어 나오는 빛이 간섭에 영향을 미치기 때문에 이를 분리하 는 것이 힘들며, 소프트웨어적인 알고리즘을 이용하여 분리할 경우 많은 시간이 소요된다는 단점이 존재한다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로서, 한국등록특허공보 제10-0451881호(명칭: 음향광학변조필터를 이용한 투명박막의 3차원 형상측정장치)가 개시되어 있다. 이 등록특허는 기준면으로 조사되는 백색광에 대한 블록킹 플레이트의 선택적인 차단여부에 따른 모드별 독립 측정으로 다층 구조의 측정대상에 대한 두께 정보 및 형상 정보의 독립적 추출이 가능한 음향광학변조필터를 이용한 투명박막의 3차원 형상 측정 장치를 제공하였다.
그러나, 이 방법의 경우 측정하고자 하는 시편에 대하여 블록킹 플레이트를 장착한 상태와 제거한 상태에 대하여 각각 동일한 환경에서 측정이 두 번 이루어져야 한다는 단점이 존재한다. 블록킹 플레이트를 장착, 제거하는 과정에서 시스템의 정렬이 어긋나거나, 2번의 측정 과정에서 외부 환경이 변할 경우 측정 오차가 발생할 수 있다. 또한 블록킹 플레이트가 장착, 제거된 상태에서 동일한 측정이 두 번 수행되어야 하므로 측정 소요시간이 길어질 수 있다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 음향광학변조필터의 분광 및 편광 특성을 이용하여 정상파와 비정상파로 분광되어 서로 다른 정보가 담긴 2개의 회절광을 듀얼모드로 측정함으로써, 다층 박막을 포함한 반도체 박막의 굴절률이나 두께 또는 그 형상 및 세포의 굴절률 및 분광 물성치 등을 고속으로 정밀하게 측정할 수 있는 음향광학변조필터를 이용한 듀얼모드 분광 이미징 방법, 그 시스템 및 이것을 이용한 광학기기를 제공하는데 그 목적이 있다.
이를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명에 따른 음향광학변조필터를 이용한 듀얼모드 분광 이미징 시스템은,
광원으로부터 생성된 광을 측정광과 기준광으로 분광시켜 조사해 주는 광원부;
상기 측정광을 시편에 조사하여 반사된 측정광을 얻는 시편부;
상기 기준광을 편광시켜 주는 기준부;
상기 반사된 측정광과 편광된 기준광을 편광시켜 얻은 간섭광으로부터 편광 상태가 다른 2개의 회절광으로 분광시켜 주는 음향광학변조필터;
상기 각 회절광을 검출하는 검출부; 및
검출된 회절광을 이용하여 결상처리 및 상기 음향광학변조필터를 제어하는 신호처리 및 제어부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 광원부는 광을 생성하는 광원, 생성된 광을 집광하는 렌즈부 및 집광된 광을 분리시켜 주는 광분리부를 포함하여 이루어지며, 이때의 광원으로는 백색광 또는 가변 파장을 갖는 레이저인 것을 특징으로 한다.
또한, 렌즈부는 광원을 평행광으로 바꿔주거나 광량 조절이 가능하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 시편부는 상기 측정광의 촛점을 맞추기 위한 렌즈와, 시편을 장착하기 위한 시편장착부를 포함하여 이루어며, 이때의 시편은 박막이 도포되어 있거나 특정 세포 또는 광학소자인 것을 특징으로 한다.
또한, 기준부는 편광기와 렌즈부와 반사경을 포함하여 이루어지며, 특히 선형 편광의 방향을 전환시켜 주기 위해 회전가능하도록 구성된 것을 특징으로 한다. 이러한 기준부는 위상 지연기 또는 LCVR(Liquid Crystal Variable Retarder) 또는 울라스톤 프리즘(Wollaston Prism)를 포함하여 편광 상태를 바꿀 수 있는 광학소자인 것을 특징으로 한다. 또한, 기준부는 기준광을 선형 편광시켜 정상파 또는 비정상파인 형태로 음향광학변조필터에 조사시켜 주는 것을 특징으로 한다.
또한, 검출부는 비정상파의 회절방향과 정상파의 회절방향에서 각각 분광신호를 얻는 것을 특징으로 하며, 이때의 분광신호는 기준광과 측정광이 서로 간섭된 분광신호 및 측정광만의 분광신호인 것을 특징으로 한다.
또한, 검출부는 각각의 회절광을 결상하기 위한 2개의 2차원 결상소자를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하며, 결상 또는 집광을 위한 렌즈부를 더 포함하여 구성할 수도 있다.
