KR101292918B1 - 격자 간섭계를 위한 영상계측기 - Google Patents
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Abstract
미분위상영상기술을 이용한 격자 간섭계를 위한 영상계측기가 제공된다. 해석격자를 구비하는 미분위상영상기술을 이용한 영상계측기에 있어서, 상기 해석격자는 기판을 포함하며, 상기 기판 내부 혹은 외부에 비가시광선을 가시광선으로 바꾸어주는 섬광체가 주기적으로 배열된다. 이에 따라, 흡수물질에 따른 불완전한 투과에 의한 노이즈를 없앨 수 있을 뿐만 아니라, 영상계측기의 해상도를 높이고, 고가의 차폐물질을 사용하지 않아도 되기 때문에 경제성이 높아질 수 있다.
Description
본 발명은 격자 간섭계를 위한 영상계측기에 관한 것이고, 더욱 상세하게는 기하학적 빛번짐을 감소시키고, 흡수물질에 따른 불완전한 투과에 의한 노이즈를 없앨 수 있을 뿐만 아니라, 영상계측기의 해상도를 높이고, 고가의 차폐물질을 사용하지 않아도 되기 때문에 경제성이 높아질 수 있는 격자 간섭계를 위한 영상계측기에 관한 것이다.
신개념 X-선 또는 중성자 영상 기술의 하나로 미분위상영상기술(微分位相映像技術, differential phase imaging)이 주목받고 있다. 기존의 X-선 또는 중성자 영상법이 흡수와 산란에 의한 대조비를 측정하는 것에 반해서, 미분위상영상기술은 위상전이(位相轉移, phase shift)를 측정을 하고, 또한 어둠-마당(dark-field) 신호를 제공할 수 있다. 이 방법에 관한 개념도는 도 1에 도시한 바와 같이, 세가지의 격자가 필요하다. 공간적 결맞음(spatial coherence)을 생산하는 선원격자(30, Gs), X-선 또는 중성자의 위상전이시키는 위상격자(20, Gp), X-선 또는 중성자 간섭을 해석하는 해석격자(10, Ga)의 세가지를 통해서 구현된다.
방사선 선원(radiation source, 40)에서 발진한 X선 또는 중성자는 필터(2) 및 구멍(aperture, 3)를 통해 선원격자(30)를 통과하고, 샘플(1)을 통과한 후 위상격자(20) 및 해석격자(10)를 거친 후, 탐지 평면(Detector plane, 50)에 투영된다.
여기서, 도 2에 나타낸 것은 기존 해석격자(10)의 구조이다. 해석격자(10)는 선원격자(30)와 위상격자(20)에 의해서 형성된 주기적인 탈벗 간섭무늬(Talbot Interference Pattern)을 해석하기 위해서, 일정한 주기를 갖는 흡수물질(11)을 가진 구조로 형성되어 있다. X선 또는 중성자는 흡수물질(11)은 통과하지 못하고, 흡수물질 사이로 통과하여 섬광체(12)와 반응을 하여 빛을 생성한다. 그 이후에는 생성된 빛을 광 검출기로 영상화하게 되는데, 이러한 기존의 해석격자와 검출기 구조는 다음과 같은 문제점들이 있다.
먼저, 흡수물질의 구조체가 충분히 두껍지 않으면, 불완전하게 X선 또는 중성자선을 차폐하여 간섭 무늬의 가시도(visibility)가 낮아지는 문제가 발생한다.
또한, 해석격자를 통과하여 섬광체와 반응하는 X선 또는 중성자선은 섬광체의 두께나 구조에 따라서 빛 번짐이 생겨서 해상도가 낮아진다.
또한, 흡수물질이 금이나 가돌리늄 등을 사용하여 주로 제작을 하는데, 생산비용이 높아진다.
따라서, 이러한 해석격자의 구조체와 검출기에 관하여 상기 문제점을 해결하는 새로운 발명의 구현이 절실한 실정이다.
따라서, 본 발명의 목적은 흡수물질을 사용하지 않아도, 영상계측기의 해상도를 높이며, 고가의 흡수물질 미사용으로 인해 경제성이 높아질 수 있는 격자 간섭계를 위한 영상계측기를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 해석격자와 섬광체가 일체형이 됨으로서, 기하학적인 빛번짐을 감소시킬 수 있으며, 흡수물질의 두께가 충분치 못할 때 발생할 수 있는 불완전 투과에 따른 노이즈를 없앨 수 있는 격자 간섭계를 위한 영상계측기를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 섬광체 패터닝과 광검출기를 일대일 메칭시키기가 용이해지며, 인터페로그램(interferogram)의 가시도(visibility)가 좋아질 수 있는 격자간섭계를 위한 영상계측기를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 의한 격자 간섭계를 위한 영상계측기는, 해석격자를 구비하며, 상기 해석격자는 기판을 포함하며, 상기 기판 내부 혹은 외부에 비가시광선을 가시광선으로 바꾸어주는 섬광체가 주기적으로 배열된다.
