KR101486284B1 - 푸리어 변환 적외선 분광 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 푸리어 변환 적외선 분광 장치 및 그 방법을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 푸리어 변환 적외선 분광 장치는 제1 방향으로 광을 출력하는 광대역 광원; 상기 광대역 광원의 출력광을 제공받아, 상기 출력광의 일부를 제1 방향으로 투과시키고, 상기 출력광의 다른 일부를 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 반사시키는 빔 분할기; 상기 빔 분할기로부터 상기 제1 방향으로 이격되어 배치되고 상기 투과한 광을 반사시키는 제1 고정 미러; 상기 빔 분할기로부터 상기 제2 방향으로 이격되어 배치되고 상기 반사한 광을 반사시키는 제2 고정 미러; 상기 제1 고정 미러와 상기 빔 분할기 사이에 배치된 제1 실린더리컬 볼록 렌즈; 상기 제1 실린더리컬 볼록 렌즈와 상기 제1 고정 미러 사이에 배치된 제2 실린더리컬 블록 렌즈; 및 간섭 신호를 측정하는 광 검출부를 포함한다. 상기 빔 분할기는 상기 제1 고정 미러에서 반사한 반사광과 상기 제2 고정 미러에서 반사한 광을 결합하여 상기 간섭 신호를 제공하고, 상기 제1 실린더리컬 볼록 렌즈의 초점 위치는 상기 제2 실린더리컬 볼록 렌즈의 초점 위치와 일치하고, 상기 제1 실린더리컬 볼록 렌즈와 상기 제2 실린더리컬 볼록 렌즈는 위치에 의존하는 광 경로(optical path)를 제공한다.

Description

푸리어 변환 적외선 분광 장치{Fourier transform infrared spectroscopy apparatus}
본 발명은 푸리어 변환 적외선 분광 장치(Fourier transform infrared spectroscopy Apparatus)에 관한 것으로, 간섭계의 거울을 이동하지 않는 구조를 가지는 FT IR 장치에 관한 것이다.
FTIR은 적외선 스펙트럼을 얻는 기술이다. FTIR 분광기는 넓은 스펙트럴 영역(wide spectral range) 스펙트럴 데이터를 획득하고, 경로차(path length difference)에 따른 스펙트럼을 얻기 위하여 거울은 시간에 따라 스캐닝된다. 스캐닝된 스펙트럴 데이터는 푸리어 변환되어 물질의 특성을 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 FTIR 분광 장치를 설명하는 개념도이다.
도 1을 참조하면, 상기 FTIR 분광 장치(100)는 광대역 광원(110), 상기 광대역광원의 출력광을 분할하는 빔 스플릿터(130), 상기 빔 스플릿터(120)에 의하여 분할된 일부의 광을 반사시키는 고정 미러(fixed mirror; 144), 상기 빔 스플릿터(130)에서 의한 분할된 다른 일부의 광을 반사시키는 이동 미러(moving mirror,142), 및 광 검출부(180)를 포함한다. 상기 광 검출부(180)와 상기 빔 스플릿터(130) 사이에 샘플(160)이 배치된다. 상기 고정 미러(144)에 의한 반사광은 상기 빔 스플릿터(130)를 투과하여 상기 광 검출부(180)에 제공되고, 상기 이동 미러(142)에 의한 반사광은 상기 빔 스플릿터(130)에 의하여 반사되어 상기 광 검출부(180)에 제공된다. 상기 고정 미러(144)에 의한 반사광과 상기 이동 미러(142)에 의한 반사광은 광 경로 차이(y0-x0)를 가지고 간섭 신호를 제공한다. 마이켈슨 갑섭계(Michelson Interferometer)는 상기 이동 미러의 이동 거리(x)에 따른 간섭 신호(I(x))를 제공할 수 있다. 상기 간섭 신호는 단색광이 아닌 광대역 광에 대하여 형성되며, 상기 광대역 광은 짧은 가간섭 거리(short coherence length)를 가진다. 상기 이동 미러(142)의 이동 거리(x)에 따른 간섭 신호(I(x))는 처리부(190)에 제공되고, 상기 처리부(190)는 푸리어 변환을 수행한다.
