KR101833623B1 - 코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템 - Google Patents

코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101833623B1
KR101833623B1 KR1020160081586A KR20160081586A KR101833623B1 KR 101833623 B1 KR101833623 B1 KR 101833623B1 KR 1020160081586 A KR1020160081586 A KR 1020160081586A KR 20160081586 A KR20160081586 A KR 20160081586A KR 101833623 B1 KR101833623 B1 KR 101833623B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
coherence
adjusting
light source
unit
Prior art date
Application number
KR1020160081586A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180002286A (ko
Inventor
박노철
조장현
전성빈
진지난
Original Assignee
연세대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 연세대학교 산학협력단 filed Critical 연세대학교 산학협력단
Priority to KR1020160081586A priority Critical patent/KR101833623B1/ko
Priority to US15/633,859 priority patent/US10775739B2/en
Publication of KR20180002286A publication Critical patent/KR20180002286A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101833623B1 publication Critical patent/KR101833623B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/0443—Digital holography, i.e. recording holograms with digital recording means
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/0465—Particular recording light; Beam shape or geometry
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/26—Processes or apparatus specially adapted to produce multiple sub- holograms or to obtain images from them, e.g. multicolour technique
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/02—Details of features involved during the holographic process; Replication of holograms without interference recording
    • G03H2001/0208—Individual components other than the hologram
    • G03H2001/0212—Light sources or light beam properties
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/02—Details of features involved during the holographic process; Replication of holograms without interference recording
    • G03H2001/0208—Individual components other than the hologram
    • G03H2001/0228—Electro-optic or electronic components relating to digital holography
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/0402—Recording geometries or arrangements
    • G03H2001/0415—Recording geometries or arrangements for recording reflection holograms
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/0402—Recording geometries or arrangements
    • G03H2001/0428—Image holography, i.e. an image of the object or holobject is recorded
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/0443—Digital holography, i.e. recording holograms with digital recording means
    • G03H2001/0447—In-line recording arrangement
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/0443—Digital holography, i.e. recording holograms with digital recording means
    • G03H2001/0452—Digital holography, i.e. recording holograms with digital recording means arranged to record an image of the object
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2222/00—Light sources or light beam properties
    • G03H2222/20—Coherence of the light source
    • G03H2222/23—Temporal coherence
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2222/00—Light sources or light beam properties
    • G03H2222/20—Coherence of the light source
    • G03H2222/24—Low coherence light normally not allowing valuable record or reconstruction
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2223/00—Optical components
    • G03H2223/14—Diffuser, e.g. lens array, random phase mask
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2223/00—Optical components
    • G03H2223/18—Prism
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2227/00—Mechanical components or mechanical aspects not otherwise provided for
    • G03H2227/03—Means for moving one component

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)

Abstract

개시된 본 발명에 의한 코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템은, 저간섭 광을 발생시키는 광원부, 발생된 광을 분산시키는 분산부, 분산부를 통과한 광의 스펙트럼 대역폭(Spectrum bandwidth)을 조절하여 코히런스(Coherence)를 조절하는 조절부 및 조절된 광으로부터 대상체의 홀로그래피 이미지를 검출하는 검출부를 포함한다. 이러한 구성에 의하면, 코히런스 조절을 통한 간섭무늬 획득이 용이하여 검출되는 홀로그래피 이미지의 정확도를 향상시킬 수 있게 된다.

Description

코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템{COHERENCE ADJUSTABLE DIGITAL HOLOGRAPHY SYSTEM}
본 발명은 디지털 홀로그래피 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 저간섭 광의 스펙트럼 대역폭 조절을 통해 고해상도의 홀로그래피 이미지 검출이 가능한 코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템에 관한 것이다.
디지털 홀로그래피(digital holography)는 컴퓨터로 물체의 파면(波面)을 계산하여 디지털 홀로그램을 제작하거나, 홀로그램 정보로부터 디지털 화상을 재생하는 기술을 지칭한다. 이러한 디지털 홀로그래피의 주된 응용 분야는 위상 측정을 통한 3차원 이미징이다. 특히, 투명한 물체에 물체광을 통과시켜 홀로그램을 취득하는 투과형 디지털 홀로그래피의 경우, 매우 정밀한 수준의 위상 획득이 가능하므로, 마이크로 광학 소자 및 바이오 샘플 등의 측정에 활용되고 있다.