또는, 영상계측기는 X선 혹은 중성자의 간섭을 해석하는 해석격자를 구비하며, 상기 해석격자는 별도의 흡수물질 없이 일정한 간격으로 형성된, 비가시광선을 가시광선으로 바꾸어주는 역할의 섬광체를 포함한다.
섬광체와 기판 사이에는 반사물질이 코팅될 수 있으며, 섬광체는 기판 내부에 홈이 형성되어 홈에 안착 구비될 수도 있으며, 기판이 주기적인 간격으로 돌출된 부분을 구비하며, 상기 기판의 돌출된 부분에 상기 섬광체가 결합되어 일체형으로 형성될 수도 있다.
이에 따라, 기하학적 빛번짐을 감소시키고, 흡수물질에 따른 불완전한 투과에 의한 노이즈를 없앨 수 있을 뿐만 아니라, 영상계측기의 해상도를 높이고, 고가의 차폐물질을 사용하지 않아도 되기 때문에 경제성이 높아지게 된다.
본 발명에 의하면, 해석격자와 섬광체가 일체형이 됨으로서, 기하학적 빛번짐이 감소한다.
또한, 해석격자의 흡수물질의 두께가 충분치 못할 때, 발생할 수 있는 불완전한 투과에 의한 노이즈가 없게 될 뿐만 아니라, 섬광체의 패터닝과 반사물질 코팅 등을 이용해서 빛번짐에 의한 해상도 저하를 줄일 수 있다.
또한, 섬광체 패터닝과 광검출기를 일대일 메칭시키기가 용이해지며, 인터페로그램(interferogram)의 가시도(visibility)가 좋아진다.
그뿐 아니라, 금(Au), 가돌리늄(Gd) 등의 고가의 차폐물질을 사용하지 않아도 되므로, 격자를 대량으로 생산시 경제성이 생기게 된다.
도 1은 종래의 영상계측기의 원리를 설명한 개념도이다.
도 2는 종래의 해석격자의 모습을 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 제1 실시예의 영상관측기 내부의 해석격자를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 제2 실시예의 모습을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 제3 실시예의 모습을 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 제4 실시예의 모습을 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 제5 실시예의 모습을 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 제6 실시예의 모습을 도시한 단면도이다.
도 2는 종래의 해석격자의 모습을 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 제1 실시예의 영상관측기 내부의 해석격자를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 제2 실시예의 모습을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 제3 실시예의 모습을 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 제4 실시예의 모습을 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 제5 실시예의 모습을 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 제6 실시예의 모습을 도시한 단면도이다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 실시예들에 의하여 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 제1 실시예의 영상관측기 내부의 해석격자를 도시한 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 해석격자(100)는 기판(120) 내부에 섬광체(110)의 구조만으로 형성되어 있으며, 이를 통해 탈벗 간섭무늬를 해석하게 된다. 즉, 상기 기판(120)에는 일정한 간격으로 홈이 형성되어 있으며, 홈에 상기 섬광체(110)가 안착 구비되어 결과적으로 섬광체(110)는 주기적인 간격을 가지게 된다.
즉, 해석격자(100) 내부는 섬광체(110)가 주기적으로 배열되어 있어서, 방사선이 섬광체와 부딪치는 부분에서만 신호가 나오고, 섬광체가 없는 부분은 그대로 통과하게 함으로써, 기존과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
이 구조의 장점은 섬광체가 없는 부분은 X-선 또는 중성자가 전혀 반응을 하지 않게 되므로, 도 2에서 도시한 차폐물질에서 X-선 또는 중성자를 차폐하는 구조에서 존재하게 되는 방사선의 불완전한 차폐에 의한 문제가 근본적으로 존재하지 않게 된다. 또한, 섬광체의 빛 번짐 현상이 기판의 벽의 흡수나 반사를 통하여 줄어들게 됨으로서, 해상도의 향상을 기대할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예의 모습을 도시한 단면도이다. 이에 도시한 바와 같이, 기판(220)과 섬광체(210)의 경계면에 반사물질(215)을 코팅하게 된다. 반사물질(215)의 코팅은 기판(220)과 맞닿은 면에만 이루어지며, 본 실시예에서는 아래쪽 면은 코팅이 되어 있지 않다. 즉, 기판(220)과 맞닿은 윗면 및 측면들만 반사물질(215)에 의하여 코팅이 수행되었다.