또한, 상기 검출부에서 각각 검출된 회절광에서, 어느 하나의 회절광에는 기준광과 측정광에 대한 데이터를 모두 포함하고, 나머지 하나의 회절광에는 측정광에 대한 데이터만 포함되어 있는 것을 특징으로 한다.
신호처리 및 제어부는 음향광학변조필터에 입력되어 분광되는 빛의 파장을 변화시켜 주는 음향광학변조필터 드라이버를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따르는 음향광학변조필터를 이용한 듀얼모드 분광 이미징 방법은,
광원으로부터 생성된 광을 측정광과 기준광으로 분광하는 단계(S100);
상기 측정광을 시편에 조사하여 그 반사된 측정광을 얻는 단계(S200);
상기 기준광을 편광시켜 주는 단계(S300);
음향광학변조필터로 상기 반사된 측정광 및 편광된 기준광을 집광하여 편광 상태가 다른 2개의 회절광을 형성시켜 주는 단계(S400); 및
상기 각 회절광으로부터 데이터를 검출하여 처리하는 단계(S500)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 회절광 형성단계(S400)에서, 각 회절광은 복굴절 현상을 이용하여 편광되는 것을 특징으로 하며, 이때의 각 회절광은 음향광학변조필터를 통과하면서 직교방향으로 편광된 회절광인 것을 특징으로 한다.
또한, 이러한 어느 하나의 회절광으로부터 측정광과 기준광에 관한 데이터를 검출하고, 나머지 하나의 회절광으로부터 측정광에 관한 데이터를 검출하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따르는 광학기기는 상술한 각 이미징 방법을 수행하는 광학부재를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
1) 하나의 음향광학변조필터에서 나온 두 개의 회절광을 듀얼 모드로 측정하기 때문에 다중 박막을 포함한 시편의 두께와 굴절률을 고속/정밀 측정할 수 있다.
2) 이에 따라 이러한 고속/정밀 측정을 필요로 하는 반도체 생산 공정이라든가 박막 제조 공정 그리고 바이오 산업 등 다양한 산업 분야에서 응용할 수 있는 광학기기를 제조할 수 있다.
3) 하나의 음향광학변조필터를 이용하여 분광 소자 및 편광 소자를 대체할 수 있기 때문에 시스템의 구조를 간단하게 구현할 수 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따르는 음향광학변조필터를 이용한 듀얼모드 분광 이미징 시스템을 설명하기 위해 개략적으로 구성을 나타내는 구성도이다.
본 발명에 따른 시스템은, 크게 광을 2개로 분광시켜 주는 광원부(10), 시편에 조사되어 반사된 광을 얻는 시편부(20), 분광된 광을 편광시켜주는 기준부(30), 음향광학변조필터(40), 회절된 2개의 회절광을 검출하는 검출부(50), 검출된 데이터를 처리하는 신호처리 및 제어부(60)를 포함하여 이루어진다.
광원부(10)는 측정하고자 하는 시편에 조사되는 측정광과 기준이 되는 기준광으로 분광시켜 주게 된다. 이를 위해, 광원부(10)는 도 3에서 도시한 바와 같이, 광원(11)과 렌즈부(12) 및 광분리부(13)를 포함하여 이루어진다.
광원(11)은 백색광 또는 가변 파장을 갖는 레이저를 생성하게 되며, 이렇게 생성된 광은 렌즈부(12)에 의해 집광된다. 집광된 광은 광분리기(13)에 의해 측정광과 기준광으로 분리된다. 여기서 측정광과 기준광은 서로 다른 성격의 광이 아닌 같은 성격의 광이다.
여기서, 상기 렌즈부(12)는 백색광 또는 레이저가 분산되지 않고 집광 효과를 높일 수 있도록 평행광으로 바꿔주거나, 출사되는 분광의 광량을 조절할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 광분리기(13)는 통상의 빔스플리터를 이용할 수도 있다.
시편부(20)는 측정광을 입사받아 측정대상이 되는 시편(21)에 조사하여 반사된 반사광을 광분리부(13)에 입사시켜 준다. 이러한 시편부(20)는 측정광 및 반사광을 집광하기 위한 렌즈(22)와, 시편(21)을 거치하기 위한 시편 장착부(23)를 포함하여 구성된다.
여기서, 본 발명의 바람직한 실시예에서 시편(21)으로는 산화막이나 유전막과 같은 박막이 형성된 기판이 될 수도 있고, 세포 또는 광학 소자 등도 시편(21)이 될 수 있다.
기준부(30)는 광원부(10)로부터 입사된 기준광이 정상파 또는 비정상파인 상태가 되도록 편광시켜 준다. 여기서, 정상파 또는 비정상파란 임의의 광이 음향광학변조필터에서 회절되어 출사될 때 분광되는 정상파 또는 비정상파 상태를 말한다.