상기 FTIR 분광 장치는 시료를 분석하기 위하여 상기 이동 미러(142)를 스캐닝하는 동작을 요구한다. 이에 따라, 스캐닝 동작은 정렬 오차 및 시간 소모를 유발할 수 있다. 또한, 시료(150)의 실시간 모리터링이 어렵다. 측정 시간이 짧은 분석 장비가 요구된다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 실시간 모니터링 가능한 빠른 속도와 작은 정렬 오차를 가지는 FTIR 분광 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 푸리어 변환 적외선 분광 장치는 제1 방향으로 광을 출력하는 광대역 광원; 상기 광대역 광원의 출력광을 제공받아, 상기 출력광의 일부를 제1 방향으로 투과시키고, 상기 출력광의 다른 일부를 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 반사시키는 빔 분할기; 상기 빔 분할기로부터 상기 제1 방향으로 이격되어 배치되고 상기 투과한 광을 반사시키는 제1 고정 미러; 상기 빔 분할기로부터 상기 제2 방향으로 이격되어 배치되고 상기 반사한 광을 반사시키는 제2 고정 미러; 상기 제1 고정 미러와 상기 빔 분할기 사이에 배치된 제1 실린더리컬 볼록 렌즈; 상기 제1 실린더리컬 볼록 렌즈와 상기 제1 고정 미러 사이에 배치된 제2 실린더리컬 블록 렌즈; 및 간섭 신호를 측정하는 광 검출부를 포함한다. 상기 빔 분할기는 상기 제1 고정 미러에서 반사한 반사광과 상기 제2 고정 미러에서 반사한 광을 결합하여 상기 간섭 신호를 제공하고, 상기 제1 실린더리컬 볼록 렌즈의 초점 위치는 상기 제2 실린더리컬 볼록 렌즈의 초점 위치와 일치하고, 상기 제1 실린더리컬 볼록 렌즈와 상기 제2 실린더리컬 볼록 렌즈는 위치에 의존하는 광 경로(optical path)를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 실린더리컬 볼록 렌즈 및 상기 제1 실린더리컬 볼록 렌즈는 라인 초점을 가지고, 상기 라인 초점의 진행 방향은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 수직한 제3 방향일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 빔 분할기와 상기 광 검출부 사이에 배치된 제3 실린더리컬 볼록 렌즈를 더 포함하고, 상기 제3 실린더리컬 볼록 렌즈의 라인 초점의 진행 방향은 상기 광 검출부의 연장 방향과 일치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 빔 분할기에서 결합된 상기 간섭 신호를 반사시키는 반사부; 및 상기 반사부에서 반사한 광을 제공받아 집속하여 상기 광 검출부에 제공하는 제3 실린더리컬 볼록 렌즈를 더 포함할 수 있다. 시료는 상기 반사부와 상기 광 검출부 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광 검출부는 광 센서 어레이일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광 검출부를 이동시키는 이동부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 푸리어 변환 적외선 분광 방법은 광대역 광을 제1 광 경로와 제2 광 경로를 포함하는 마이켈슨 간섭계에 제공하는 단계; 상기 제1 광 경로와 상기 제2 광 경로 사이의 광 경로 차이를 광의 진행 방향에 수직한 평면에서 위치에 따라 다르게 제공하는 단계; 상기 간섭 신호를 추출하는 단계; 상기 간섭 신호를 보간하는 단계; 상기 간섭 신호를 광 경로 차이(optical path difference)에 따라 등간격으로 샘플링하는 단계;및 상기 간섭 신호를 푸리어 변환하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 광 경로와 상기 제2 광 경로 사이의 광 경로 차이는 한 쌍의 실린더리컬 볼록 렌즈를 사용하여 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 FTIR 분광 장치는 실시간 모니터링 가능한 빠른 속도와 작은 정렬 오차를 