마이크로 광학 소자는 특정 기판(substrate) 위에 형상을 가공하는 방식으로, 바이오 샘플은 슬라이드 글라스 위에 올리는 형태로 제작된다. 측정된 위상은 광학적 특성에 의해 -л 에서 л 범위 내의 값으로 랩핑(wrapping)되어 저장되며, 이를 원래 위상으로 언랩핑(unwrapping)하는 작업을 거친 후에 물체의 3차원 정보를 취득한다.
한편, 광의 간섭을 이용한 고해상동 측정기기들은 고간섭성 광원을 사용한다. 이러한 고간섭성 광원은 간섭을 얻기 쉬운 반면에, 반전 노이즈(speckle noise)가 많이 발생되어 정확한 측정을 방해한다. 이에 따라, 근래에는 노이즈를 저감시키면서 마이크로 스케일의 측정에 디지털 홀로그래피를 적용하기 위한 다양한 연구가 지속적으로 이루어지고 있는 추세이다.
국내출원번호 제2012-7012934호 국내출원번호 제2011-0140699호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 저간섭 광을 원하는 코히런스로 조절하여 대상체의 검출 정확도를 향상시킬 수 있는 코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템은, 저간섭 광을 발생시키는 광원부, 발생된 상기 광을 분산시키는 분산부, 상기 분산부를 통과한 상기 광의 스펙트럼 대역폭(Spectrum bandwidth)을 조절하여 코히런스(Coherence)를 조절하는 조절부 및, 상기 조절된 광으로부터 대상체의 홀로그래피 이미지를 검출하는 검출부를 포함한다.
일측에 의하면, 상기 광원부는 레이저를 제외한 다파장을 갖는 저간섭 광을 발생시킨다.
일측에 의하면, 상기 광원부는 LED 램프 및 할로겐 램프 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
일측에 의하면, 상기 분산부는 상기 광원부에서 발생된 광의 파장을 넓게 분산시킨다.
일측에 의하면, 상기 분산부는 삼각형 또는 환형의 프리즘을 포함한다.
일측에 의하면, 상기 조절부는 상기 광의 선택 주파수를 조절하는 적어도 하나의 슬릿(Slit) 또는 조리개(Iris)를 포함한다.
일측에 의하면, 상기 조절부는 상기 광의 경로 상에 상호 나란하게 배치되는 복수개의 슬릿(Slit)을 포함한다.
일측에 의하면, 상기 조절부는 서로 다른 개구 크기를 가지는 복수의 조리개를 포함하며, 상기 복수의 조리개 중 적어도 어느 하나가 상기 광의 경로 상에 배치된다.
일측에 의하면, 상기 조절부는 개구의 크기가 조절 가능한 조리개를 포함한다.
일측에 의하면, 상기 검출부는 상기 대상체로부터 반사 또는 투과되는 상기 광을 촬영하는 이미지 센서를 포함한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템은, 저간섭 광을 발생시키는 광원부, 상기 광을 분산시킨 후 스펙트럼 대역폭(Spectrum bandwidth)을 조절하여 코히런스(Coherence)를 조절하는 조절부 및, 상기 조절된 광으로부터 대상체의 홀로그래피 이미지를 검출하는 검출부를 포함하며, 상기 조절부는, 상기 광을 굴절시켜 분산시키는 프리즘 및 상기 분사된 광을 적어도 하나의 선택 주파수로 조절시키는 조절체를 포함한다.
일측에 의하면, 상기 광원부는 LED 램프 및 할로겐 램프 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
일측에 의하면, 상기 프리즘은 삼각형 또는 환형의 프리즘을 포함한다.
일측에 의하면, 상기 조절체는 각각 서로 다른 개구 크기를 가지는 적어도 하나의 슬릿(Slit) 또는 조리개(Iris)를 포함한다.
일측에 의하면, 상기 조절체는 상기 광의 경로 상에 상호 나란하게 배치되는 복수의 슬릿(Slit)을 포함한다.