이처럼 기준광을 편광시키기 위한 구성으로서 기준부(30)는 편광기(31)와, 렌즈부(32)와, 반사경(33)을 포함하여 구성되며, 이들 구성요소들은 기준광에 대하여 수직으로 위치하도록 구성된다.
또한, 편광기(31)는 일반적으로 많이 사용되는 편광판(31)을 이용할 수도 있으며, 편광 상태를 임의로 변화시킬 수 있는 위상 지연기 (phase retarder)라든가 울라스톤 프리즘(wollaston prism), 또는 전기적 신호를 이용하여 지연되는 위상의 양을 조절할 수 있는 LCVR(liquid crystal variable retarder)와 같은 소자를 이용할 수도 있다. 이러한 편광기(31)는 신호처리 및 제어부(60)의 제어를 받아 선형 편광의 방향을 바꿀 수 있도록 회전시킬 수 있는 구조로 구성하는 것도 가능하다.
음향광학변조필터(40)는 입사된 광을 특정 파장을 갖는 정상파 및 비정상파로 회절시켜 회절광을 만들어주게 된다. 특히, 음향광학변조필터(40)는 RF 신호에 따라 분광되는 광의 회절 정도가 달라지게 되는데, 이때의 RF 신호는 후술하게 될 신호처리 및 제어부(60)의 제어로 음향광학변조필터(40)용 드라이버(41)에 의해 제어된다.
검출부(50)는 음향광학변조필터(40)를 투과하면서 회절되어 분광되는 2개의 회절광을 각각 검출하여 결상할 수 있도록 2개의 2차원 결상소자(51,52)를 포함한다. 또한, 각 2차원 결상소자(51,52)에는 결상 또는 빛을 집광하기 위한 렌즈부(53)가 더 구비될 수 있다.
이와 같은 검출부(50)는 각각의 2차원 결상소자(51,52)를 통해 정상파와 비정상파 상태의 회절광으로부터 각각 분광신호를 얻는다. 이때의 분광 신호에서, 어느 하나에는 측정광과 기준광에 관한 신호를 얻을 수 있으며, 나머지 하나에는 기준광에 대한 신호만 얻을 수 있다. 이렇게 검출된 분광 신호는 신호처리 및 제어부(60)으로 전송된다.
신호처리 및 제어부(60)는 2개의 결상소자(51,52)로부터 검출된 신호를 분석하여 측정대상이 되는 시편의 형상이나 두께 등을 검출하게 된다. 또한, 시편의 종류 등에 따라 드라이버(41)를 제어하여 음향광학변조필터(40)의 RF주파수를 제어할 수도 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 신호처리 및 제어부(60)는 기준부(30)를 제어하여 음향광학변조필터(40)에 인가되는 RF 주파수 신호에 따라 편광기(31)를 제어하여 기준광의 편광 정도를 조절할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 음향광학변조필터를 이용한 듀얼모드 분광 이미징 방 법은 상술한 시스템과 연계하여 함께 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명에 따르는 음향광학변조필터를 이용한 듀얼 모드 분광 이미징 방법을 설명하기 위한 플로우챠트이다.
첫번째 단계로서 광을 분광하는 단계(S100)를 거친다. 이때의 광은 광원(11)에서 조사된 광으로 백색광 또는 가변 파장을 갖는 레이저광이며, 이 광은 광분리부(13)에 의해 2개의 광(측정광과 기준광)으로 분리된다.
이어 분광된 측정광을 시편(21)에 조사하여 그 반사광을 얻는 단계(S200)를 거친다. 이때의 측정광은 렌즈(22)에 의해 집광되어 시편(21)에 조사되어 반사되어 다시 렌즈(22)에 의해 집광된다. 이렇게 반사되어 집광된 측정광은 광원부(10)의 광분리기(13)에 입사되어 후술할 기준광과 간섭을 통해 음향광학변조필터(40)로 입사되게 된다.
다음 단계로 기준광을 편광시켜 주는 단계(S300)를 거친다. 이 단계(S300)에서는 광원(11)으로부터 분광된 기준광을 편광기(31)를 통해 편광시켜 주게 된다. 이때의 편광 정도는 신호처리 및 제어부(60)의 제어에 따라 음향광학변조필터(40)에서 분광되는 정상파 또는 비정상파와 같은 편광 정도로 편광시켜 주게 된다.
