KR101580932B1 - 입자 계수기의 광측 정렬 모니터링 및 빔출력 측정용 빔덤퍼 - Google Patents
입자 계수기의 광측 정렬 모니터링 및 빔출력 측정용 빔덤퍼 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 빔덤퍼 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 단일 미세입자와 발광다이오드 빔이 상호작용하여 생성되는 미약한 산란광 및 형광 신호를 검출하는 장치에 적용되며 산란광 및 형광 신호 외에 렌즈, 기구, 필터 등에 의해 발생한 잡광을 감쇄하거나 제거하여 잡광이 입자계수기의 성능에 영향을 주지 않도록 하는 빔덤퍼에 대한 것이다.
Description
본 발명은 빔덤퍼 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 단일 미세입자와 발광다이오드 빔이 상호작용하여 생성되는 미약한 산란광 및 형광 신호를 검출하는 장치에 적용되며 산란광 및 형광 신호 외에 렌즈, 기구, 필터 등에 의해 발생한 잡광을 감쇄하거나 제거하여 잡광이 입자계수기의 성능에 영향을 주지 않도록 하는 빔덤퍼에 대한 것이다.
또한, 본 발명은 광측 정렬 모니터링 및 광원인 발광다이오드 출력을 모니터링하여 안정적 측정이 이루어질 수 있도록 광원을 제어할 수 있게 하는 빔덤퍼에 대한 것이다.
일반적으로 미세입자에 의한 산란광의 세기는 입자의 굴절률, 파장, 세기 등에 차이가 있지만 그 세기가 광원의 주광선에 비해 매우 약하므로 주광선에 의해 발생하는 잡광을 적절하게 차단하는 설계를 하지 않으면 매우 큰 배경 노이즈가 되어 산란광과 형광 신호를 얻을 수 없다.
특히 발광 다이오드 광원은 발산각이 크고, 발광 면적이 레이저에 비해 극히 커서 매우 작은 빔 크기 및/또는 직진성이 좋은 레이저에 비해 잡광이 매우 많이 발생한다. 따라서 빔형성 광학계, 측정영역, 빔덤퍼 등을 고려하여 높은 신호대잡음비(Signal-to-Noise Ratio)를 얻을 수 있도록 제작할 필요가 있다.
그런데, 일반적인 빔덤퍼는 고깔구조로 빛의 반사를 막는 코팅이 되어 있으나 빛의 반사를 완벽히 막을 수 없어 잡광이 발생하여 미약한 형광신호 측정에 어려움이 있다. 특히 마이크로미터 크기의 입자가 발광 다이오드와 작용하여 발생한 산란광 및 형광과 같은 미약한 신호를 측정하는 경우 빔형성부, 광학챔버, 빔덤퍼 내부에서 발생한 잡광을 감쇄하는 설계, 제작이 입자 계수기의 성능을 개선하는 중요한 변수가 된다. 즉 잡광이 검출기로 입사되지 않도록 빔덤퍼에서 감쇄시키는 것이 중요하다.
또한, 종래 기술의 경우 레이저 다이오드(Laser Diode), 발광 다이오드의 광원 출력을 측정하는 검출기가 광원과 함께 부착되어 광원의 앞에 위치하는 렌즈나 필터 등의 광학계에서 반사된 광을 함께 측정함으로써 정확한 츨력을 측정하는데 어려움이 있다.
더불어, 레이저보다 발산이 크고 광원의 크기가 커서 상대적으로 적은 크기의 초점 빔을 형성하기 어려운 발광다이오드를 여기 광원으로 적용할 경우, 입자에 조사되었을 때 발생하는 산란광 및 형광의 신호는 상대적으로 미약하여, 노이즈의 영향을 최소화하는 것이 중요하다.