일측에 의하면, 상기 조절체는 서로 다른 개구 크기를 가지는 복수의 조리개를 포함하며, 상기 복수의 조리개 중 적어도 어느 하나가 상기 광의 경로 상에 배치된다.
일측에 의하면, 상기 조절체는 개구의 크기가 조절 가능한 조리개를 포함한다.
일측에 의하면, 상기 검출부는 상기 대상체로부터 반사 또는 투과되는 상기 광을 촬영하는 이미지 센서를 포함한다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 첫째, 저간섭 광을 분산하여 스펙트럼 대역폭을 조절함으로써, 코히런스 조절을 통한 간섭무늬를 쉽게 얻을 수 있어 홀로그래피 이미지 검출 정확도를 향상시킬 수 있게 된다.
둘째, 코히런스 조절이 가능함에 따라, 깊이가 낮은 것과 같은 작은 사이즈의 바이오 샘플을 포함하는 다양한 대상체의 이미지 검출이 가능해진다.
셋째, 프린지 콘트라스트 이미지(fringe contrast image)를 좋게 하여, 측정되는 데이터 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.
넷째, 반전잡음이 심한 대상체의 경우 대역폭을 넓게 하는 것과 같은 광의 스펙트럼 대역폭 조절이 용이함으로써, 노이즈 요인에 강한 신뢰성이 우수한 데이터 검출이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템을 개략적으로 도시한 구성도,
도 2는 도 1에 도시된 코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템에 의해 조절된 광의 스펙트럼 대역폭에 따른 이미지들,
도 3은 본 발명의 제2실시예에 의한 코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템을 개략적으로 도시한 구성도,
도 4는 본 발명의 제3실시예에 의한 코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템을 개략적으로 도시한 사시도, 그리고,
도 5는 도 4에 도시된 조절부의 변형예를 개략적으로 도시한 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 제1실시예를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 바람직한 제1실시예에 의한 코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템(1)은 광원부(10), 분산부(20), 조절부(30) 및 검출부(40)를 포함한다.
상기 광원부(10)는 저간섭 광(L)을 발생시킨다. 간섭성 광은 파장과 위상이 시간적으로나 공간적으로 일정하여 간섭을 일으킬 수 있는 두 개 이상의 빛을 말하며, 대표적인 간섭성 광으로는 레이저가 있다. 상기 광원부(10)에서 발생시키는 저간섭 광(L)은 간섭성 광(Coherent light source)의 반대되는 개념의 광이라고 할 수 있다. 다시 말해, 상기 광원부(10)는 레이저를 제외한 다파장을 가지고 있는 안정적인 광원이라고 할 수 있다.
상기 광원부(10)는 LED(Light Emitting Diode) 램프 및 할로겐 램프 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 본 실시예에서는 LED 램프를 포함하는 것으로 예시한다. 이러한 광원부(10)는 레이저와 같은 고간섭성 광원에 비해 짧은 코히런스(Short coherence)를 가짐으로써 낮은 반전 노이즈(speckle noise)를 발생시키는 장점을 가진다.
한편, 상기 광원부(10)에서 발생된 광(L)은 광원부(10)와 마주하는 제1안내렌즈(11)를 거쳐 대물렌즈(12)에 의해 집속되며, 핀홀(Pin hole)(13)에 의해 광(L)의 파면이 균일하게 조정된다. 상기 핀홀(13)을 통과한 광(L)은 제2안내렌즈(14)에 의해 분산부(20)로 안내된다.
상기 분산부(20)는 발생된 광(L)을 굴절 및 분산시킨다. 상기 분산부(20)는 상기 광원부(10)에서 발생된 광(L)의 파장을 넓게 분산시킬 수 있는 광학부품을 말한다. 상기 분산부(20)는 삼각형 또는 환형의 프리즘을 포함하며, 본 제1실시예에서는 삼각형의 프리즘을 포함한다.
이러한 분산부(20)를 통과한 광(L)은 파장에 따른 굴절률이 다르게 나타나게 된다. 이에 따라, 상기 분산부(20)는 파장에 따른 회절각도를 가지면서 넓게 퍼트리며 광(L)을 진행시킨다. 즉, 상기 분산부(20)를 경유함으로써, 광(L)은 분산되어 진행되게 된다.