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 FTIR 분광 장치를 설명하는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 푸리어 변환 적외선 분광 장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 푸리어 변환 적외선 분광 장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 푸리어 변환 적외선 분광 장치를 나타내는 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 푸리어 변환 적외선 분광 장치는 파장에 따른 스펙트럼을 분석하는 분광기 및 스캐닝 거울을 사용하지 않고 적외선 간섭 스펙트럼을 추출할 수 있다. 구체적으로, 종래의 푸리어 변환 적외선 분광 장치의 스캐닝 거울은 공간적으로 광 경로 차이를 제공하는 광학 부품으로 대체된다. 이에 따라, 간섭 신호는 광 경로 차이에 따라 공간적으로 분포된다. 상기 스캐닝 거울의 정렬에 의한 오차가 억제될 수 있다. 또한, 스캐닝 거울을 사용하지 않고, 광 경로 차이에 따른 상기 간섭 신호는 동시에 획득되어, 실시간 모니터링이 가능하다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 보다 상세히 설명한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 푸리어 변환 적외선 분광 장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 푸리어 변환 적외선 분광 장치를 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 푸리어 변환 적외선 분광 장치(200)는 제1 방향으로 광을 출력하는 광대역 광원(210), 상기 광대역 광원(210)의 출력광을 제공받아, 상기 출력광의 일부를 제1 방향으로 투과시키고, 상기 출력광의 다른 일부를 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 반사시키는 빔 분할기(230), 상기 빔 분할기(230)로부터 상기 제1 방향으로 이격되어 배치되고 상기 투과한 광을 반사시키는 제1 고정 미러(242), 상기 빔 분할기(230)로부터 상기 제2 방향으로 이격되어 배치되고 상기 반사한 광을 반사시키는 제2 고정 미러(244), 상기 제1 고정 미러(242)와 상기 빔 분할기(230) 사이에 배치된 제1 실린더리컬 볼록 렌즈(232), 상기 제1 실린더리컬 볼록 렌즈(232)와 상기 제1 고정 미러(242) 사이에 배치된 제2 실린더리컬 블록 렌즈(234), 및 간섭 신호를 측정하는 광 검출부(280)를 포함한다. 상기 빔 분할기(230)는 상기 제1 고정 미러(242)에서 반사한 반사광과 상기 제2 고정 미러(244)에서 반사한 광을 결합하여 상기 간섭 신호를 제공한다. 상기 제1 실린더리컬 볼록 렌즈(232)와 상기 제2 실린더리컬 볼록 렌즈(234)는 위치에 의존하는 광 경로(optical path)를 제공한다. 상기 제1 실린더리컬 볼록 렌즈(232)의 초점 위치는 상기 제2 실린더리컬 볼록 렌즈(234)의 초점 위치와 일치한다.
광대역 광원(210)은 제1 방향으로 광을 출력한다. 상기 광대역 광원(210)은 적외선 광대역 광원일 수 있다. 상기 광대역 광원(210)의 파장은 넓은 파장 대역에서 연속적으로 분포될 수 있다. 상기 광대역 광원(210)의 가간섭 거리는 수 마이크로 미터 이내일 수 있다. 상기 광대역 광원(210)은 Nernst 백열등일 수 있다.
상기 광대역 광원(210)의 출력광은 렌즈 모듈(220)에 제공되고, 상기 렌즈 모듈은 평행 빔을 제공할 수 있다. 상기 렌즈 모듈(220)을 통과한 빔의 직경은 증가될 수 있다. 상기 렌즈 모듈(220)은 적어도 하나의 볼록 렌즈를 포함하고 평행광을 제공할 수 있다. 상기 렌즈 모듈(220)을 통과한 빔은 개구부(222)를 통과할 수 있다.
상기 개구부(222)는 상기 빔 분할기(230)에 제공되는 빔의 형태를 제어할 수 있다. 상기 개구부(222)의 형태는 직사각형 형태일 수 있다. 상기 개구부(222)의 중심은 상기 빔 분할기의 중심과 정렬될 수 있다.