또한, 생물입자의 신호를 검출하기 위해서는 200~450nm 파장 영역의 여기 광원을 적용하게 되는데, 이때 사용되는 고밴드 갭을 갖는 실리콘(Si), 알루미늄 나이트라이드(AlN) 또는 갈륨 나이트라이드(GaN) 기반의 발광 다이오드 광원의 세기는 에너지 밴드갭이 넓어 원천 기술적으로 레이저 보다 고출력을 생성하기 어려워 노이즈 신호 제거 기술이 중요하다.
더불어, 소형화된 입자 계수기의 경우 저가, 저소비 전력, 경량화를 기술적으로 해결하기 위해 광원으로 발광 다이오드나 레이저 다이오드를 적용한다. 그런데, 광원의 특성상 다른 광원에 비해 열이 상대적으로 많이 발생하여 안정적 출력에 영향을 주게 된다.
이를 해결하기 위해 메탈 인쇄회로기판(PCB), 온도 조절회로(TIC)나 방열시스템을 적용하는 등의 기술적 노력을 하고 있지만, 이는 시스템의 무게 증가, 소비전력 증가, 가격 상승의 원인이 된다. 또한, 소형화된 입자 계수기의 경우 미약한 출력의 변화도 광신호 발생에 영향을 미치므로 안정적 광원의 출력 유지가 중요하며, 이를 모니터링하여 자동 제어하는 것이 요구되고 있다.
본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 여기 광원에서 조사되는 빔의 세기가 측정되어 자동으로 조절되도록 제어되며, 미세입자가 빔을 통과할 때 생기는 산란광 혹은 형광 신호의 세기를 측정하는 입자계수기에서 사용하기에 적합한 빔덤퍼를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 여기광원으로부터 챔버를 통과한 광원의 빔을 최대로 흡수함으로서, 산란광 및 형광을 측정하는 센서에서의 노이즈를 최소화하여, 신호대잡음비를 개선하며 동시에 발광다이오드의 출력을 안정적으로 유지하여 입자 크기 혹은 계수의 정확도를 높일 수 있는 빔 덤퍼를 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 더 구체적으로, 여기 광원에서 발생되어, 일측에 위치한 빔덤퍼로 입사된 광, 빔덤퍼의 후단에 장착되는 검출기인 포토다이오드의 표면에서 반사된 반사광과, 빔덤퍼 내에서 반사와 산란에 의해 생긴 잡광이, 입자 계수기나 산란광 및/또는 형광 검출장비의 광학챔버로 입사되지 않게 함으로써, 광학챔버에 장착되어 있는 다른 검출기(예컨대, 산란광검출기나 형광검출기)로 의도하지 않는 이들 잡광이 유입되어 측정의 정확도가 저하되는 일이 없도록 하는 빔 덤퍼를 제공함에 또 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 광학 챔버를 통과한 여기 광원의 출력을 측정하여, 여기 광원의 실지 출력값을 모니터링하여 시스템 운영의 안정성을 개선할 수 있는 빔 덤퍼를 제공하는 또 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 더 구체적으로, 광원출력 검출기가 광챔버를 광원과 시료 다음에 위치하여 광량을 측정하기 때문에, 기존의 여기광원부에서 광량을 측정했을 때는 반영이 안 되었던, 광챔버나 렌즈에 의한 여기광원의 손실값이 반영이 된 출력값을 측정할 수 있어 입자에 여기되는 광원의 실지 출력값에 가까운 값을 모니터링을 가능하게 하는 빔 덤퍼를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
더불어, 본 발명은 모니터링된 여기광원의 출력값을 이용하여 여기광원부의 구동전압을 보상하여, 안정적인 여기 광원의 출력을 유지할 수 있으며, 여기 광원에 이상발생시 모니터링이 가능한 빔 덤퍼를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 광학부에 대한 정렬을 모니터링이 가능하여 시스템의 정상적인 가동성을 개선할 수 있는 빔 덤퍼를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 더 구체적으로, 여기광원, 집광렌즈, 그리고 광학 챔버를 지나, 빔덤퍼부로 입사된 광을 측정하기에, 광원부, 노즐부, 광학챔버 그리고 렌즈부를 선택적으로 포함하는 광학부의 정렬과 광원 세기를 동시에 모니터링을 가능하게 하는 빔 덤퍼를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해, 여기 광원에서 조사되는 빔의 세기를 측정하여 자동 제어하며, 미세입자가 빔을 통과할 때 생기는 산란광 혹은 형광 신호의 세기를 측정하는 입자계수기에서 사용하기에 적합한 빔덤퍼를 제공한다.