상기 분산부(20)를 통과하여 분산된 광(L)은 제1 및 제2렌즈(21)(22)를 순차적으로 거쳐 조절부(30)로 안내된다. 여기서, 상기 제1 및 제2렌즈(21)(22)는 광(L)을 반사하면서 광(L)을 원하는 파장과 영역으로 퍼트린다. 이러한 분산부(20)와 제1 및 제2렌즈(21)(22)를 거쳐, 광(L)의 중심주파수와 주파수 대역을 조절한다.
상기 조절부(30)는 분산부(20)를 통과한 광(L)의 스펙트럼 대역폭(Spectrum bandwidth)을 조절하여, 선택 주파수 조절을 통한 코히런스(Coherence)를 조절한다. 이러한 조절부(30)는 광(L)의 선택 주파수를 조절하는 적어도 하나의 슬릿(Slit) 및 조리개(Iris) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 조리체를 가진다.
본 실시예에 의한 조절부(30)는 개구 즉, 조절구(31)를 가지는 하나의 슬릿(Slit)을 포함하는 것으로 예시한다. 이러한 조절부(30)의 조절구(31) 직경에 따라, 통과하는 광(L)의 선택 주파수가 조절되며, 광(L)의 선택 주파수 조절로 인해 코히런스(Coherence)가 조절된다. 예컨대, 상기 조절부(30)의 조절구(31) 직경이 좁아지면, 코히런스가 길어진다.
참고로, 상기 조절부(30)에 의해 광(L)의 코히런스가 길어지면, 광(L)의 경로의 차이가 커도 대상체(S)의 3D 촬영을 위한 간섭무늬 획득에 유리하다. 즉, 상기 광(L)의 길어진 코히런스로 인해, 프린지 콘트라스트 이미지(fringe contrast image)를 좋게 하여, 측정되는 데이터 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.
상기 검출부(40)는 조절된 광(L)으로부터 대상체(S)의 홀로그래피를 검출한다. 상기 검출부(40)는 대상체(S)로부터 반사 또는 투과되는 광(L)을 촬영하는 이미지 센서(CCD, Charge-Coupled Device)를 포함한다.
상기 검출부(40)로 안내되는 선택 주파수가 조절된 광(L)은 분리 프리즘(41)에 의해 분리되어 일부는 대상체(S)에 조명시켜 반사되는 물체파를 형성시키고, 나머지 일부는 검출부(40)로 조명되어 기준파를 형성시킨다. 이때, 상기 분리 프리즘(41)을 통해 분리된 광(L)의 누출을 차단하여 광(L)의 경로를 안내하기 위한 반사경(42)이 위치 조정 가능하게 마련된다.
상기 조절부(30)에 의해 스펙트럼 대역폭이 조절된 광(L)에 의해 검출부(40)가 촬영한 이미지가 도 2에 도시된다.
도 2의 (a) 및 (b)를 참고하면, 상기 조절구(31)의 크기에 따라 광(L)의 스텍트럼 대역폭이 조절되어, 동일한 대상체(S)에 대한 촬영 이미지가 서로 상이함을 알 수 있다. 참고로, 도 2의 (a)는 프린지 콘트라스트가 낮은 경우이며, 도 2의 (b)는 프린지 콘트라스트가 높은 경우의 이미지이다.
상기와 같은 구성을 가지는 제1실시예에 의한 디지털 홀로그래피 시스템(1)의 대상체(O)에 대한 홀로그래피 이미지를 검출하는 동작을 도 1을 참고하여 설명한다.
도 1과 같이, 상기 광원부(10)로부터 발생된 저간섭성 광(L)은 제1안내렌즈(11), 대물렌즈(12), 핀홀(13) 및 제2안내렌즈(14)를 순차적으로 경유하여 집속 및 파면이 조정되어 분산부(20)로 안내된다. 상기 분산부(20)는 안내된 광(L)을 넓게 퍼트린 상태로 조절부(30)로 안내한다. 이때, 상기 분산부(20)를 통과한 광(L)은 제1 및 제2렌즈(21)(22)를 거쳐 조절부(30)로 안내된다.