상기 빔 분할기(230)는 상기 광대역 광원(210)의 출력광을 제공받아, 상기 출력광의 일부를 제1 방향으로 투과시키고, 다른 일부를 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 반사시킬 수 있다. 상기 빔 분할기(230)의 배치 평면에 수직인 벡터는 상기 제1 방향과 45도를 이룰 수 있다. 상기 빔 분할기(230)의 배치 평면의 수직인 벡터는 음의 제2 방향과 45도를 이룰 수 있다.
상기 빔 분할기(230)를 투과한 빔은 제1 방향을 따라 제1 경로를 제공할 수 있다. 상기 빔 분할기(230)에서 반사된 빔은 제2 방향을 따라 제2 경로를 제공할 수 있다.
상기 빔 분할기(230)를 투과한 빔은 상기 제1 실린더리컬 볼록 렌즈(232)에 제공될 수 있다. 상기 제1 실린더리컬 볼록 렌즈(232)의 중심은 상기 빔 분할기(230)의 하부와 정렬될 수 있다. 구체적으로, 상기 개구부(222)의 가장 아래쪽을 투과한 빔은 상기 제1 실린더리컬 볼록 렌즈(232)의 중심을 통과할 수 있다. 또한, 상기 개구부(222)의 가장 위쪽을 투과한 빔은 상기 제1 실린더리컬 볼록 렌즈의 상단부를 통과할 수 있다. 이에 따라, 제1 경로는 상기 제1 실린더리컬 볼록 렌즈(232)의 상부 절반만을 이용한다. 상기 제1 실린더리컬 볼록 렌즈(232)의 일면은 평면이고, 타면은 원통 형상일 수 있다.
상기 제1 실린더리컬 볼록 렌즈(232)의 일면은 제1 방향과 제3 방향에 의하여 정의되는 평면일 수 있다. 상기 제1 실린더리컬 볼록 렌즈(232)의 타면은 제2 방향으로 이격된 두 점을 곡선으로 연결한 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 실린더리컬 볼록 렌즈(232)는 라인 형태의 초점(focal point)를 제공할 수 있다. 상기 초점이 진행하는 방향은 제3 방향일 수 있다. 상기 제1 실린더리컬 볼록 렌즈(232)의 실린더 중심축 방향은 제3 방향일 수 있다. 상기 실린더 중심축 방향과 상기 라인 초점의 연장 방향은 동일할 수 있다. 상기 제1 실린더리컬 볼록 렌즈(232)와 상기 제2 실린더리컬 볼록 렌즈(234)는 초점을 중심으로 대칭적으로 배치될 수 있다.
제2 실린더리컬 볼록 렌즈(234)는 상기 제1 실린더리컬 볼록 렌즈(232)와 동일한 형상일 수 있다. 상기 제1 실린더리컬 볼록 렌즈(232)의 초점의 위치는 제2 실린더리컬 볼록 렌즈(234)과 동일한 위치일 수 있다. 상기 제2 실린더리컬 볼록 렌즈(234)의 상부 절반을 투과한 빔은 상기 제2 실린더리컬 볼록 렌즈(234)의 하부 절반에 입사할 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 실린더리컬 볼록 렌즈(234)를 투과한 빔은 평행 빔을 제공할 수 있다. 상기 제2 실린더리컬 볼록 렌즈(234)의 실린더 중심축은 제3 방향일 수 있다. 상기 제1 실린더리컬 볼록 렌즈의 입사 위치(x)에 따라 제2 경로가 변경될 수 있다.
상기 제2 실린더리컬 볼록 렌즈(234)를 투과한 빔은 상기 제1 고정 미러(242)에 의하여 반사될 수 있다. 이에 따라, 입사광의 광 경로와 반사광의 광 경로는 동일할 수 있다. 상기 제1 고정 미러(242)는 상기 제2 실린더리컬 볼록 렌즈(234)로부터 제1 방향으로 이격되어 상기 제1 방향과 상기 제3 방향에 정의되는 평면에 배치될 수 있다.