상기 빔 덤퍼는,
설치 플레이트(207);
상기 설치 플레이트(207) 상에 조립되며 여기 광원을 수광하는 검출기(203);
상기 검출기(203)와 조립되며, 상기 여기 광원의 비산란광 광경로를 따라 배치되된 내부 공간(211)을 갖는 하우징(210);
상기 내부 공간에 배치되며, 상기 내부 공간으로 유입된 비산란광의 광경로에 일치하는 위치에서 비산란광을 출력하는 포토 다이오드부(290); 및
상기 출력을 측정하고, 광경로를 따라 발생한 손실을 측정해 상기 여기 광원의 실출력을 검출하며, 상기 실출력으로부터 상기 여기광원의 출력을 제어하는 제어회로(120);를 포함할 수 있다.
이때, 상기 하우징(210)의 일단과 상기 검출기(203)는 상기 하우징(210)의 내부 공간(211)으로 유입되는 비산란광을 광경로에 평행하지 않은 방향으로 반사시켜 비산란광을 덤핑시키도록 일정한 경사로 조립되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 빔 가이드부(205)는, 상기 비산란광의 광경로에 일치하도록 상기 내부 공간(211)에 위치하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 검출기(203)의 검출기 표면(420)에 의해 반사된 비산란광을 홀 내로 유도하여 덤핑시키는 빔 홀 구조(201)가 상기 내부 공간의 일측에 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 빔 가이드부(205)는 상기 하우징(210)의 내부 공간(211)으로 유도되는 비산란광을 상기 검출기 표면을 향해 집광시키는 집광렌즈(320);를 포함하며, 상기 빔 가이드부(205)의 내측에는 상기 집광렌즈(320)에 의해 검출기면을 향하도록 집광되는 비산란광이 간섭되지 않으면서 상기 검출기 표면(420)을 향하도록 집광 유도로(410)가 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 빔 홀 구조(201)에는, 홀 내로 유도된 비산란광이 집광유도로로 다시 되돌아가지 못하게 상기 집광유도로의 일측에서 집광유도로의 중심축과 평행하지 않은 방향으로 함입부(430)가 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 빔 가이드부(205)는, 상기 집광유도로에 배치되어 상기 반사된 비산란광의 일부가 집광유도로를 통해 되돌아가는 것을 방지하는 빔 스토퍼(230);를 추가로 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 빔홀 구조에는, 한 번 이상의 꺽이는 절곡면이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 빔홀 구조는 내부면이 무반사 코팅되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 빔 스토퍼(230)는 상기 검출기(203)와 윈도우(?) 사이에 위치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 빔덤퍼용 렌즈(270)는 잡광(stray light)을 최소화하기 위해 실리카 렌즈에 AR(Anti-Reflection) 코팅되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 광원과 상호작용하여 발생하는 산란광 및 형광 신호를 동시에 측정하는 장비에서 산란광 및 형광을 측정하는 센서인 광전증배관(PMT:Photo-Multiplier-Tube ) 등의 매우 감도가 높은 검출기로 잡광이 돌아가는 것을 최소화하여 신호대잡음비(SNR: Signal-to-Noise Ratio)를 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 광학챔버를 통과한 여기 광원의 출력을 측정하여 안정적으로 일정한 출력을 유지함으로써 여기 광원과 상호작용하는 미세입자의 정보를 정확하게 측정 가능하여 분석의 정확도를 높일 수 있다는 점을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 모니터링된 여기광원의 출력값을 광원의 구동 전압에 보상하여, 안정적인 여기 광원의 출력을 유지할 수 있으며, 여기 광원의 상태 변화나 광학부의 정렬, 광학챔버 오염 상태, 진동에 의한 광학부 변화 등을 상시 모니터링하여 시스템의 안정성을 개선할 수 있다는 점을 들 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 여기 광원의 출력 제어 개념을 보여주는 광 제어 시스템(110)의 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 빔 덤퍼(130)의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 여기광원의 빔 경로를 보여주는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 빔을 흡수하는 홀 구조를 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 빔 덤퍼(130)의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 여기광원의 빔 경로를 보여주는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 빔을 흡수하는 홀 구조를 보여주는 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.
제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 입자 계수기의 광측 정렬 모니터링 및 빔출력 측정용 빔 덤퍼를 상세하게 설명하기로 한다.
일반적으로 입자 계수기는 대기 중에 부유하는 미세입자와 빔이 상호작용하여 발생한 광신호를 분석하여 입자 크기, 농도 및 생물입자 여부 등의 정보를 얻는다. 특히, 입자 계수기는 단일 미세입자에 특정한 파장의 빔을 조사하여 발생한 산란광(Scattering Light) 세기와 미약한 형광(Fluorescent Light) 세기를 측정하는 유도형광(Induced Fluorescence) 기술을 적용한 장치이다. 최근에는 고가의 레이저를 대신하는 소형, 저가의 자외선 발광 다이오드(Light Emitting Diode)를 이용한 유도형광 기술 개발이 진행 중이다.
일반적으로 광원의 빛을 초점으로 집광하는 과정에서 렌즈 면의 다중 반사, 필터 등의 산란, 난반사, 회절 등은 주광원과 같이 설계된 광로를 따르지 않고 다양한 경로로 진행하는데 이를 잡광이라 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 여기 광원의 출력 제어 개념을 보여주는 광 제어 시스템(110)의 개념도이다. 도 1을 참조하면, 여기 광원(110)으로부터 빔이 출력되면, 빔 덤퍼(130)가 이 빔을 흡수하고, 제어 회로(120)가 이 빔 덤퍼(130)를 이용하여 빔 세기를 측정하여 설정된 값과 비교하여 여기 광원(110)의 출력을 제어한다. 여기서, 빔은 LED(Light Emitting Diodes) 빔이 된다.
도 2는 도 1에 도시된 빔 덤퍼(130)의 단면도이다. 도 2를 참조하면, 빔 덤퍼(130)는, 설치 플레이트(207); 상기 설치 플레이트(207) 상에 조립되며 여기 광원을 수광하는 검출기(203); 상기 검출기(203)와 조립되며, 상기 여기 광원의 비산란광 광경로에 배치되어 비산란광을 유도하는 내부 공간(211)을 갖는 하우징(210); 및 상기 내부 공간에 배치되며, 상기 내부 공간으로 유입된 비산란광의 광경로와 일치하는 위치에서 비산란광의 출력을 측정하여 손실이 반영된 여기 광원의 실출력값을 검출하면서 광축의 정렬에 대해 모니터링하는 광원출력 검출부; 등을 포함하여 구성된다.
상기 빔 가이드부(205)는 빔 덤퍼용 렌즈(270), 상기 빔 덤퍼용 렌즈(270)를 고정하는 제 2 리테이너(260), 상기 제 2 리테이너(260)와 빔 덤퍼용 렌즈(270)를 감싸 고정하는 고정링(240), 비산란광의 일부가 집광유도로를 통해 되돌아가는 것을 방지하는 빔 스토퍼(230), 이 빔 스토퍼(230)를 고정하는 제 1 리테이너(250) 등을 포함하여 구성된다.
검출기(203)는 다이오드(290)와 이 포토다이오드(290)가 구성되는 포토다이오드 셀(220)로 이루어진다. 포토다이오드(290)는 반도체의 PN접합부에 빛을 조사하면 기전력이 발생되는 현상을 이용한 것이다. 물론, 포토다이오드(190) 이외에도 아발란체 포토다이오드(APE: Avalanche Photo Diode)가 될 수 있다. 따라서, 포토다이오드(290)는 여기 광원(110)의 빔을 수광하여 검출하는 기능을 수행한다.
이 검출기(203)는 나사못(291)에 의해 하우징(210)의 표면에 조립된다. 물론, 이는 예시적인 것으로 볼트와 너트를 이용한 방식, 접착제를 이용한 방식도 가능하다.
빔 스토퍼(230)는 집광유도로에 배치되어 반사된 비산란광의 일부가 집광유도로를 통해 되돌아가는 것을 방지하는 기능을 수행한다. 집광유도로는 하우징(210)의 내부 공간(211)에 형성된다.
특히, 공간내부(211)로 도입된 여기 광원(110)의 빔이 빔 스토퍼(230)를 통과할 수 있도록 초점거리 약 25mm를 가진 빔덤퍼용 렌즈(270)를 빔 덤퍼(130)의 전단에 설계한다. 이 때 초점거리는 빔 홀 구조(201)와 검출기(203) 사이의 거리 및 약 15°인 검출기 경사(209)를 고려한다. 빔 스토퍼(230)는 초점을 지난 주광선 중 검출기(203)에 이를 수 없는 각도로 도입되는 잡광을 차단하는 역할을 수행한다.
주광선은 빔덤퍼용 렌즈(270)를 지나 검출기(203)에서 반사되어 25mm 초점거리인 홀 입구에 도달한 후 홀 내부에서 감쇄하게 된다. 즉, 검출기(203)에 경사를 적용하여 검출기에 흡수되지 않은 입사된 광원의 빔을 홀 구조로 반사하여 홀 구조 내부에서 흡수되거나 반사되어도 광학챔버 내로 되돌아가는 양이 최소화하도록 검출기(203)와 30°인 경사를 가진 깊이 21.7mm, 지름 5mm의 홀을 설계하였다.
경사를 가지도록 검출기(203)를 배치하여 주광선인 여분의 빔을 반사하여 광학챔버 내로 되돌아가지 않도록 빔덤퍼 내의 홀로 반사되어 흡수하는 구조를 적용한다.
빔 덤퍼(130)의 내부 공간(211)의 내부 표면과 홀 구조(201)의 내부는 효과적인 빔 흡수를 위해 흑색 코팅 처리를 하거나, 그래파이트, 합금, 금속매트(산화물) 등의 재질의 소재를 적용한다.
또한, 빔 덤퍼(130) 내부로 입사된 주광선의 세기를 측정하도록 검출기(203)를 부착하여, 광원의 출력을 모니터링하여 안정적인 광출력이 나올 수 있게 한다. 안정된 출력은 입자의 크기를 나타내는 산란광 세기를 보장하므로 측정의 정확성을 기할 수 있다.
또한, 진동으로 인한 정렬 문제 발생, 오염으로 인한 출력 변화, 장기간 사용에 따른 발광 다이오드 수명 감소 등의 출력 변화를 모니터링하여 사용자에게 경고할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 여기광원의 빔 경로를 보여주는 개념도이다. 도 3을 참조하면, 여기광원(360)으로부터 입사된 빔이 광학챔버를 지나 빔덤퍼용 렌즈(270)에 의해 집광되어 포토다이오드(290)에 도달한다. 이때, 검출기 표면(420)으로부터 반사된 빔(301)은 광학챔버의 비구면 반사경(350)으로 유도되고, 비구면 반사경(350)을 통과한 빔은 구면 반사경(340)을 경유해 일정 지점으로 포커싱된다. 포커싱 된 일점 지점에서는 기존의 여기광원에서 광량을 측정했을 때 반영이 안되던 광학챔버나 렌즈에 의한 손실값이 측정될 수 있다.
여기서, 검출기 표면(420)의 경사는 약 15°이고, 초점렌즈인 빔덤퍼용 렌즈(270)의 초점거리 25 mm, 포토다이오드(290)에서 빔 직경은 약 φ6.0mm이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 빔을 흡수하는 홀 구조를 보여주는 단면도이다. 도 4를 참조하면, 상기 빔 홀 구조(201)는, 집광유도로(410)로부터 집광유도로의 중심축과 평행하지 않은 방향으로 함입부(430)가 함입 형성되어 홀 내로 유도된 비산란광이 집광유도로로 다시 되돌아가지 못하게 하는 기능을 수행한다.
상기 빔홀 구조는, 한 번 이상의 꺽는 절곡면을 포함할 수 있고, 내부면이 무반사 코팅될 수도 있다.
본 발명의 일실시예에서는 여기 광원(110)을 미세입자에 조사한 후 생성된 미약한 신호를 검출함과 동시에 발광다이오드 광원의 세기를 검출할 경우 신호대잡음비를 높이면서 광원의 세기를 측정하는 빔덤퍼의 구조를 설명하였다.
또한, 빔덤퍼용 렌즈(270)는 단자외선 (~200nm) 영역까지 다파장 영역이 통과할 수 있는 실리카 렌즈에 AR(Anti-Reflection) 코팅을 적용하여 잡광 발생을 최소화하였고 빔 스토퍼(230)의 앞쪽에 위치한다. 빔 스토퍼(230)는 윈도우와 광세기를 측정하는 포토다이오드로 구성되는 검출기(203) 사이에 위치한다. 필드 스톱(field stop)(310)은 포토다이오드(290)로부터 내부 공간에 형성되는 경로로 반사되는 광을 차단하는 역할을 한다.
또한, 검출기(203)는 경사진 리테이너에 고정되어 있을 수 있다. 또한, 입사된 광원은 빔덤퍼용 렌즈(270)를 거친 후 검출기(203)에서 반사되고 빔덤퍼 내부에 만들어진 홀 구조(201)로 향하여 재반사 되어 챔버내로 역유입되지 않도록 광경로를 적용한 설계값(실시 예의 경우 15°)으로 한 번 꺽는 구조를 적용한다. 따라서, 잡광이 다중으로 반사되어 간섭이 최소화된다.
100: 광 제어 시스템
110: 여기 광원
120: 제어회로
130: 빔 덤퍼
201: 홀 구조 203: 검출기
205: 빔 가이드부 207: 설치 플레이트
209: 경사각 210: 하우징
211: 내부 공간 220: 포토 다이오드셀
230: 빔 스토퍼 250: 제 1 리테이너
260: 제 2 리테이너 270: 빔덤퍼용 렌즈
290: 포토 다이오드
110: 여기 광원
120: 제어회로
130: 빔 덤퍼
201: 홀 구조 203: 검출기
205: 빔 가이드부 207: 설치 플레이트
209: 경사각 210: 하우징
211: 내부 공간 220: 포토 다이오드셀
230: 빔 스토퍼 250: 제 1 리테이너
260: 제 2 리테이너 270: 빔덤퍼용 렌즈
290: 포토 다이오드
Claims (11)
- 설치 플레이트(207);
상기 설치 플레이트(207) 상에 조립되며 여기 광원을 수광하는 검출기(203);
상기 검출기(203)와 조립되며, 상기 여기 광원의 비산란광 광경로에 배치되어 비산란광을 유도하는 내부 공간(211)을 갖는 하우징(210);
상기 내부 공간에 배치되며, 상기 내부 공간으로 유입된 비산란광의 광경로에 일치하는 위치에서 비산란광을 출력하는 포토 다이오드부(290); 및
상기 출력을 측정하고, 광경로를 따라 발생한 손실을 측정해 상기 여기 광원의 실출력을 검출하며, 상기 실출력으로부터 상기 여기광원의 출력을 제어하는 제어회로(120);를 포함하며,
상기 하우징(210)의 전단에 위치한 빔 가이드부(205)는 빔 덤퍼용 렌즈(270), 상기 빔 덤퍼용 렌즈(270)를 고정하는 제 2 리테이너(260), 상기 제 2 리테이너(260)와 빔 덤퍼용 렌즈(270)를 감싸 고정하는 고정링(240)가 형성되고,
상기 빔 가이드부(205)는 비산란광의 일부가 집광유도로를 통해 되돌아가는 것을 방지하는 빔 스토퍼(230), 상기 빔 스토퍼(230)를 고정하는 제 1 리테이너(250)가 형성되고,
상기 빔 덤퍼용 렌즈(270)에 의해 검출기면을 향하도록 집광되는 비산란광이 간섭되지 않으면서 상기 검출기의 표면을 향하도록 집광 유도로(410)가 형성되며,