상기 조절부(30)는 광(L)의 스펙트럼 대역폭을 조절하여 검출부(40)로 안내한다. 이때, 상기 조절부(30)가 광(L)의 스펙트럼 대역폭을 조절하여 코히런스를 길게 조절한다. 그로 인해, 상기 검출부(40)는 대상체(S)로부터 반사되는 광(L)으로부터 간섭무늬를 용이하게 획득하여 고해상도의 홀로그래피 이미지를 촬영할 수 있게 된다.
참고로, 상기 광원부(10)를 통해 발생된 광(L)은 대략 620~640nm의 파장 대역을 가지며, 분산부(20)와 조절부(30)를 거쳐 대략 632nm의 파장 대역으로 조절되는 것으로 예시한다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 제2실시예에 의한 코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템(100)이 도시된다.
도 3의 도시와 같이, 제2실시예에 의한 디지털 홀로그래피 시스템(100)은 광원부(110), 분산부(120), 조절부(130) 및 검출부(140)를 포함한다.
상기 광원부(110)는 저간섭 광을 발생시키며, 제1실시예와 마찬가지로 LED 램프를 포함하는 것으로 예시한다. 상기 분산부(120)는 광원부(110)로부터 발생된 광(L)을 분산시키는 삼각형의 프리즘을 포함한다. 이러한 광원부(110) 및 분산부(120)의 구성은 제1실시예와 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다.
상기 조절부(130)는 분산부(120)를 통해 분산된 광(L)의 중심주파수와 주파수 대역을 조절하여, 스펙트럼 대역폭 조절을 통한 코히런스를 조절한다. 제2실시예에 의한 조절부(130)는 복수개의 슬릿(131)(132)을 포함하여, 광(L)을 복수의 파장으로 조절한다. 여기서, 상기 조절부(130)는 앞서 설명한 제1실시예와 마찬가지로, 복수개의 슬릿(131)(132)의 직경에 따라 통과하는 광(L)의 선택 주파수를 조절함으로써 코히런스(Coherence)를 조절할 수 있다. 즉, 상기 조절부(130)의 복수개의 슬릿(131)(132) 각각의 직경이 좁아지면, 코히런스가 길어진다.
상기 조절부(130)는 도 3에 확대 도시된 바와 같이, a의 너비를 가지는 개구인 제1 및 제2슬릿(131)(132)이 상호 b의 간격으로 이격되도록 마련된다. 이러한 조절부(130)의 구성으로 인해, 광원부(110)에서 발생되어 분산부(120)를 통해 분산된 광(L)은 제1 및 제2슬릿(131)(132)을 통과하여 2개의 파장대로 스펙트럼 대역폭이 조절된 제1 및 제2광(L1)(L2)로 조절된다.
한편, 상기 제1 및 제2슬릿(131)(132)을 통과하여 조절된 제1 및 제2광(L1)(L2)은 조절 프리즘(133)으로 입사된 후, 검출부(140)로 안내된다. 여기서, 상기 조절 프리즘(133)은 조절된 제1 및 제2광(L1)(L2)을 각각 분산하여 조절부(140)로 안내한다.
상기 검출부(140)는 조절된 제1 및 제2광(L1)(L2)을 이용해, 대상체(S)로부터 반사되는 광(L)으로부터 홀로그래피 이미지를 검출하는 이미지 센서를 포함한다. 상기 검출부(140)가 선택 주파수가 조절된 제1 및 제2광(L1)(L2)을 이용한 대상체(S)의 홀로그래피 이미지 검출 동작을 보다 자세히 설명하면, 하기와 같다.
상기 조절부(130)를 통해 조절된 제1 및 제2광(L1)(L2)은 검출 프리즘(141)에 안내되며, 검출 프리즘(141)으로 입사되지 못하는 제1 및 제2광(L1)(L2) 중 일부는 제1반사경(142)에 의해 검출 프리즘(141) 측으로 반사되어 안내된다. 상기 검출 프리즘(141)으로 입사된 제1 및 제2광(L1)(L2)은 진행 방향이 전환되어 검출 안내렌즈(143)로 입사된 후, 분리 프리즘(144)으로 안내된다. 상기 분리 프리즘(144)은 입사된 제1 및 제2광(L1)(L2)의 일부는 대상체(S)에 조명시켜 반사되는 물체파를 형성시키고, 나머지 일부는 검출부(40)로 조명되어 기준파를 형성시킨다. 이때, 분리 프리즘(144)을 통해 분리된 제1 및 제2광(L1)(L2)의 누출은 제2반사경(145)에 의해 차단된다.
