KR101290703B1 - Apparatus and method for detecting optical activity using self-heterodyned detection technique - Google Patents
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Abstract
광학 활성 측정 장치는, 백색광 펄스 신호를 조사하는 광원부; 상기 백색광 펄스 신호의 편광을 조절하여 제1 편광 방향의 펌프광 및 제2 편광 방향의 기준광을 포함하는 입사광을 생성하며, 상기 입사광을 키랄 성질을 갖는 시료에 입사시키는 편광 조절부; 상기 시료를 통과한 상기 입사광을, 상기 제1 편광 방향의 제1 성분 및 상기 제2 편광 방향의 제2 성분으로 분리하는 편광 빔 스플리터; 및 상기 제1 성분 및 상기 제2 성분을 이용하여 상기 시료의 광학 활성을 측정하는 검출부를 포함할 수 있다. 광학 활성 측정 장치를 이용하여, 자외선 영역에서 가시광선 영역에 이르는 광대역에서 원편광 이색성(circular dichroism) 및 광 회전 분산(optical rotatory dispersion) 등을 자체-헤테로다인(self-heterodyned) 검출 방식으로 측정할 수 있다.An optical activity measuring device includes a light source unit for irradiating a white light pulse signal; A polarization controller configured to adjust the polarization of the white light pulse signal to generate incident light including a pump light in a first polarization direction and a reference light in a second polarization direction, and to incident the incident light on a sample having a chiral property; A polarization beam splitter that separates the incident light passing through the sample into a first component in the first polarization direction and a second component in the second polarization direction; And a detector configured to measure the optical activity of the sample by using the first component and the second component. Using an optical activity measuring device, self-heterodyned detection of circular dichroism and optical rotatory dispersion over a wide band from the ultraviolet to the visible range can do.
Description
실시예들은 광학 활성 측정 장치 및 방법에 대한 것이다. 상세하게는, 실시예들은 자체-헤테로다인(self-heterodyned) 검출을 이용하여 자외선 영역에서 가시광선 영역에 이르는 광대역에서 원편광 이색성(circular dichroism) 및 광 회전 분산(optical rotatory dispersion) 등을 측정할 수 있는 광학 활성 측정 장치 및 방법에 대한 것이다. Examples relate to an optical activity measuring apparatus and method. Specifically, embodiments use self-heterodyned detection to measure circular dichroism and optical rotatory dispersion, etc., in the broadband from the ultraviolet region to the visible region. It relates to an optical activity measuring apparatus and method that can be.
원편광 이색성(circular dichroism; CD) 및 광 회전 분산(optical rotatory dispersion; ORD)과 같은 광학 활성 분광법은 분자 구조에 매우 민감하기 때문에 생체 분자를 포함하는 키랄(chiral)분자의 구조분석에 매우 유용하다. 하지만 광학 활성 신호는 세기가 매우 약하기 때문에 시간 영역 분광학에 적용하는 것은 쉽지 않은 일이다. Optically active spectroscopy, such as circular dichroism (CD) and optical rotatory dispersion (ORD), are very sensitive to molecular structure, making them very useful for structural analysis of chiral molecules, including biomolecules. Do. However, because optically active signals are very weak, their application in time domain spectroscopy is not easy.
광학 활성 신호는 키랄(chiral) 성질을 가지는 시료가 좌원편광(left circularly polarization; LCP)과 우원편광(right circularly polarization; RCP)된 빛에 대해 보이는 반응 차이(예를 들어, 흡수 또는 굴절률 차이)에 의해 발생한다. 따라서 일반적인 광학 활성 측정은 시료에 좌/우 원편광 된 빛을 번갈아 조사하고 이들의 차이를 측정하는 차등(differential) 방법을 이용하며, 이를 다시 파장에 따라 스캔하게 된다.The optical activity signal is dependent on the difference in response (e.g. absorption or refractive index difference) between chiral properties of the sample with left circularly polarized light (LCP) and right circularly polarized light (RCP). Caused by Therefore, the general optical activity measurement uses a differential method that alternately irradiates the left and right circularly polarized light on the sample and measures the difference, which is then scanned according to the wavelength.
광학 활성 신호를 검출하기 위한 또 다른 방법으로는, 광학 활성 신호를 기준 신호와 간섭시켜 측정하는 헤테로다인(heterodyne) 측정법이 있다. 헤테로다인 측정법의 경우 기준 신호의 크기에 비례하여 측정의 신호 대 잡음비가 높아지고, 시간 영역에서 측정이 이루어지므로 스캔을 할 필요 가 없어 측정시간이 짧은 이점이 있다. 예컨대, 대한민국 공개특허공보 제10-2010-91280호에는 펨토초의 CD 및 ORD 스펙트럼을 측정하는 기술이 개시되어 있다. Another method for detecting an optically active signal is a heterodyne measurement, in which an optically active signal is measured by interfering with a reference signal. In the case of heterodyne measurement, the signal-to-noise ratio of the measurement increases in proportion to the magnitude of the reference signal, and since the measurement is performed in the time domain, there is no need to perform a scan, thereby shortening the measurement time. For example, Korean Patent Publication No. 10-2010-91280 discloses a technique for measuring CD and ORD spectra of femtoseconds.
생체 분자의 전자 전이 과정을 대상으로 광학 활성 신호를 측정하기 위해서는, 자외선 및/또는 가시광선 영역에서 광학 활성 신호의 측정을 수행할 것이 요구된다. 그러나, 외부에서 발생된 기준 신호 와의 간섭을 이용하여 광학 활성 신호를 측정하는 종래 방법의 경우, 검출되는 간섭 신호가 신호들 사이의 위상 관계에 대단히 민감한 특성이 있다. 그 결과, 상기 방법은 파장이 짧은 자외선 및/또는 가시광선 영역에서는 위상 관계의 변동이 결과에 미치는 영향이 매우 커 적용이 어려운 문제점이 있다.In order to measure the optically active signal in the electron transfer process of the biomolecule, it is required to measure the optically active signal in the ultraviolet and / or visible light region. However, in the conventional method of measuring an optically active signal using interference with an externally generated reference signal, the interference signal to be detected is very sensitive to the phase relationship between the signals. As a result, the method has a problem in that it is difficult to apply because the influence of the variation of the phase relationship on the result is very large in the ultraviolet and / or visible light region having a short wavelength.
본 발명의 일 측면에 따르면, 자외선 및/또는 가시 광선 영역에서도 위상차에 의한 잡음 없이 시료의 광학 활성을 측정할 수 있는 광학 활성 측정 장치 및 방법을 제공할 수 있다. According to an aspect of the present invention, it is possible to provide an optical activity measuring apparatus and method capable of measuring optical activity of a sample even in the ultraviolet and / or visible light region without noise due to phase difference.