상기 출력을 측정하여 얻어진 손실은 상기 검출기(203)의 표면(420)에 의해 반사된 비산란광을 홀 내로 유도되도록 상기 내부 공간의 일측에 형성된 빔 홀 구조(201)가 형성되는 것을 특징으로 하는 빔 덤퍼.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 빔 홀 구조(201)에는, 홀 내로 유도된 비산란광이 상기 집광유도로로 다시 되돌아가지 못하게 상기 집광유도로의 중심축으로부터 30도 위치에 함입부(430)가 형성되는 것을 특징으로 하는 빔 덤퍼. - 제 6 항에 있어서,
상기 빔 홀 구조(201)에는, 홀 내로 유도된 비산란광이 집광유도로로 다시 되돌아가지 못하도록, 상기 검출기 표면은 상기 집광유도로의 수직면으로부터 시계방향으로 15도만큼 기울여 형성되는 것을 특징으로 하는 빔 덤퍼.
- 제 1 항에 있어서,
상기 빔홀 구조(201)에는, 한 번 이상의 꺽이는 절곡면이 형성되는 것을 특징으로 하는 빔 덤퍼.
- 제 1 항에 있어서,
상기 빔홀 구조(201)는 내부면이 무반사 코팅되는 것을 특징으로 하는 빔 덤퍼.
- 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 손실은 상기 빔홀 구조(201)로 반사되어 유도된 빔은 비구면 반사경(350)을 통한 뒤, 구면 반사경(340)을 경유해 일정 지점으로 포커싱된 위치에서 측정되는 것을 특징으로 하는 빔 덤퍼.
- 제 1 항에 있어서,
상기 빔덤퍼용 렌즈(270)는 잡광(stray light)을 최소화하기 위해 실리카 렌즈에 AR(Anti-Reflection) 코팅되는 것을 특징으로 하는 빔 덤퍼.
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| KR1020150121955A KR101580932B1 (ko) | 2015-08-28 | 2015-08-28 | 입자 계수기의 광측 정렬 모니터링 및 빔출력 측정용 빔덤퍼 |
| GB1613801.8A GB2541804B (en) | 2015-08-28 | 2016-08-11 | Beam dumper for particle counter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150121955A KR101580932B1 (ko) | 2015-08-28 | 2015-08-28 | 입자 계수기의 광측 정렬 모니터링 및 빔출력 측정용 빔덤퍼 |
Publications (1)
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ID=55129142
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| KR1020150121955A KR101580932B1 (ko) | 2015-08-28 | 2015-08-28 | 입자 계수기의 광측 정렬 모니터링 및 빔출력 측정용 빔덤퍼 |
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| GB (1) | GB2541804B (ko) |
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| JP2015145807A (ja) * | 2014-02-03 | 2015-08-13 | 学校法人同志社 | 微粒子検出装置 |
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- 2015-08-28 KR KR1020150121955A patent/KR101580932B1/ko active IP Right Grant
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2541804A (en) | 2017-03-01 |
| GB201613801D0 (en) | 2016-09-28 |
| GB2541804B (en) | 2017-10-11 |
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