제2 경로를 제공하는 빔은 상기 빔 분할기(230)에 의하여 반사되어 제2 방향으로 진행할 수 있다. 제2 고정 미러(244)는 상기 빔 분할기(230)로부터 상기 제2 방향으로 이격되어 제1 방향과 제3 방향에 의하여 정의되는 평면에 배치될 수 있다.
상기 빔 분할기(230)는 상기 제1 고정 미러(242)에서 반사된 빔과 상기 제2 고정 미러(244)에서 반사된 빔을 결합하여 간섭 신호(I(x))를 생성할 수 있다. 상기 간섭 신호는 음의 제2 방향으로 진행할 수 있다. 상기 간섭 신호에서 제1 경로와 제2 경로 사이의 광 경로 차이는 제1 방향의 위치(x)에 의존할 수 있다. 또는 상기 간섭 신호의 제1 경로와 제2 경로 사이의 광 경로 차이는 상기 제1 실린더리컬 볼록 렌즈(232)의 중심에서 제2 방향으로 이격된 위치(x)에 의존할 수 있다.
반사부(250)는 상기 빔 분할기(230)에서 결합된 상기 간섭 신호를 반사시킬 수 있다. 상기 반사부(250)는 음의 제2 방향에서 입사하는 광을 제1 방향으로 반사킬 수 있다. 상기 반사부(250)는 반사 거울일 수 있다. 상기 반사부(250)에서 반사된 빔은 시료를 투과할 수 있다.
시료(260)는 상기 반사부(250)와 상기 광 검출부(280) 사이에 배치될 수 있다. 상기 시료(260)는 기체 시료, 액체 시료, 또는 고체 시료일 수 있다. 상기 시료는 분자의 진동 주파수과 회전 주파수에 의하여 적외선을 흡수할 수 있다.
상기 시료(260)는 입사하는 빔에 대하여 균일한 두께를 가질 수 있다. 상기 시료는 입사 방향에 수직인 평면에 대하여 균일한 공간 특성을 가질 수 있다.
상기 시료를 투과한 빔은 제3 실린더리컬 볼록 렌즈(270)에 입사할 수 있다. 상기 제3 실린더리컬 볼록 렌즈(270)는 광을 집속하여 상기 광 검출부(280)에 제공할 수 있다. 상기 제3 실린더리컬 볼록 렌즈(270)는 상기 빔 분할기(230)와 상기 광 검출부(280) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제3 실린더리컬 볼록 렌즈(270)의 라인 초점의 진행 방향은 상기 광 검출부(280)의 연장 방향과 일치할 수 있다. 상기 제3 실린더리컬 볼록 렌즈(270)의 실린더 중심축 방향은 광 경로 차이가 발생하는 방향에 수직할 수 있다. 이에 따라, 상기 제3 실린더리컬 볼록 렌즈(270)는 동일한 광 경로 차이를 가지는 광을 집속하여 상기 광 검출부(280)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 실린더리컬 볼록 렌즈(270)의 실린더 중심축 방향은 제2 방향일 수 있다.
상기 광 검출부(280)는 광 센서 어레이일 수 있다. 상기 광 센서 어레이는 광 경로 차이가 발생하는 방향(제2 방향)으로 배열될 수 있다. 이에 따라, 상기 광 센서 어레이는 복수의 광 경로 차이를 가지는 간섭 신호를 동시에 측정할 수 있다.
마이켈슨 간섭계는 상기 빔 분할기(230), 제1 경로에 배치된 상기 제1 고정 미러(242), 및 상기 제2 광 경로에 배치된 제2 고정 미러(244)를 포함할 수 있다. 상기 광대역 광원(210)은 상기 빔 분할기(230)에 45도 경사 입사할 수 있다. 상기 빔 분할기(230)는 입사한 광의 일부를 투과시켜 제1 광 경로를 제공할 수 있다. 상기 빔 분할기(230)는 입사한 광의 다른 일부를 반사시켜 제2 광 경로를 제공할 수 있다.
상기 제1 광 경로 상에는 제1 고정 미러(242)가 배치되고, 상기 제1 고정 미러(242)는 입사하는 광을 반사시켜 입사한 광의 광 경로와 동일한 광 경로를 통하여 상기 빔 분할기(230)에 제공할 수 있다.