일 실시예에 따른 광학 활성 측정 장치는, 백색광 펄스 신호를 조사하는 광원부; 상기 백색광 펄스 신호의 편광을 조절하여 제1 편광 방향의 펌프광 및 제2 편광 방향의 기준광을 포함하는 입사광을 생성하며, 상기 입사광을 키랄 성질을 갖는 시료에 입사시키는 편광 조절부; 상기 시료를 통과한 상기 입사광을, 상기 제1 편광 방향의 제1 성분 및 상기 제2 편광 방향의 제2 성분으로 분리하는 편광 빔 스플리터; 및 상기 제1 성분 및 상기 제2 성분을 이용하여 상기 시료의 광학 활성을 측정하는 검출부를 포함할 수 있다. An optical activity measuring apparatus according to an embodiment includes a light source unit for irradiating a white light pulse signal; A polarization controller configured to adjust the polarization of the white light pulse signal to generate incident light including a pump light in a first polarization direction and a reference light in a second polarization direction, and to incident the incident light on a sample having a chiral property; A polarization beam splitter that separates the incident light passing through the sample into a first component in the first polarization direction and a second component in the second polarization direction; And a detector configured to measure the optical activity of the sample by using the first component and the second component.
일 실시예에 따른 광학 활성 측정 방법은, 백색광 펄스 신호의 편광을 조절하여, 제1 편광 방향의 펌프광 및 제2 편광 방향의 기준광을 포함하는 입사광을 생성하는 단계; 상기 입사광을 키랄 성질을 갖는 시료에 입사시키는 단계; 상기 시료를 통과한 상기 입사광을, 상기 제1 편광 방향의 제1 성분 및 상기 제2 편광 방향의 제2 성분으로 분리하는 단계; 및 상기 제1 성분 및 상기 제2 성분을 이용하여 상기 시료의 광학 활성을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.According to one or more exemplary embodiments, an optical activity measuring method includes: generating incident light including a pump light in a first polarization direction and a reference light in a second polarization direction by adjusting polarization of a white light pulse signal; Injecting the incident light into a sample having chiral properties; Separating the incident light passing through the sample into a first component in the first polarization direction and a second component in the second polarization direction; And measuring the optical activity of the sample using the first component and the second component.
본 발명의 일 측면에 따른 광학 활성 측정 장치 및 방법에 의하면, 헤테로다인(heterodyne) 검출을 위한 기준광을 별도로 생성하지 않고 입사광 자체를 시료의 여기 및 간섭에 이용하므로, 광학 활성 신호와 기준 신호의 광학적 이동 경로가 동일하게 된다. 따라서, 위상 관계에 대한 불확실성을 원천적으로 제거하고, 근자외선 영역으로부터 가시광선 영역에 이르는 광대역에서 광학 활성 스펙트럼을 측정할 수 있다. According to the optical activity measuring apparatus and method according to an aspect of the present invention, since incident light itself is used for excitation and interference of a sample without separately generating a reference light for heterodyne detection, the optical activity signal and the reference signal The movement path is the same. Therefore, it is possible to fundamentally remove the uncertainty of the phase relationship and to measure the optical activity spectrum in the broadband from the near ultraviolet region to the visible region.
또한, 상기 광학 활성 측정 장치 및 방법에 의하면, 시료에 대한 입사광의 편광 상태를 조절하여 원편광 이색성(circular dichroism; CD) 및 광 회전 분산(optical rotatory dispersion; ORD) 신호를 선택적으로 측정할 수 있다. 특히, 측정 중에 입사광의 편광 상태를 변화시켜야 하는 종래의 방법과 달리 하나의 고정된 편광 상태를 이용할 수 있어, 하나의 레이저 펄스만으로도 비차등 측정 방법으로 광학 활성 신호를 측정할 수 있다.In addition, according to the optical activity measuring apparatus and method, it is possible to selectively measure the circular dichroism (CD) and optical rotatory dispersion (ORD) signals by adjusting the polarization state of the incident light to the sample have. In particular, unlike the conventional method of changing the polarization state of incident light during measurement, one fixed polarization state can be used, so that the optically active signal can be measured by the non-differential measurement method with only one laser pulse.
나아가, 상기 광학 활성 측정 장치는, 하나의 펄스로부터 분리된 두 편광 성분을 전하결합소자(Charge Coupled Device; CCD) 검출기로 동시에 구분하여 측정 및 연산하므로, 측정의 안정성이 높고 기기 구성이 간단하다. 또한, 광원의 출력 세기 요동에 대해서도 자동적인 보정이 가능하다. 나아가, 높은 반복 속도의 측정이 가능하고 스캔 방식 없이도 전체 스펙트럼을 직접 얻을 수 있기 때문에 빠른 측정 속도로 스펙트럼의 질을 높일 수 있다. Furthermore, the optical activity measuring device measures and computes two polarized components separated from one pulse simultaneously with a charge coupled device (CCD) detector, so that the measurement stability is high and the device configuration is simple. In addition, automatic correction of output intensity fluctuations of the light source is possible. In addition, high repetition rate measurements are possible and the entire spectrum can be obtained directly without a scanning method, thereby increasing the quality of the spectrum at high measurement rates.
본 발명의 일 측면에 따른 광학 활성 측정 장치 및 방법을 시간 영역 분광학에 적용할 경우, 측정의 시간 분해능을 펨토초 수준으로 끌어올려 매우 빠른 속도로 일어나는 생화학적 분자들의 광학 활성에 관한 동역학 연구에 이용될 수 있으며, 다차원 분광학으로의 확장이 가능하다. When the optical activity measuring apparatus and method according to an aspect of the present invention is applied to time domain spectroscopy, the time resolution of the measurement is increased to the femtosecond level to be used for the dynamical study of the optical activity of biochemical molecules occurring at a very high speed. It is possible to extend to multidimensional spectroscopy.
도 1은 일 실시예에 따른 광학 활성 측정 장치의 개략도이다.
도 2a는 일 실시예에 따른 광학 활성 측정 장치에 의한 원편광 이색성(Circular Dichroism; CD) 신호 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 2b는 일 실시예에 따른 광학 활성 측정 장치에 의한 광 회전 분산(Optical Rotatory Dispersion; ORD) 신호 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 3은 일 실시예에 따른 광학 활성 측정 장치에서 펄스의 개수에 따른 ORD 신호의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 4a는 일 실시예에 따른 광학 활성 측정 장치에서 중심 파장 약 400 nm의 입사광을 이용하여 측정된 증폭된 ORD 신호를 나타낸다.
도 4b는 도 4a에 도시된 ORD 신호로부터 계산된 신호 대 잡음비를 나타낸다.
도 5는 일 실시예에 따른 광학 활성 측정 장치를 이용하여 나선형 집합체에 대한 CD 신호 및 ORD 신호를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다. 1 is a schematic diagram of an optical activity measuring device according to one embodiment.
2A is a graph illustrating a measurement result of a circular dichroism (CD) signal by an optical activity measuring apparatus according to an exemplary embodiment.
2B is a graph illustrating optical rotatory dispersion (ORD) signal measurement results by an optical activity measuring apparatus according to an exemplary embodiment.
3 is a graph illustrating a measurement result of an ORD signal according to the number of pulses in an optical activity measuring apparatus according to an embodiment.
4A illustrates an amplified ORD signal measured using incident light having a center wavelength of about 400 nm in the optical activity measuring device according to one embodiment.
FIG. 4B shows the signal-to-noise ratio calculated from the ORD signal shown in FIG. 4A.
5 is a graph illustrating a result of measuring a CD signal and an ORD signal for a spiral aggregate using an optical activity measuring apparatus according to an embodiment.
이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 상세히 살펴본다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
키랄(chiral) 성질을 갖는 시료는 좌원편광(Left-Circular Polarization; LCP)된 빛과 우원편광(Right-Circular Polarization; RCP)된 빛을 상이하게 흡수하며, 이는 시료의 광학 활성으로 인한 빛의 차등 감수율(differential susceptibility)로서 다음의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.Samples with chiral properties absorb left-circular polarized (LCP) light and right-circular polarized light (RCP) light differently, which is the difference in light due to the optical activity of the sample. As the susceptibility (differential susceptibility) can be represented by the following equation (1).
상기 수학식 1과 같이, 주파수 ω에서 차등 감수율 은 좌원편광된 빛의 감수율 및 우원편광된 빛의 감수율 의 차로 표현될 수 있다. 차등 감수율은 복소수의 성질을 가지며, 실수부는 광 회전 분산(optical rotatory dispersion; ORD) 신호에 해당하고 허수부는 원편광 이색성(circular dichroism; CD) 신호에 해당된다. As shown in
선형 편광된 빛은 50%의 좌원편광 성분과 50%의 우원편광 성분의 합으로 볼 수 있다. 선형 편광된 빛이 키랄 성질을 갖는 시료를 통과하게 되면, 좌원편광 성분과 우원편광 성분의 반응 차이로 인하여, 입사된 빛의 편광은 회전된 타원 편광으로 변화하게 된다. 이때, 시료를 통과한 빛에서 평행 성분 및 직교 성분의 비율을 이용하여 CD 및/또는 ORD 신호를 측정할 수 있다.Linearly polarized light can be viewed as the sum of 50% left circularly polarized light component and 50% right circularly polarized light component. When the linearly polarized light passes through the sample having chiral properties, the polarization of the incident light is changed to the rotated elliptical polarization due to the difference in the reaction between the left circularly polarized component and the right circularly polarized component. In this case, the CD and / or ORD signal may be measured using a ratio of parallel and orthogonal components to light passing through the sample.
상기 수학식 2에서 는 시료를 통과한 빛 중 시료에 대한 입사광의 편광의 주축 방향과 평행한 방향(예컨대, 수직 방향)의 성분을 나타낸다. 는 시료를 통과한 빛 중 입사광의 편광의 주축과 직교하는 방향(예컨대, 수평 방향)의 성분을 나타내는 것으로서, 입사광으로 인해 시료로부터 생성된 광학 활성 신호에 대응된다. 또한, 상기 수학식 2에서 L은 시료를 통과하는 광 경로의 길이를 나타내며, c는 빛의 속도를 나타내고, n(ω)는 시료의 굴절률을 나타낸다. In Equation (2) Denotes a component in a direction parallel to the main axis direction of the polarization of the incident light with respect to the sample among the light passing through the sample. Represents a component in a direction (eg, a horizontal direction) orthogonal to the main axis of polarization of incident light among the light passing through the sample, and corresponds to an optically active signal generated from the sample due to the incident light. In
상기 수학식 2를 실수부와 허수부로 나누어 생각하면, CD 신호 및 ORD 신호는 과 의 비율에 대하여 다음 수학식 3 및 수학식 4와 같이 표현될 수 있다. When the
상기 수학식 3 및 수학식 4에서 는 CD 신호를 나타내며, 는 ORD 신호를 나타낸다. 또한, 상기 수학식 3 및 수학식 4에서 및 은 각각 차등 흡수율 및 차등 굴절률에 해당하는 항들로서, 각각 다음의 수학식 5 및 수학식 6과 같이 표현될 수 있다. In
따라서, 시료를 통과한 신호에서 및 의 비율인 의 위상과 세기가 측정되면, 수학식 3 내지 수학식 6을 이용하여 CD 신호 및 ORD 신호 중 원하는 신호를 측정할 수 있다. 이상의 측정 과정을 수행할 수 있는 일 실시예에 따른 광학 활성 측정 장치 및 방법에 대하여 이하에서 상세히 설명한다.
Therefore, in the signal passing through the sample And Which is the ratio of When the phase and the intensity of is measured, the desired signal of the CD signal and the ORD signal can be measured using
도 1은 일 실시예에 따른 광학 활성 측정 장치의 개략도이다. 1 is a schematic diagram of an optical activity measuring device according to one embodiment.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 광학 활성 측정 장치는 광원부(10), 편광 조절부(20), 편광 빔 스플리터(Polarizing Beam Splitter)(40) 및 검출부(50)를 포함할 수 있다. 광원부(10) 및 편광 조절부(20)를 이용하여 키랄 성질을 갖는 시료(30)에 빛을 조사할 수 있으며, 시료(30)를 통과한 빛을 편광 빔 스플리터(40)를 이용하여 각 방향의 성분으로 분리한 후, 분리된 성분들을 검출부(50)에서 검출함으로써 시료(30)의 광학 활성 신호를 측정할 수 있다. Referring to FIG. 1, an optical activity measuring apparatus according to an embodiment may include a
광원부(10)는 레이저 광원(101) 및 시료 큐벳(102)을 포함할 수 있다. 레이저 광원(101)을 이용하여 펨토초(femtosecond) 레이저 펄스를 시료 큐벳(102)에 집속시킬 수 있다. 일 실시예에서, 펨토초 레이저 펄스는 약 800 nm의 중심 파장을 가질 수 있다. 시료 큐벳(102)에는 물이 담겨 있을 수 있다. 시료 큐벳(102)은 약 1 cm의 길이를 가질 수도 있다. 펨토초 레이저 펄스가 물에 조사되면, 물로부터 백색광 펄스가 생성될 수 있다. 물에 집속되는 레이저 펄스의 세기 및/또는 초점 거리를 조절함으로써, 백색광 펄스가 근자외선 영역으로부터 가시광선 영역에 이르기까지 요동 없이 안정된 형태가 되도록 할 수 있다. 일 실시예에서, 백색광 펄스는 약 380 nm에서 약 750 nm에 이르는 파장 범위를 가질 수도 있다. The
도 1에서 시료 큐벳(102)의 상부에 도시된 스펙트럼은 백색광 펄스를 CCD 검출기(503)에서 검출한 결과를 나타낸다. 상기 스펙트럼에서 가로축은 파장(nm)이며, 세로축은 빛의 세기를 최소 0 내지 최대 216 카운트(count)의 범위에서 디지털화한 값을 나타낸다. 또한, 상기 스펙트럼에서 트랙 1 및 트랙 2는 CCD 검출기(503)의 상이한 두 영역에서 검출되는 빛에 대응되는 스펙트럼들로서, 이는 CCD 검출기(503)와 관련하여 상세히 후술한다.The spectrum shown at the top of the
생성된 백색광 펄스는 편광 조절부(20)를 거쳐 시료(30)에 입사될 수 있다. 편광 조절부(20)는 측정하고자 하는 신호의 종류에 따라 시료(30)에 입사될 입사광의 편광을 조절할 수 있다. 예컨대, CD 신호를 측정하고자 할 때는 타원 편광을 갖는 입사광을 시료(30)에 입사시킬 수 있다. 또한, ORD 신호를 측정하고자 할 때는 회전된 선형 편광을 갖는 입사광을 시료(30)에 입사시킬 수 있다. 편광 조절부(20)는 백색광 펄스의 편광을 조절하기 위한 하나 이상의 수단을 포함할 수 있다. The generated white light pulse may be incident on the
편광 조절부(20)는 백색광 펄스의 편광을 조절하여 시료(30)에 입사될 입사광을 생성하되, 입사광이 제1 편광 방향의 성분 및 제2 편광 방향의 성분을 갖도록 백색광 펄스의 편광을 조절할 수 있다. 제1 편광 방향 및 제2 편광 방향은 서로 직교하는 방향일 수 있다. 또한, 입사광에서 상대적으로 세기가 큰 성분이 제1 편광 방향의 성분에 해당하며, 상대적으로 세기가 작은 성분이 제2 편광 방향의 성분에 해당할 수 있다. 본 명세서에서는, 시료(30)에 입사되는 입사광에서 제1 방향의 성분을 펌프광으로 지칭하며, 제2 방향 성분을 기준광으로 지칭하기로 한다.The
예를 들어, 광학 활성 측정 장치를 이용하여 ORD 신호를 측정하고자 하는 경우, 편광 조절부(20)는 편광기(201)를 포함할 수 있다. 편광기(201)의 배향 방향은 수직 방향으로부터 소정의 각도로 회전하여 배치될 수 있다. 상기 소정의 각도는, 편광기(201)를 통과한 빛에서 수직 방향의 성분이 수평 방향의 성분에 비해 상대적으로 큰 세기를 갖도록 결정될 수 있다. 이상과 같이 구성된 편광기(201)를 통과한 백색광 펄스는 회전된 선형 편광을 갖게 되며, 이는 수직 방향 성분 및 수평 방향 성분으로 구분될 수 있다. 이때, 수직 방향의 성분이 펌프광에 해당하며, 수평 방향의 성분이 기준광에 해당한다. For example, when the ORD signal is to be measured using the optical activity measuring device, the
일 실시예에서, 편광기(201)는 수직 방향으로부터 약 5°만큼 회전된 배향 방향을 가질 수도 있다. 이 경우, 편광기(201)를 통과한 백색광 펄스에서 수평 방향 성분은 수직 방향 성분과 비교하여 1/100 정도의 세기로 유지될 수 있다. 빛의 세기는 전기장의 제곱에 비례하므로, 수평 방향 성분의 세기를 수직 방향 성분의 1/100로 조절할 경우 시료(30)에 입사되는 입사광에서 펌프광과 기준광의 비율이 1/10이 된다. 따라서, 수학식 12를 참조하여 후술하는 것과 같이 측정되는 CD 신호 및/또는 ORD 신호에 대하여 10배의 증폭 효과를 얻을 수 있다. 그러나 상기 수치들은 단지 예시적인 것으로서, 편광기(201)의 배향 방향의 각도는 신호의 증폭 정도를 고려하여 상이하게 결정될 수도 있다.In one embodiment, the
또한, 광학 활성 장치를 이용하여 CD 신호를 측정하고자 하는 경우, 편광 조절부(20)는 인장판(strain plate)(202)을 포함할 수 있다. 인장판(202)에는, 빛의 경로에 수직한 면에서 압력이 가해지는 동시에 편광의 주축이 회전하지 않는 각도로부터 압력이 가해질 수 있다. 인장판(202)에 압력이 가해지는 각도는 수직 방향에 대해 약 45°의 각도일 수도 있다. 그 결과, 인장판(202)을 통과한 백색광 펄스의 편광은 수직 방향의 장축 및 수평 방향의 단축을 갖는 타원 편광으로 변환될 수 있다. 이때, 타원 편광된 빛에서 장축 방향 성분이 펌프광에 해당하며, 단축 방향 성분이 기준광에 해당한다. In addition, when the CD signal is to be measured using the optically active device, the
일 실시예에서는, 타원 편광된 빛에서 장축 방향 성분의 세기와 단축 방향 성분의 세기의 비율이 약 100:1이 되도록 인장판(202)에 가해지는 압력을 조절할 수도 있다. 그 결과, 편광기(201)와 관련하여 전술한 것과 마찬가지로, 측정하고자 하는 CD 신호 및/또는 ORD 신호에 대하여 10배의 증폭 효과를 얻을 수 있다. 이에 대해서는 수학식을 참조하여 상세히 후술한다.In one embodiment, the pressure applied to the
이상에서 설명한 실시예에서는, 편광기(201) 또는 인장판(202)을 이용하여 백색광 펄스의 편광을 조절함에 있어서 수직 방향을 펌프광의 편광 방향으로 하고 수평 방향을 기준광의 편광 방향으로 하는 경우를 설명하였다. 그러나 이는 단지 예시적인 것으로서, 펌프광의 편광 방향은 반드시 수직 방향으로 한정되는 것은 아니며 다른 상이한 방향으로 결정될 수도 있다. In the above-described embodiments, the case where the vertical direction is used as the polarization direction of the pump light and the horizontal direction is used as the polarization direction of the reference light in adjusting the polarization of the white light pulse using the
한편, 광원(101)에서 조사된 빛이 시료 큐벳(102), 편광기(201) 및/또는 인장판(202)을 통과하여 진행하는 동안 하나 이상의 슬릿(801, 802), 거울(601, 602) 및 렌즈(701, 702) 등을 이용하여 빛의 진행 경로를 조절할 수 있다. 그러나, 도 1에 도시된 하나 이상의 슬릿(801, 802), 거울(601, 602) 및 렌즈(701, 702)의 개수 및 배열 형태 등은 단지 예시적인 것이며, 이들 소자들은 빛의 방향을 조절하여 시료(30)에 조사될 수 있도록 하기 위해 도면에 도시된 것과 상이한 개수 및/또는 배열 형태를 가질 수도 있으며, 또한 도시되지 않은 다른 하나 이상의 소자를 더 포함하거나 또는 도시된 소자 중 하나 이상이 생략될 수도 있다.On the other hand, one or