이와 같은 구조에서는 섬광체에서 발생된 빛이 아래쪽으로 잘 빠져나와서, 광 검출기로 영상화하는 광효율을 높일 수 있게 된다. 또한, 섬광체에서 발생된 빛이 기판벽을 부딪힐 때, 빛의 흡수에 의한 광량 손실을 발생시킬 수 있는데, 이러한 단점을 극복할 수 있는 것으로서, 광수집 효율을 증가시키 수 있는 일체형 섬광체 구조인 것이다. 즉, 기판벽이 아니라, 반사물질(215)에 의해 반사하게 되므로, 광량 손실이 줄어들 수 있게 되는 것이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예의 모습을 도시한 단면도이다. 이에 도시한 바와 같이, 상술한 실시예는 기판 내부에 섬광체가 삽입된 방식이였으나, 본 실시예에서는 이와 달리, 기판(320) 외부에 섬광체(310)를 쌓는 방식으로 일체형 해석격자(300)를 제작할 수 있다. 기판(320)의 패터닝 등을 이용하여 주기적으로 섬광체(310)의 구조체를 형성시킨 구조로서, 섬광체가 없는 부분은 X-선 또는 중성자가 전혀 반응을 하지 않게 되므로, 도 2에서 도시한 차폐물질에서 X-선 또는 중성자를 차폐하는 구조에서 존재하게 되는 방사선의 불완전한 차폐에 의한 문제가 근본적으로 존재하지 않게 된다. 이러한 쌓아 올리는 방식은 채워넣는 구조에 비하여 기판의 벽에 흡수되는 현상이 발생되지 않고, 빛의 번짐이 발생할 수 있는 구조이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예의 모습을 도시한 단면도이다. 이에 도시한 바와 같이, 기판(420) 외부에 섬광체(410)를 쌓는 방식으로 일체형 해석격자(400)를 형성하게 되는데, 섬광체(410)의 외부에 반사물질(415)을 코팅하여 제작할 수 있다. 반사물질(415)는 섬광체(410)의 측면에 형성될 수 있는데, 이에 한정되는 것은 아니다.
반사물질에 의하여 빛의 등방성에 의한 번짐 현상을 줄일 수 있다. 즉, 반사물질에 의하여 섬광체(410) 내부의 빛이 반사하게 되므로, 번짐없는 더 우수한 효과를 얻을 수 있다.
도 7은 본 발명의 제5 실시예의 모습을 도시한 단면도이다. 도 5와 같이 해석격자(500)는 기판(520) 외부에 섬광체(510)를 쌓는 방식이며 이때 섬광체(510)는 원주형 구조를 가지는 섬광체이다. 원주형 구조는 열증착 등의 방식으로 성장시켜서 제작될 수 있으며, 원주형 구조의 섬광체(410)는 내부의 빛이 원주의 성장방향으로 방향성을 가지고 빠져나가는 구조가 되므로 광수집 효율을 증가시키고 빛번짐을 줄이는 효과가 있다.
도 8은 본 발명의 제6실시예를 나타낸 것으로서, 제5 실시예와 유사하게 해석격자(600)는 기판(620) 상에 적층 형성되며, 섬광체구조(510)의 바깥쪽 벽에 반사물질(615)을 코팅을 한 것으로 광수집 효율을 올리고 빛의 번짐을 더욱 줄이는 구조이다.
원주형 섬광체구조는 제1 및 제2 실시예를 비롯하여 다른 실시예에도 적용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 미분위상영상시스템은 기존의 래디오그라피에서는 얻을 수 없는 미분위상 영상과, 어둠-마당 영상을 얻을 수 있다. 기존의 흡수체와 섬광체를 이용하는 해석격자는 불완전한 차폐와 빛번짐 현상 등의 문제점이 있었으나, 본 일체형 섬광체 해석격자는 다음의 효과를 기대할 수 있다.
먼저, 해석격자와 섬광체가 일체형이 됨으로서, 기하학적 빛번짐이 감소한다.
또한, 해석격자의 흡수물질의 두께가 충분치 못할 때, 발생할 수 있는 불완전한 투과에 의한 노이즈가 없게 된다.
또한, 섬광체의 패터닝과 반사물질 코팅 등을 이용해서 빛번짐에 의한 해상도 저하를 줄일 수 있다.
또한, 섬광체 패터닝과 광검출기를 일대일 메칭시키기가 용이해진다.
또한, 인터페로그램(interferogram)의 가시도(visibility)가 좋아진다.
또한, 금(Au), 가돌리늄(Gd) 등의 고가의 차폐물질을 사용하지 않아도 되므로, 격자를 대량으로 생산시 경제성이 생기게 된다.
100, 200, 300, 400, 500, 600 : 해석격자
110, 210, 310, 410, 510, 610 : 섬광체
115, 215, 315, 415, 615 : 반사물질
120, 220, 320, 420, 520, 620 : 기판
110, 210, 310, 410, 510, 610 : 섬광체
115, 215, 315, 415, 615 : 반사물질
120, 220, 320, 420, 520, 620 : 기판
Claims (13)
- 해석격자를 구비하는 미분위상영상기술을 이용한 영상계측기에 있어서,
상기 해석격자는 기판을 포함하며, 상기 기판 내부 혹은 외부에 비가시광선을 가시광선으로 바꾸어주는 섬광체가 주기적으로 배열되고,
상기 섬광체와, 상기 기판 사이에는 반사물질이 코팅된 것을 특징으로 하는 영상계측기.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 섬광체는 적층 구조로서, 성장 형성된 것을 특징으로 하는 영상계측기.
- 제1항에 있어서,
상기 섬광체는 상기 기판 내부에 홈이 형성되어, 상기 홈에 안착 구비된 것을 특징으로 하는 영상계측기.
- 제1항에 있어서,
상기 기판은 주기적인 간격으로 돌출된 부분을 구비하며, 상기 기판의 돌출된 부분에 상기 섬광체가 결합된 것을 특징으로 하는 영상계측기.
- 제5항에 있어서,
상기 섬광체의 측면은 반사물질에 의해 코팅된 것을 특징으로 하는 영상계측기.
- X선 혹은 중성자의 간섭을 해석하는 해석격자를 구비하며, 상기 해석격자는 별도의 흡수물질 없이 일정한 간격으로 형성된, 비가시광선을 가시광선으로 바꾸어주는 역할의 섬광체를 포함하는 영상계측기.
- 제7항에 있어서,
상기 섬광체는 기판 내부에 형성되는 것을 특징으로 하는 영상계측기.
- 제8항에 있어서,
상기 섬광체와, 상기 기판 사이에는 반사물질이 코팅된 것을 특징으로 하는 영상계측기.
- 제7항에 있어서,
상기 섬광체는 기판 외부에 형성되며, 상기 기판은 주기적인 간격으로 돌출된 부분을 구비하며, 상기 기판의 돌출된 부분에 상기 섬광체가 결합된 것을 특징으로 하는 영상계측기.
- 제10항에 있어서,
상기 섬광체의 측면은 반사물질에 의해 코팅된 것을 특징으로 하는 영상계측기.
- 제10항에 있어서,
상기 기판의 돌출 부분은 패터닝에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 영상계측기.
- 제7항에 있어서,
상기 섬광체는 적층 구조로서, 성장 형성된 것을 특징으로 하는 영상계측기.
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| KR1020110080532A KR101292918B1 (ko) | 2011-08-12 | 2011-08-12 | 격자 간섭계를 위한 영상계측기 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101292918B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101678596B1 (ko) | 2015-07-01 | 2016-11-23 | 이비테크(주) | 엑스선회절격자 선택형 위상차 엑스선 영상장치 |
| KR20190090263A (ko) | 2018-01-24 | 2019-08-01 | 부산대학교 산학협력단 | 빛차단용 광학격자를 이용하는 광차폐형 광학격자 시스템 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006058038A (ja) | 2004-08-17 | 2006-03-02 | Nikon Corp | Ｅｕｖ用シアリング干渉計の回折格子の回折方向測定方法 |
| JP2006259264A (ja) | 2005-03-17 | 2006-09-28 | New Industry Research Organization | Ｘ線タルボ干渉計に用いられる位相型回折格子と振幅型回折格子の製造方法 |
| JP2008503732A (ja) | 2004-06-25 | 2008-02-07 | カラク アーゲー | シリコン技術に基づくラメラー格子干渉計 |
| JP2008197593A (ja) | 2007-02-16 | 2008-08-28 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | Ｘ線用透過型回折格子、ｘ線タルボ干渉計およびｘ線撮像装置 |
-
2011
- 2011-08-12 KR KR1020110080532A patent/KR101292918B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
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| KR20190090263A (ko) | 2018-01-24 | 2019-08-01 | 부산대학교 산학협력단 | 빛차단용 광학격자를 이용하는 광차폐형 광학격자 시스템 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20130017851A (ko) | 2013-02-20 |
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