상기 단계(S200 및 S300)를 거친 측정광과 기준광은 각각 광분리기(13)에 조사되어 분광이 이루어진 다음에 편광 상태가 다른 회절광을 얻는 단계(S400)를 거 친다. 즉, 반사된 측정광 및 편광된 기준광을 광분리기(13)에 조사하여 간섭광을 얻고, 이 간섭광을 음향광학변조필터(40)에 조사하여 미리 RF 주파수에 따라 정해지는 2개의 회절광으로 분광된다.
이때의 회절광에는, 어느 하나에 측정광과 기준광에 관한 신호를 포함하고 다른 하나의 회절광에는 측정광에 관한 신호를 포함하고 있다. 이는 측정광이 음향광학변조필터(40)에 조사되게 되면 정상파와 비정상파로 분광이 이루어지고, 기준광인 경우는 미리 정상파 또는 비정상파로 편광이 이루어져 있기 때문이다. 예를 들어, 기준광이 정상파로 편광되었다고 가정하면, 제1회절광에는 정상파와 비정상파에 관한 신호가, 그리고 제2회절광에는 정상파에 관한 신호를 각각 포함하게 되는 것이다. 물론, 기준광이 비정상파인 경우는 그 반대의 신호를 각각 포함하게 된다.
다음 단계(S400)로, 검출부(50)의 2차원 결상소자를 통해 이렇게 회절된 2개의 회절광을 각각 검출하게 된다. 이렇게 검출된 회절광은 신호처리 및 제어부(60)로 송신된다.
마지막 단계(S500)에서, 상술한 바와 같이 듀얼 모드 형태로 얻어진 광신호를 신호처리 및 제어부(60)에 처리하여 측정 대상이 되는 박막의 두께라든가 세포의 굴절률, 또는 분광 물성치를 얻게 된다.
한편, 본 발명의 바람직한 구현예에서 상술한 이미징 방법을 수행하는 광학부재 및 이러한 광학부재가 구비된 광학기기 또한 본 발명에 포함된다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
도 1은 음향광학변조필터(AOTF)를 설명하기 위한 개략도.
도 2는 본 발명에 따르는 음향광학변조필터를 이용한 듀얼모드 분광 이미징 시스템을 설명하기 위해 개략적으로 구성을 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명에 따르는 음향광학변조필터를 이용한 듀얼 모드 분광 이미징 시스템의 일실시예를 보여주는 개략도.
도 4는 본 발명에 따르는 음향광학변조필터를 이용한 듀얼 모드 분광 이미징 방법을 설명하기 위한 플로우챠트.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 광원부
11 : 광원
12 : 렌즈부
13 : 광분리부
20 : 시편부
21 : 시편
22 : 렌즈
23 : 시편장착부
30: 기준부
31 : 편광기
32 : 렌즈부
33 : 반사경
40 : 음향광학변조필터
41 : 드라이버
42 : 비등방성 결정
43 : PZT
50 : 검출부
51,52 : 2차원 결상소자
53 : 렌즈부
60 : 신호처리 및 제어부
Claims (21)
- 광원(11)으로부터 생성된 광을 측정광과 기준광으로 분광시켜 조사해 주는 광원부(10);상기 측정광을 시편(21)에 조사하여 반사된 측정광을 얻는 시편부(20);상기 기준광을 편광시켜 주는 기준부(30);상기 반사된 측정광과 편광된 기준광을 편광시켜 얻은 간섭광으로부터 편광 상태가 다른 2개의 회절광으로 분광시켜 주는 음향광학변조필터(40);상기 각 회절광을 검출하는 검출부(50); 및검출된 회절광을 이용하여 결상처리 및 상기 음향광학변조필터(40)를 제어하는 신호처리 및 제어부(60);를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 음향광학변조필터를 이용한 듀얼모드 분광 이미징 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 광원부(10)는 광을 생성하는 광원(11), 생성된 광을 집광하는 렌즈부(12) 및 집광된 광을 분리시켜 주는 광분리부(13)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 음향광학변조필터를 이용한 듀얼모드 분광 이미징 시스템.
- 제 2 항에 있어서,상기 광원(11)은 백색광 또는 가변 파장을 갖는 레이저인 것을 특징으로 하 는 음향광학변조필터를 이용한 듀얼모드 분광 이미징 시스템.
- 제 2 항에 있어서,상기 렌즈부(12)는 광을 평행광으로 바꿔주거나 광량 조절이 가능하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 음향광학변조필터를 이용한 듀얼모드 분광 이미징 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 시편부(20)는 상기 측정광의 촛점을 맞추기 위한 렌즈(22)와, 시편(21)을 장착하기 위한 시편장착부(23)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 음향광학변조필터를 이용한 듀얼모드 분광 이미징 시스템.