편광기(201) 및/또는 인장판(202)에 의하여 편광이 조절되어 펌프광 및 기준광을 포함하는 백색광 펄스는 입사광으로서 시료(30)에 입사된다. 시료(30)는 키랄 성질을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 시료(30)는 니켈-타르트레이트[Ni-(tartrate)2] 또는 다른 적당한 유기 금속 화합물일 수 있다. 또는, 시료(30)는 염료 분자의 나선형 집합체일 수도 있다. Polarization is controlled by the
펌프광 및 기준광을 포함하는 입사광이 시료(30)에 입사되면, 시료(30)의 키랄 성질로 인하여 펌프광에 의해 펌프광에 수직한 편광 방향을 갖는 광학 활성 신호가 생성될 수 있다. 그 결과, 입사광의 편광은 주축이 회전된 타원 편광으로 변화하게 된다. 한편, 펌프광의 편광 방향에 직교하는 편광 방향을 갖는 기준광은, 시료(30)를 통과한 후 자체-헤테로다인(self-heterodyne) 방식의 간섭에 의해 광학 활성 신호를 증폭 시킬 수 있다. 펌프광과 광학 활성 신호의 위상관계에 따라, 원편광 이색성 또는 광 회전 분산 신호를 선택적으로 검출할 수 있다.When incident light including the pump light and the reference light is incident on the
광학 활성 신호와 기준광은 동일한 광학적 이동 경로를 따라 이동하므로, 광학 활성 신호와 기준광 사이에 항상 일정한 위상 관계를 유지할 수 있다. 그러므로, 위상 관계에 대한 불확실성을 원천적으로 제거하고, 자외선 및/또는 가시광선 영역 등 짧은 파장 영역에서도 광학 활성 스펙트럼을 측정할 수 있다.Since the optically active signal and the reference light travel along the same optical movement path, a constant phase relationship can always be maintained between the optically active signal and the reference light. Therefore, it is possible to fundamentally remove the uncertainty of the phase relationship, and to measure the optical activity spectrum even in a short wavelength region such as an ultraviolet ray and / or a visible ray region.
편광 빔 스플리터(40)는, 시료(30)를 통과한 빛을 펌프광의 편광 방향과 평행한 방향(예컨대, 수직 방향)의 성분 및 펌프광의 편광 방향과 직교하는 방향(예컨대, 수평 방향)의 성분으로 분리한다. 본 명세서에서는, 펌프광의 편광 방향과 평행한 방향의 성분을 평행 성분이라고 지칭하며, 펌프광의 편광 방향에 직교하는 성분을 직교 성분이라고 지칭한다. 편광 빔 스플리터(40)에 의해 분리된 평행 성분 및 직교 성분은 각각 독립적인 경로로 검출부(50)에 전달될 수 있다.The
검출부(50)는 단색화기(monochromator)(502) 및 전하결합소자(Charge Coupled Device; CCD) 검출기(503)를 포함할 수 있다. 편광 빔 스플리터(40)에서 분리된 각각의 성분은 거울(603, 604) 및 렌즈(703) 등을 통하여 단색화기 (502)로 전달될 수 있다. 단색화기(502)는 시료(30)를 통과한 빛을 파장에 따라 분산하여 CCD 검출기(503)에 전달하는 역할을 한다. CCD 검출기(503)에서는, 단색화기(502)를 통해 평행 성분 및 직교 성분을 수신한다. 이때 CCD 검출기(503)에서 보았을 때 평행 성분과 직교 성분의 진행 방향은 동일하며, 다만 높이에만 차이가 있으므로 평행 성분과 직교 성분을 공간적으로 분리할 수 있다. The
예를 들어, CCD 검출기(503)는 미세한 광 검출 소자가 격자 형태로 배열되어 구성될 수 있다. 이때, 광 검출을 위해 반드시 광 검출 소자의 배열 전체를 사용하여야 하는 것은 아니며, 임의로 사용할 영역을 결정할 수 있다. 예를 들어, CCD 검출기(503)를 위와 아래의 두 부분으로 나누어 사용할 경우 CCD 검출기(503)는 상하로 배열되어 있는 두 개의 CCD 칩과 같이 동작하게 된다. 따라서, CCD 검출기(503)를 영역별로 구분하여 평행 성분 및 직교 성분을 각각 별개의 영역에서 검출할 수 있다.For example, the
도 1에서 시료 큐벳(102)의 상부에 도시된 스펙트럼은 백색광 펄스의 스펙트럼을 CCD 검출기(503)에서의 검출 영역에 따라 각각 별개의 트랙(트랙1 및 트랙2)으로 나타낸 것이다. 또한, 도 1에서 CCD 검출기(503)의 상부에 도시된 스펙트럼은 CCD 검출기(503)에서 공간적으로 분리되어 검출된 평행 성분 및 직교 성분 각각의 스펙트럼을 나타낸다. 상기 스펙트럼의 상을 일 방향으로 긴 타원 형상으로 표현한 것은 백색광 펄스가 단색화기(502)를 통과하면서 파장에 따라 분산된 것을 나타낸다.The spectrum shown at the top of the
CCD 검출기(503)에서는 수신된 평행 성분과 직교 성분의 세기를 이용하여 시료(30)의 CD 및/또는 ORD 신호를 측정할 수 있다. 이때, CCD 검출기(503)에 수신되는 평행 성분 및 직교 성분은 광원(101)으로부터 조사된 하나의 펄스로부터 생성되는 것이고 이들 성분은 CCD 검출기(503)에서 동시에 측정될 수 있다. 따라서, 광원(101)의 세기 요동에 따른 오차가 자동적으로 보정될 수 있다. 또한, CCD 검출기(503)를 통해 검출된 스펙트럼의 기록은 매 펄스마다 이루어질 수 있으므로, CCD 검출기(503)의 작동 속도가 빠르면 광원(101)의 레이저 펄스 반복 속도와 동일한 수준의 측정이 가능하다. 예컨대, 광원(101)에서 약 200 Hz의 레이저 반복 속도를 유지할 수 있으며, 상기 광원(101)을 이용하여 1초당 약 200회의 측정이 이루어질 수 있다. In the
이하에서는, 시료(30)를 통과한 빛에서 편광 빔 스플리터(40)에 의해 분리되는 각 성분 및 검출부(50)에서 상기 각 성분을 검출함으로써 시료(30)의 CD 신호 및/또는 ORD 신호를 측정하는 과정에 대하여 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, the CD signal and / or the ORD signal of the
시료(30)로부터 생성된 광학 활성 신호의 전기장을 라 하며, 시료(30)를 통과한 기준광의 전기장을 ELO라 하면, 시료(30)를 통과한 빛에서 총 직교 성분은 가 된다. 또한, 시료(30)를 통과한 빛에서 평행 성분은 로 나타내기로 한다. 이때, 시료(30)를 통과한 빛에서 평행 성분의 세기와 직교 성분의 세기의 비율은 다음 수학식 7과 같이 표현될 수 있다. The electric field of the optically active signal generated from the
상기 수학식 7에서 는 시료(30)를 통과한 빛에서 직교 성분의 세기를 나타내는 스펙트럼(spectrum)이며, 는 시료(30)를 통과한 빛에서 평행 성분의 세기를 나타내는 스펙트럼이다. 한편, 광학 활성 신호는 기준광과 비교하여 매우 작기 때문에 그 제곱 항은 더 작게 되며, 따라서, 상기 수학식 7의 분자에서 는 무시할 수도 있다. 또한, 입사광에서 펌프광의 전기장 EV 및 기준광의 전기장 EH 사이의 비는 다음 수학식 8과 같이 정의될 수 있다.In
또한, 광학 활성 신호의 전기장 은 다음 수학식 9를 만족한다.In addition, the electric field of the optically active signal Satisfies the following equation (9).