상기 제2 광 경로 상에는 제2 고정 미러(244)가 배치되고, 상기 제2 고정 미러(244)는 입사하는 광을 반사시켜 입사한 광의 광 경로와 동일한 광 경로를 통하여 상기 빔 분할기에 제공할 수 있다.
이에 따라, 상기 빔 분할기(230)는 상기 제1 고정 미러(242)가 제공하는 광을 반사킬 수 있다. 또한, 상기 빔 분할기(230)는 상기 제2 고정 미러(244)가 제공하는 광을 투과시킬 수 있다. 따라서, 상기 빔 분할기(230)는 제1 광 경로와 제2 광 경로에 의한 간섭 신호를 제공할 수 있다. 간섭 전계(E) 및 상기 간섭 신호(I(x))는 다음과 같이 표시될 수 있다.
Figure 112013054182581-pat00001
여기서, E1 λi은 제1 광 경로에 의한 전계(electric field intensity)를 나타내고, E21 λi는 제2 광 경로에 의한 전계를 나타낸다. Δφλi는 제1 광 경로와 제2 광 경로 사이의 광 경로 차이(optical path difference)에 의한 위상 차이(phase difference)이다. kλi는 파수(=2/λi)이다. y0는 제2 경로의 기준 거리이다. 제1 경로의 거리는 y1+y+y2로 표시될 수 있다. 상기 제1 경로와 상기 제2 경로의 광 경로 차이는 y1+y+y2-y0에 의존할 수 있다. 상기 제1 경로의 거리는 상기 제1 실린더리컬 볼록 렌즈의 입사하는 위치(x)에 의존할 수 있다. l은 제1 실린더리컬 미러와 제2 실린더리컬 미러 사이의 간격이다. y1은 빔 분할기의 가장 자리와 상기 제1 실린더리컬 미러 사이의 간격이다. y2는 제2 실린더리컬 미러와 상기 제1 고정 미러 사이의 간격이다. y0는 빔 분할기의 가장 자리와 제2 고정 미러 사이의 간격이다.
따라서, 상기 간섭 신호(I(x))는 상기 제1 미러를 스캐닝하지 않고서도 스캐닝 효과를 얻을 수 있다. 상기 간섭 신호(I(x))는 동시에 상기 광 검출부에 의하여 획득될 수 있다. 상기 간섭 신호(I(x))는 처리부(290)에 제공될 수 있다. 상기 처리부(290)는 상기 간섭 신호(I(x))를 보간할 수 있다. 이어서, 상기 처리부(290)는 등 간격의 y에 대하여 샘플링하여 수정 간섭 신호(I(y))를 생성할 수 있다. 이어서, 상기 수정 간섭 신호(I(y))는 푸리어 변환될 수 있다. 제1 경로의 A1 빔과 제2 경로의 A2 빔은 간섭 신호 A를 생성할 수 있다. 제1 경로의 B1 빔과 제2 경로의 B2 빔은 간섭 신호 B를 생성할 수 있다. 제1 경로의 C1 빔과 제2 경로의 C2 빔은 간섭 신호 C를 생성할 수 있다. 간섭 신호(A,B, 및 C)는 서로 다른 광 경로 차이를 가질 수 있다. 상기 광 검출기는 위치(x)에 따라 서로 다른 간섭 신호(I(x))가 획득된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 푸리어 변환 적외선 분광 장치를 나타내는 도면이다. 도 2에서 설명된 것과 중복되는 설명은 생략한다.