도 4를 참고하면, 본 발명의 제3실시예에 의한 코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템(200)이 개략적으로 도시된다.
도 4의 도시와 같이, 제3실시예에 의한 디지털 홀로그래피 시스템(200)은 광원부(미도시), 분산부(220), 조절부(230) 및 검출부(240)를 포함한다. 여기서, 도 4의 도시에서는 제3실시예의 특징적 구성인 분산부(220)와 조절부(230)의 구성만이 도시되며, 광원부(미도시) 및 검출부(미도시)의 구성은 상술한 제1 및 제2실시예와 유사하므로 자세한 설명 및 도시는 생략한다.
제3실시예에 의한 분산부(220)는 환형 프리즘을 포함하여, 광(L)을 분산시킨다. 이러한 환형 프리즘을 포함하는 분산부(220)의 구성 또한, 앞서 설명한 분산부(20)(120)와 마찬가지로, 광(L)의 경로상에 배치되어 저간섭 광(L)을 파장에 따라 굴절율을 상이하게 함으로써 넓게 분산시킨다.
제3실시예에 의한 조절부(230)는 적어도 하나의 조리개(iris)를 포함하여, 분산부(220)를 통과하여 분산된 광(L)의 스펙트럼 대역폭을 조절한다. 본 제3실시예에서는 상기 조절부(230)가 3개의 조리개 즉, 제1 내지 제3조리개(231)(232)(233)를 포함하여, 광(L)의 스펙트럼 대역폭을 각각 조절하여 코히런스를 조절하는 것으로 예시한다.
여기서, 상기 제1 및 제3조리개(231)(232)(233)는 각각 서로 다른 크기의 개구를 가짐으로써, 각각 서로 다른 스펙트럼 대역폭으로 광(L)을 조절한다. 예컨대, 상기 제1조리개(231)는 대략 50mm의 직경을 가지는 개구를 가지며, 제2 및 제3조리개(232)(233)는 각각 45mm 및 48mm의 직경을 가지는 개구를 가지는 것으로 예시한다. 이러한 제1 내지 제3조리개(231)(232)(233)의 서로 다른 개구 크기로 인해, 원하는 파장 대역에 대응되는 제1 내지 제3조리개(231)(232)(233) 중 어느 하나를 선택적으로 광(L)의 경로상에 배치하여 파장대역을 조절하게 된다.
한편, 도 4에서는 상기 조절부(230)가 각각 서로 다른 개구 크기를 가지는 제1 내지 제3조리개(231)(232)(233)를 포함하는 것으로 예시하나, 꼭 이에 한정되지 않는다. 즉, 도 5의 도시와 같이, 상기 광(L)의 스펙트럼 대역폭을 조절하는 조절부(230')의 개구의 크기가 고정되지 않고 조절 가능한 조리개로 채용되는 변형예도 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1, 100, 200: 디지털 홀로그래피 시스템
10, 110, 210: 광원부
20, 120, 220: 분산부
30, 130, 230: 조절부
40, 140, 240: 검출부

Claims (18)

  1. 저간섭 광을 발생시키는 광원부;
    발생된 상기 광을 분산시키는 분산부;
    상기 분산부를 통과한 상기 광의 스펙트럼 대역폭(Spectrum bandwidth)을 조절하여 코히런스(Coherence)를 조절하는 조절부; 및
    상기 조절된 광으로부터 대상체의 홀로그래피 이미지를 검출하는 검출부;
    를 포함하는 코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광원부는 레이저를 제외한 다파장을 갖는 저간섭 광을 발생시키는 코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광원부는 LED 램프 및 할로겐 램프 중 적어도 어느 하나를 포함하는 코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 분산부는 상기 광원부에서 발생된 광의 파장을 넓게 분산시키는 코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 분산부는 삼각형 또는 환형의 프리즘을 포함하는 코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 조절부는 상기 광의 선택 주파수를 조절하는 적어도 하나의 슬릿(Slit) 또는 조리개(Iris)를 포함하는 코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 조절부는 상기 광의 경로 상에 상호 나란하게 배치되는 복수개의 슬릿(Slit)을 포함하는 코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 조절부는 서로 다른 개구 크기를 가지는 복수의 조리개를 포함하며, 상기 복수의 조리개 중 적어도 어느 하나가 상기 광의 경로 상에 배치되는 코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 조절부는 개구의 크기가 조절 가능한 조리개를 포함하는 코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 검출부는 상기 대상체로부터 반사 또는 투과되는 상기 광을 촬영하는 이미지 센서를 포함하는 코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템.