상기 수학식 8 및 수학식 9를 이용하면, 전술한 수학식 7은 다음의 수학식 10과 같이 변환될 수 있다. Using
상기 수학식 10에서 는 시료(30)를 통과한 빛에서 평행 성분 의 위상 과 기준광 의 위상 사이의 차이며, 이는 곧 입사광에서 펌프광의 위상 과 기준광의 위상 사이의 차로서 다음 수학식 11과 같이 표현될 수 있다.In
일 실시예에서, 검출부(50)는 편광 빔 스플리터(40) 및 단색화기(502) 사이에 광학적으로 연결된 중성 필터(neutral density filter)(501)를 포함할 수도 있다. 시료(30)를 통과한 빛에서 평행 성분은 세기가 상대적으로 강하기 때문에, 중성 필터(501)를 이용하여 평행 성분의 세기를 약화시킬 수 있다. 예컨대, 평행 성분의 세기를 직교 성분과 비슷한 정도로 약화시킬 수 있다. 약화된 평행 성분의 세기는 다음 수학식 12와 같이 나타낼 수 있다. In one embodiment, the
상기 수학식 12를 이용하면, 수학식 10은 다음 수학식 13 과 같이 변환될 수 있다. Using Equation 12,
상기 수학식 13에서 오른쪽 두번째 항의 크기는 1보다 아주 작기 때문에, 상기 수학식 13의 로그(log) 값은 다음 수학식 14와 같이 근사될 수 있다. Since the size of the second right term in Equation 13 is much smaller than 1, the log value of Equation 13 may be approximated as in Equation 14 below.
입사광이 타원 편광을 갖는 경우 와 ELO 사이의 위상차는 90°(즉, π/2)이며, 입사광이 회전된 선형 편광을 갖는 경우 와 ELO 사이의 위상차는 0°이다. 따라서, 상기 수학식 14에서 위상차 는 입사광의 편광 상태에 따라 알 수 있다. 따라서, 상기 수학식 14를 이용하여 그 위상차가 90°일 때는 CD신호를, 0°일 때는 ORD 신호를 측정할 수 있다.When incident light has elliptical polarization And the phase difference between and E LO is 90 ° (ie π / 2), and the incident light has rotated linearly polarized light The phase difference between and E LO is 0 °. Therefore, the phase difference in Equation 14 It can be known according to the polarization state of the incident light. Accordingly, the CD signal may be measured when the phase difference is 90 ° and the ORD signal when the phase difference is 0 ° using Equation (14).
즉, 입사광이 타원 편광을 갖는 경우 펌프광과 기준광의 위상차는 항상 90°(즉, π/2)이므로, 상기 수학식 14의 우변에 기재된 의 값은 i가 된다. 이때 수학식 14의 우변의 괄호 안에 있는 값 중에서 실수부는 에 비례하는 값으로서 오로지 CD 신호에만 해당된다. 반대로, 입사광이 회전된 선형 편광을 갖는 경우 펌프광과 기준광의 위상차는 0°이므로 상기 수학식 14에서 의 값은 1이 된다. 이때 수학식 14의 우변의 괄호 안에 있는 값 중에서 실수부는 에 비례하는 값으로서 오로지 ORD 신호에만 해당된다.That is, when the incident light has elliptical polarization, the phase difference between the pump light and the reference light is always 90 ° (that is, π / 2), and thus the right side of Equation 14 The value of i becomes i. At this time, the real part of the values in the parentheses of the right side of Equation 14 A value proportional to, only for CD signals. On the contrary, when the incident light has rotated linearly polarized light, the phase difference between the pump light and the reference light is 0 °. The value of 1 is 1. At this time, the real part of the values in the parentheses of the right side of Equation 14 A value proportional to, only for ORD signal.
또한, 수학식 14에 기재된 것과 같이, 시료(30)를 통과한 빛에서 직교 성분과 평행 성분의 세기 사이의 비율은 시료(30)에 입사되는 입사광에서 펌프광과 기준광 사이의 비율인 θ에 반비례한다. 따라서, 예를 들어 기준광이 펌프광의 1/10이 되도록 입사광의 편광을 조절함으로써, 측정되는 신호에 대하여 10배의 증폭 효과를 얻을 수 있다.
In addition, as described in Equation 14, the ratio between the intensity of the orthogonal component and the parallel component in the light passing through the
도 2a는 일 실시예에 따른 광학 활성 측정 장치에 의한 CD 신호 측정 결과를 나타내는 그래프이며, 도 2b는 일 실시예에 따른 광학 활성 측정 장치에 의한 ORD 신호 측정 결과를 나타내는 그래프이다. 도 2a 및 2b에서는 Ni-(tartrate)2 분자의 (+) 및 (-) 두 가지의 광학 이성질체를 이용하여 CD 및 ORD를 측정한 결과를 나타낸다. 2A is a graph illustrating a CD signal measurement result by an optical activity measuring apparatus, and FIG. 2B is a graph illustrating a ORD signal measurement result by an optical activity measuring apparatus, according to an exemplary embodiment. 2A and 2B show the results of measuring CD and ORD using two optical isomers of (+) and (-) of Ni- (tartrate) 2 molecules.
도 2a를 참조하면, 그래프(1001, 1002)는 각각 일 실시예에 따른 광학 활성 측정 장치를 이용하여 Ni-(+)-(tartrate)2 및 Ni-(-)-(tartrate)2 의 CD 신호를 측정한 결과를 나타낸다. 한편, 그래프(1003, 1004)는 동일한 시료에 대하여 종래의 측정 방법에 의하여 CD 신호를 측정한 결과를 비교를 위하여 나타낸 것이다. 도시되는 바와 같이, 일 실시예에 따른 광학 활성 장치가 종래의 방법과 유사한 측정 양상을 보여 정상적인 측정이 이루어진 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 2A, the
도 2b를 참조하면, 그래프(1005, 1006, 1007)는 각각 약 45 mM, 약 22.5 mM 및 약 9 mM의 Ni-(+)-(tartrate)2에 대하여 일 실시예에 따른 광학 활성 측정 장치를 이용하여 ORD 신호를 측정한 결과를 나타낸다. 한편, 그래프(1009, 1010, 1011)는 각각 약 45 mM, 약 22.5 mM 및 약 9 mM의 Ni-(-)-(tartrate)2에 대하여 일 실시예에 따른 광학 활성 측정 장치를 이용하여 ORD 신호를 측정한 결과를 나타낸다. 또한, 그래프(1008)는 편광기 각도를 바꾸어가며 스캔하는 종래의 방식으로 측정된 ORD 신호를 나타낸다. 도시되는 바와 같이, 일 실시예에 따른 광학 활성 장치의 측정 결과가 종래 방법에 의한 측정 결과와 정량적으로 일치하여 정상적인 측정이 이루어진 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 2B,
도 3은 일 실시예에 따른 광학 활성 측정 장치에서 펄스의 개수에 따른 ORD 신호의 측정 결과를 나타내는 그래프이다. 3 is a graph illustrating a measurement result of an ORD signal according to the number of pulses in an optical activity measuring apparatus according to an embodiment.
도 3을 참조하면, 그래프(2001, 2002, 2003, 2004)는 각각 1개의 펄스, 10개의 펄스, 100개의 펄스 및 1000개의 펄스를 이용하여 측정된 ORD 신호를 나타낸다. 예컨대, 100개의 펄스를 이용한 경우의 측정 시간은 약 0.5초였다. 도시되는 바와 같이, 100개의 펄스를 이용하여 측정한 그래프(2003)의 경우 충분한 수준의 측정이 가능함을 알 수 있다. 하나의 펄스를 이용하여 측정한 그래프(2001)의 경우 기기에 의한 잡음이 상쇄되지 않고 남아 있으나, 구조를 모르는 임의의 키랄 분자에 대한 위상, 즉, 분자의 구조가 (+) 형태인지 또는 (-) 형태인지를 나타내는 정보는 하나의 펄스만을 이용하더라도 알아낼 수 있다. Referring to FIG. 3,
도 4a는 일 실시예에 따른 광학 활성 장치에서 중심 파장 약 400 nm의 입사광을 이용하여 측정된 증폭된 ORD 신호를 나타내며, 도 4b는 도 4a에 도시된 ORD 신호로부터 계산된 신호 대 잡음비를 나타낸다.4A illustrates an amplified ORD signal measured using incident light having a center wavelength of about 400 nm in an optically active device according to one embodiment, and FIG. 4B illustrates a signal-to-noise ratio calculated from the ORD signal shown in FIG. 4A.
도 4a를 참조하면, 색이 없는 점(301)들은 Ni-(+)-(tartrate)2에 대하여 일 실시예에 따른 광학 활성 측정 장치를 이용하여 ORD 신호를 측정한 결과를 나타내며, 색이 있는 점(302)들은 Ni-(-)-(tartrate)2에 대하여 일 실시예에 따른 광학 활성 측정 장치를 이용하여 ORD 신호를 측정한 결과를 나타낸다. 한편, 그래프의 x축은 편광기(201)의 회전 각도를 나타낸다. 도시되는 바와 같이, 회전 각도가 작아질수록 이에 비례하여 측정되는 신호가 증폭되는 것을 확인할 수 있다. 점들(301, 302) 사이의 점선은 이론적인 계산치를 나타낸다. Referring to FIG. 4A, the
도 4b를 참조하면, 색이 없는 점(303)들은 도 4a에 도시된 Ni-(+)-(tartrate)2의 ORD 신호(301)로부터 계산된 신호 대 잡음비를 나타낸다. 또한, 색이 있는 점(304)들은 도 4a에 도시된 Ni-(-)-(tartrate)2의 ORD 신호(302)로부터 계산된 신호 대 잡음비를 나타낸다. 도시되는 바와 같이, 편광기(201)의 회전 각도가 감소하여 측정 신호의 증폭률이 커질수록 도 4b에 도시된 신호 대 잡음비도 증가하는 것을 알 수 있다. 즉, 매우 작은 광학 활성 신호에 대한 선택적 증폭 및 측정이 가능하다.Referring to FIG. 4B, the
도 5는 일 실시예에 따른 광학 활성 측정 장치를 이용하여 나선형 집합체에 대한 CD 신호 및 ORD 신호를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다. 5 is a graph illustrating a result of measuring a CD signal and an ORD signal for a spiral aggregate using an optical activity measuring apparatus according to an embodiment.
도 5에 도시된 측정 결과에서는, 염료 분자를 시료로 하여 측정된 결과를 나타낸다. 염료 분자는 단량체 상태에서는 광학 활성이 없으나, DNA를 틀로 이용하여 복수 개의 염료 분자를 나선형 집합체로 형성하면 전체적인 구조에 의하여 광학 활성을 갖게 된다. 도 5에 도시된 그래프(401, 402)는 각각 염료 분자의 나선형 집합체에 대하여 CD 신호 및 ORD 신호를 측정한 결과를 나타낸다. 도시되는 바와 같이 염료 분자의 나선형 집합체에 대하여 정상적인 측정이 이루어졌으며, 일 실시예에 따른 광학 활성 측정 장치 및 방법이 키랄 성질을 나타내는 임의의 환경에 대하여 적용이 가능하다는 것을 확인할 수 있다. In the measurement result shown in FIG. 5, the result measured using the dye molecule as a sample is shown. The dye molecule has no optical activity in the monomer state, but when a plurality of dye molecules are formed into a spiral aggregate using DNA as a framework, the dye molecule has optical activity due to its overall structure. The
이상에서 살펴본 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.Although the present invention described above has been described with reference to the embodiments illustrated in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and variations may be made therefrom. However, such modifications should be considered to be within the technical protection scope of the present invention. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
Claims (18)
상기 백색광 펄스 신호의 편광을 조절하여 제1 편광 방향의 펌프광 및 제2 편광 방향의 기준광을 포함하는 입사광을 생성하며, 상기 입사광을 키랄 성질을 갖는 시료에 입사시키는 편광 조절부;
상기 시료를 통과한 상기 입사광을, 상기 제1 편광 방향의 제1 성분 및 상기 제2 편광 방향의 제2 성분으로 분리하는 편광 빔 스플리터; 및
상기 제1 성분 및 상기 제2 성분을 이용하여 상기 시료의 광학 활성을 측정하는 검출부를 포함하되,
상기 광원부는,
물을 포함하는 시료 큐벳; 및
상기 물에 펨토초 레이저 펄스 신호를 조사하여 상기 백색광 펄스 신호를 생성하는 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 활성 측정 장치.
A light source unit irradiating a white light pulse signal;
A polarization controller configured to adjust the polarization of the white light pulse signal to generate incident light including a pump light in a first polarization direction and a reference light in a second polarization direction, and to incident the incident light on a sample having a chiral property;
A polarization beam splitter that separates the incident light passing through the sample into a first component in the first polarization direction and a second component in the second polarization direction; And
A detection unit for measuring the optical activity of the sample using the first component and the second component,
The light source unit includes:
A sample cuvette comprising water; And
And a light source for irradiating the water with a femtosecond laser pulse signal to generate the white light pulse signal.
상기 제2 편광 방향은 상기 제1 편광 방향에 수직인 것을 특징으로 하는 광학 활성 측정 장치.
The method of claim 1,
And said second polarization direction is perpendicular to said first polarization direction.
상기 편광 조절부는, 상기 제1 편광 방향에 대해 미리 설정된 각도로 배열된 배향 방향을 갖는 편광기를 포함하며,
상기 입사광은 회전된 선형 편광을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 활성 측정 장치.
The method of claim 1,
The polarization control unit includes a polarizer having an alignment direction arranged at a predetermined angle with respect to the first polarization direction,
And said incident light has rotated linearly polarized light.
상기 편광 조절부는, 상기 제1 편광 방향에 대해 경사진 방향으로 압력이 인가되는 인장판을 포함하며,
상기 입사광은 상기 제1 편광 방향 및 상기 제2 편광 방향을 각각 장축 방향 및 단축 방향으로 하는 타원 편광을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 활성 측정 장치.
The method of claim 1,
The polarization control unit includes a tension plate to which pressure is applied in a direction inclined with respect to the first polarization direction,
The incident light has an elliptically polarized light having the first polarization direction and the second polarization direction as a major axis direction and a minor axis direction, respectively.
상기 검출부는,
상기 편광 빔 스플리터에 광학적으로 연결되어 상기 제1 성분 및 상기 제2 성분을 파장에 따라 분산시키는 단색화기; 및
상기 단색화기를 통해 상기 제1 성분 및 상기 제2 성분을 수신하는 전하결합소자 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 활성 측정 장치.
The method of claim 1,
Wherein:
A monochromator optically coupled to the polarizing beam splitter to disperse the first component and the second component according to a wavelength; And
And a charge coupled device detector for receiving the first component and the second component through the monochromator.
상기 검출부는, 상기 편광 빔 스플리터 및 상기 단색화기 사이에 광학적으로 연결되어 상기 제1 성분의 세기를 감소시키는 중성 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 활성 측정 장치.
The method according to claim 6,
The detector further comprises a neutral filter optically connected between the polarizing beam splitter and the monochromator to reduce the intensity of the first component.
상기 전하결합소자 검출기는, 상기 제1 성분을 수신하는 제1 영역 및 상기 제2 성분을 수신하며 상기 제1 영역과 공간적으로 분리되는 제2 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 활성 측정 장치.
The method according to claim 6,
And the charge coupled device detector comprises a first region for receiving the first component and a second region for receiving the second component and spatially separated from the first region.
상기 검출부는, 상기 제1 성분 및 상기 제2 성분을 이용하여 원편광 이색성 신호 또는 광 회전 분산 신호를 측정하는 것을 특징으로 하는 광학 활성 측정 장치.
The method of claim 1,
And the detection unit measures a circularly polarized dichroic signal or an optical rotation dispersion signal using the first component and the second component.
상기 백색광 펄스 신호의 편광을 조절하여, 제1 편광 방향의 펌프광 및 제2 편광 방향의 기준광을 포함하는 입사광을 생성하는 단계;
상기 입사광을 키랄 성질을 갖는 시료에 입사시키는 단계;
상기 시료를 통과한 상기 입사광을, 상기 제1 편광 방향의 제1 성분 및 상기 제2 편광 방향의 제2 성분으로 분리하는 단계; 및
상기 제1 성분 및 상기 제2 성분을 이용하여 상기 시료의 광학 활성을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 활성 측정 방법.
Irradiating the femtosecond laser pulse signal to water to generate a white light pulse signal;
Adjusting the polarization of the white light pulse signal to generate incident light including pump light in a first polarization direction and reference light in a second polarization direction;
Injecting the incident light into a sample having chiral properties;
Separating the incident light passing through the sample into a first component in the first polarization direction and a second component in the second polarization direction; And
Measuring the optical activity of the sample using the first component and the second component.
상기 제2 편광 방향은 상기 제1 편광 방향에 수직인 것을 특징으로 하는 광학 활성 측정 방법.
The method of claim 10,
And said second polarization direction is perpendicular to said first polarization direction.
상기 입사광은, 상기 제1 편광 방향에 대해 미리 결정된 각도만큼 회전된 선형 편광을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 활성 측정 방법.
The method of claim 10,
And said incident light has linearly polarized light rotated by a predetermined angle with respect to said first polarization direction.
상기 입사광은, 상기 제1 편광 방향 및 상기 제2 편광 방향을 각각 장축 방향 및 단축 방향으로 하는 타원 편광을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 활성 측정 방법.
The method of claim 10,
The said incident light has elliptical polarization which makes the said 1st polarization direction and the said 2nd polarization direction into a long axis direction and a short axis direction, respectively, The optical activity measuring method characterized by the above-mentioned.
상기 시료의 광학 활성을 측정하는 단계 전에, 상기 제1 성분 및 상기 제2 성분을 파장에 따라 분산시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 활성 측정 방법.
The method of claim 10,
Before the optical activity of the sample is measured, further comprising dispersing the first component and the second component in accordance with the wavelength.
상기 시료의 광학 활성을 측정하는 단계는,
전하결합소자 검출기의 제1 영역에서 상기 제1 성분을 수신하는 단계; 및
상기 전하결합소자 검출기의 상기 제1 영역과 상이한 제2 영역에서 상기 제2 성분을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 활성 측정 방법.
The method of claim 10,
Measuring the optical activity of the sample,
Receiving the first component in a first region of a charge coupled device detector; And
And receiving the second component in a second region different from the first region of the charge coupled device detector.
상기 시료의 광학 활성을 측정하는 단계는,
상기 제1 성분의 세기 및 상기 제2 성분의 세기 사이의 비율을 측정하는 단계; 및
측정된 상기 비율을 이용하여 원편광 이색성 신호 또는 광 회전 분산 신호를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 활성 측정 방법.
The method of claim 10,
Measuring the optical activity of the sample,
Measuring a ratio between the intensity of the first component and the intensity of the second component; And
Measuring a circular dichroism signal or an optical rotation dispersion signal using the measured ratio.
상기 비율을 측정하는 단계 전에, 상기 제1 성분의 세기를 감소시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 활성 측정 방법.18. The method of claim 17,
Before measuring the ratio, further comprising reducing the intensity of the first component.
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