도 4를 참조면, 광 검출부(280)는 하나의 광 소자이고, 상기 광 검출부는 이동부에 의하여 직선 운동할 수 있다. 상기 광 검출부의 이동 방향은 광 경로 차이가 발생하는 방향일 수 있다. 상기 광 검출부는 위치를 스캐닝하면서 간섭 신호를 측정할 수 있다. 스캐닝이 완료된 후, 상기 간섭 신호는 처리부(290)에 제공될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
210: 광대역 광원
230: 빔 분할기
232: 제1 실린더리컬 볼록 렌즈
234: 제2 실린더리컬 볼록 렌즈
242: 제1 고정 미러
244: 제2 고정 미러
250: 반사부
260: 시료
270: 제3 실린더리컬 볼록 렌즈
280: 광 검출부
290: 처리부

Claims (8)

  1. 제1 방향으로 광을 출력하는 광대역 광원;
    상기 광대역 광원의 출력광을 제공받아, 상기 출력광의 일부를 제1 방향으로 투과시키고, 상기 출력광의 다른 일부를 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 반사시키는 빔 분할기;
    상기 빔 분할기로부터 상기 제1 방향으로 이격되어 배치되고 상기 투과한 광을 반사시키는 제1 고정 미러;
    상기 빔 분할기로부터 상기 제2 방향으로 이격되어 배치되고 상기 반사한 광을 반사시키는 제2 고정 미러;
    상기 제1 고정 미러와 상기 빔 분할기 사이에 배치된 제1 실린더리컬 볼록 렌즈;
    상기 제1 실린더리컬 볼록 렌즈와 상기 제1 고정 미러 사이에 배치된 제2 실린더리컬 블록 렌즈; 및
    간섭 신호를 측정하는 광 검출부를 포함하고,
    상기 빔 분할기는 상기 제1 고정 미러에서 반사한 반사광과 상기 제2 고정 미러에서 반사한 광을 결합하여 상기 간섭 신호를 제공하고,
    상기 제1 실린더리컬 볼록 렌즈의 초점 위치는 상기 제2 실린더리컬 볼록 렌즈의 초점 위치와 일치하고,
    상기 제1 실린더리컬 볼록 렌즈와 상기 제2 실린더리컬 볼록 렌즈는 위치에 의존하는 광 경로(optical path)를 제공하는 것을 특징으로 하는 푸리어 변환 적외선 분광 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 실린더리컬 볼록 렌즈 및 상기 제1 실린더리컬 볼록 렌즈는 라인 초점을 가지고, 상기 라인 초점의 진행 방향은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 수직한 제3 방향인 것을 특징으로 하는 푸리어 변환 적외선 분광 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 빔 분할기와 상기 광 검출부 사이에 배치된 제3 실린더리컬 볼록 렌즈를 더 포함하고,
    상기 제3 실린더리컬 볼록 렌즈의 라인 초점의 진행 방향은 상기 광 검출부의 연장 방향과 일치하는 것을 특징으로 하는 푸리어 변환 적외선 분광 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 빔 분할기에서 결합된 상기 간섭 신호를 반사시키는 반사부; 및
    상기 반사부에서 반사한 광을 제공받아 집속하여 상기 광 검출부에 제공하는 제3 실린더리컬 볼록 렌즈를 더 포함하고,
    시료는 상기 반사부와 상기 광 검출부 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 는 것을 특징으로 하는 푸리어 변환 적외선 분광 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 광 검출부는 광 센서 어레이인 것을 특징으로 하는 푸리어 변환 적외선 분광 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 광 검출부를 이동시키는 이동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 푸리어 변환 적외선 분광 장치.
  7. 광대역 광을 제1 광 경로와 제2 광 경로를 포함하는 마이켈슨 간섭계에 제공하는 단계;
    상기 제1 광 경로와 상기 제2 광 경로 사이의 광 경로 차이를 광의 진행 방향에 수직한 평면에서 위치에 따라 다르게 제공하는 단계;
    상기 간섭 신호를 추출하는 단계;
    상기 간섭 신호를 보간하는 단계;
    상기 간섭 신호를 광 경로 차이(optical path difference)에 따라 등간격으로 샘플링하는 단계;및
    상기 간섭 신호를 푸리어 변환하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 광 경로와 상기 제2 광 경로 사이의 광 경로 차이는 한 쌍의 실린더리컬 볼록 렌즈를 사용하여 제공되는 것을 특징으로 하는 푸리어 변환 적외선 분광 방법.

  8. 삭제
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