- 제 5 항에 있어서,상기 시편(21)은 박막이 도포되어 있거나 특정 세포 또는 광학소자인 것을 특징으로 하는 음향광학변조필터를 이용한 듀얼모드 분광 이미징 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 기준부(30)는 기준광을 집광하는 렌즈부(32), 집광된 기준광을 편광시켜 주는 편광기(31), 편광된 기준광을 다시 반사시켜 주는 반사경(33)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 음향광학변조필터를 이용한 듀얼모드 분광 이미징 시 스템.
- 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서,상기 기준부(30)는 선형 편광의 방향을 전환시켜 주기 위해 회전가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 음향광학변조필터를 이용한 듀얼모드 분광 이미징 시스템.
- 제 8 항에 있어서,상기 기준부(30)는 위상 지연기 또는LCVR(Liquid Crystal Variable Retarder) 또는 울라스톤 프리즘(Wollaston Prism)를 포함하여 편광 상태를 바꿀 수 있는 광학소자인 것을 특징으로 하는 음향광학변조필터를 이용한 듀얼모드 분광 이미징 시스템.
- 제 9 항에 있어서,상기 기준부(30)는 상기 기준광을 선형 편광시켜 정상파 또는 비정상파인 형태로 상기 음향광학변조필터에 조사시켜 주는 것을 특징으로 하는 음향광학변조필터를 이용한 듀얼모드 분광 이미징 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 검출부(50)는 비정상파의 회절방향과 정상파의 회절방향에서 각각 분광 신호를 얻는 것을 특징으로 하는 음향광학변조필터를 이용한 듀얼모드 분광 이미징 시스템.
- 제 11 항에 있어서,상기 분광신호는 상기 기준광과 측정광이 서로 간섭된 분광신호 및 측정광만의 분광신호인 것을 특징으로 하는 음향광학변조필터를 이용한 듀얼모드 분광 이미징 시스템.
- 제 1 항 또는 제 11 항에 있어서,상기 검출부(50)는 각각의 회절광을 결상하기 위한 2개의 2차원 결상소자(51,52)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 음향광학변조필터를 이용한 듀얼모드 분광 이미징 시스템.
- 제 13 항에 있어서,상기 검출부(50)는 결상 또는 집광을 위한 렌즈부(53)를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 음향광학변조필터를 이용한 듀얼모드 분광 이미징 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 신호처리 및 제어부(60)는 상기 음향광학변조필터(40)에 입력되어 분광되는 빛의 파장을 변화시켜 주는 음향광학변조필터 드라이버(41)를 더 포함하는 것 을 특징으로 하는 음향광학변조필터를 이용한 듀얼모드 분광 이미징 시스템.
- 제 1 항 또는 제 15 항에 있어서,상기 신호처리 및 제어부(60)는 RF 신호로 상기 음향광학변조필터(40)를 제어하는 것을 특징으로 하는 음향광학변조필터를 이용한 듀얼모드 분광 이미징 시스템.
- 광원으로부터 생성된 광을 측정광과 기준광으로 분광하는 단계(S100);상기 측정광을 시편에 조사하여 그 반사된 측정광을 얻는 단계(S200);상기 기준광을 편광시켜 주는 단계(S300);음향광학변조필터(40)로 상기 반사된 측정광 및 편광된 기준광을 집광하여 편광 상태가 다른 2개의 회절광을 형성시켜 주는 단계(S400); 및상기 각 회절광으로부터 데이터를 검출하여 처리하는 단계(S500);를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 음향광학변조필터를 이용한 듀얼모드 분광 이미징 방법.
- 제 17 항에 있어서, 상기 회절광 형성단계(S400)에서,상기 각 회절광은 복굴절 현상을 이용하여 편광되는 것을 특징으로 하는 음향광학변조필터를 이용한 듀얼모드 분광 이미징 방법.
- 제 17 항에 있어서, 상기 회절광 형성단계(S400)에서,상기 각 회절광은 상기 음향광학변조필터(40)를 통과하면서 직교방향으로 편광된 회절광인 것을 특징으로 하는 음향광학변조필터를 이용한 듀얼모드 분광 이미징 방법.
- 제 17 항에 있어서, 상기 데이터 검출단계(S500)에서,상기 어느 하나의 회절광으로부터 측정광과 기준광에 관한 데이터를 검출하고, 나머지 하나의 회절광으로부터 측정광에 관한 데이터를 검출하는 것을 특징으로 하는 음향광학변조필터를 이용한 듀얼모드 분광 이미징 방법.
- 청구항 제 17 항 내지 제 20 항중 어느 한항의 이미징 방법을 수행하는 광학부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 광학기기.
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