  11. 저간섭 광을 발생시키는 광원부;
    상기 광을 분산시킨 후 스펙트럼 대역폭(Spectrum bandwidth)을 조절하여 코히런스(Coherence)를 조절하는 조절부; 및
    상기 조절된 광으로부터 대상체의 홀로그래피 이미지를 검출하는 검출부;
    를 포함하며,
    상기 조절부는,
    상기 광을 굴절시켜 분산시키는 프리즘; 및
    상기 분산된 광을 적어도 하나의 선택 주파수로 조절시키는 조절체;
    를 포함하는 코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 광원부는 LED 램프 및 할로겐 램프 중 적어도 어느 하나를 포함하는 코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 프리즘은 삼각형 또는 환형의 프리즘을 포함하는 코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 조절체는 각각 서로 다른 개구 크기를 가지는 적어도 하나의 슬릿(Slit) 또는 조리개(Iris)를 포함하는 코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 조절체는 상기 광의 경로 상에 상호 나란하게 배치되는 복수의 슬릿(Slit)을 포함하는 코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 조절체는 서로 다른 개구 크기를 가지는 복수의 조리개를 포함하며, 상기 복수의 조리개 중 적어도 어느 하나가 상기 광의 경로 상에 배치되는 코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 조절체는 개구의 크기가 조절 가능한 조리개를 포함하는 코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 검출부는 상기 대상체로부터 반사 또는 투과되는 상기 광을 촬영하는 이미지 센서를 포함하는 코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템.
KR1020160081586A 2016-06-29 2016-06-29 코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템 KR101833623B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160081586A KR101833623B1 (ko) 2016-06-29 2016-06-29 코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템
US15/633,859 US10775739B2 (en) 2016-06-29 2017-06-27 Coherence adjustable digital holography system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160081586A KR101833623B1 (ko) 2016-06-29 2016-06-29 코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180002286A KR20180002286A (ko) 2018-01-08
KR101833623B1 true KR101833623B1 (ko) 2018-02-28

Family

ID=60806991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160081586A KR101833623B1 (ko) 2016-06-29 2016-06-29 코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10775739B2 (ko)
KR (1) KR101833623B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102082747B1 (ko) 2019-01-23 2020-02-28 연세대학교 산학협력단 초점거리 조절이 가능한 ｌｅｄ 어레이 기반 3차원 이미징 장치 및 방법
US11874168B2 (en) 2021-12-17 2024-01-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Spectrometer, and apparatus and method for estimating bio-information

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102138636B1 (ko) * 2018-12-31 2020-07-28 경북대학교 산학협력단 컬러 홀로그램용 조명 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009015881A (ja) 2007-06-29 2009-01-22 Sony Corp ホログラム記録装置及びホログラム記録方法並びに光ディスク記録装置及び光ディスク記録方法
JP2009294512A (ja) 2008-06-06 2009-12-17 Sharp Corp 情報記録装置、情報記録方法、情報再生装置、および情報再生方法
JP2013507647A (ja) 2009-10-08 2013-03-04 ユニヴェルシテ リブル ドゥ ブリュッセル 軸外し干渉計
CN105116705A (zh) 2015-09-29 2015-12-02 北京工业大学 多波长自适应数字全息成像系统及方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3519323A (en) * 1966-08-30 1970-07-07 Bell Telephone Labor Inc Hologram method and apparatus for recording and reconstructing multicolor images
DE2323931C3 (de) * 1972-05-20 1978-03-02 Centralne Laboratorium Optyki, Warschau Holographisches Mikroskop
EP2420822B1 (fr) * 2001-06-29 2020-09-02 Universite Libre De Bruxelles Dispositif destiné à l'obtention par microscopie d'images en trois dimensions d'un échantillon
JP5639654B2 (ja) 2009-10-20 2014-12-10 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア オンチップでの非干渉性のレンズフリーのホログラフィおよび顕微鏡法
KR101264125B1 (ko) 2011-12-23 2013-05-14 한국전기연구원 광 스위칭 방식을 이용하는 디지털 엑스―선 영상 검출기를 위한 라인 광원 모듈
KR102503209B1 (ko) * 2018-06-04 2023-02-23 삼성전자 주식회사 디지털 홀로그래피 마이크로스코프(dhm), 및 그 dhm을 이용한 검사 방법 및 반도체 소자 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009015881A (ja) 2007-06-29 2009-01-22 Sony Corp ホログラム記録装置及びホログラム記録方法並びに光ディスク記録装置及び光ディスク記録方法
JP2009294512A (ja) 2008-06-06 2009-12-17 Sharp Corp 情報記録装置、情報記録方法、情報再生装置、および情報再生方法
JP2013507647A (ja) 2009-10-08 2013-03-04 ユニヴェルシテ リブル ドゥ ブリュッセル 軸外し干渉計
CN105116705A (zh) 2015-09-29 2015-12-02 北京工业大学 多波长自适应数字全息成像系统及方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102082747B1 (ko) 2019-01-23 2020-02-28 연세대학교 산학협력단 초점거리 조절이 가능한 ｌｅｄ 어레이 기반 3차원 이미징 장치 및 방법
US11874168B2 (en) 2021-12-17 2024-01-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Spectrometer, and apparatus and method for estimating bio-information

Also Published As

Publication number Publication date
US20180004157A1 (en) 2018-01-04
US10775739B2 (en) 2020-09-15
KR20180002286A (ko) 2018-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10612913B2 (en) Apparatus and methods for performing tomography and/or topography measurements on an object
JP7125423B2 (ja) スキューミラー補助画像化
RU2617555C2 (ru) Спектроскопическое измерительное устройство
JP6934879B2 (ja) ハイパースペクトルイメージング計量システム及び方法
CN104321685B (zh) 眼睛追踪器照明
KR101750188B1 (ko) 공초점 계측 장치
KR101833623B1 (ko) 코히런스 조절이 가능한 디지털 홀로그래피 시스템
US20140362385A1 (en) Measuring device of measurement object, calculating device, measurement method, and method for producing item
JPH11264714A (ja) 被測定面を測定するための幾何学的に低感度の干渉計及びその干渉深さの調節方法
JP2015505039A (ja) 変調光を使用した非接触表面形状評価
JP2022529716A (ja) デフレクトメトリ測定システム
EP2840952B1 (en) Guide star generation
US11099068B2 (en) Optical instrumentation including a spatially variable filter
KR20170023363A (ko) 디지털 홀로그래피 마이크로스코프를 이용한 고단차 측정 방법
RU2608012C2 (ru) Двухканальный дифракционный фазовый микроскоп
KR102005624B1 (ko) 양자점을 이용한 다파장 디지털 홀로그래피 시스템
JP2006145374A (ja) 反射特性測定装置及びマルチアングル測色計
KR101843637B1 (ko) 다파장 디지털 홀로그래피 시스템
KR102498742B1 (ko) 초점 심도 향상을 위한 다중 초점 기반 고해상도 광간섭 단층 촬영 장치
KR20200074461A (ko) 비 간섭성 광 회절 단층 촬영을 위한 고속 입사각 스캐닝 장치
KR20230135862A (ko) 마이컬슨 간섭계 기반 다채널 광 간섭 단층 촬영 장치
WO2023070879A1 (zh) 一种相机全系统的波像差检测系统及检测方法
KR102036067B1 (ko) 3d 형상 및 굴절률 측정이 가능한 광학 측정 장치
JP6876980B2 (ja) 干渉計測装置および干渉計測方法
JP4634884B2 (ja) 表面性状測定装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant