KR102029515B1 - 분광분석 데이터 디스플레이 시스템 및 방법 - Google Patents

분광분석 데이터 디스플레이 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

분광분석 데이터는 샘플 위의 물리적 위치와 연관된다. 레이저 빔은 샘플실 내에 위치한 샘플에 대한 빔 궤적을 따라 주사된다. 레이저 빔은 빔 궤적을 따라 샘플로부터 재료를 분리시켜, 샘플실 내에 분리된 재료의 에어로졸을 생성한다. 빔 궤적을 따라 선택된 원소의 분광분석 데이터 값을 판정하기 위해 분리된 재료를 분광기로 운반하기 위해 샘플실을 통해 유체가 흘려 보내진다. 분광분석 데이터 값은 빔 궤적을 따른 샘플의 각각의 위치와 연관지어지고, 레이저 빔에 의해 재료가 분리된 빔 궤적을 따른 각각의 위치를 포함하는 샘플의 적어도 일부분의 이미지가 디스플레이된다. 이미지는 그들의 연관된 위치에 분광분석 데이터 값의 표시를 포함한다.

Description

분광분석 데이터 디스플레이 시스템 및 방법{SPECTROSCOPY DATA DISPLAY SYSTEMS AND METHODS}
본 발명은 분광기 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 분광분석 데이터를 샘플 상의 물리적 위치에 직접적으로 연관시키는 것 및 그 대응 위치에서 샘플의 이미지 위에 분광분석 데이터의 표시(indicia)를 겹쳐놓는 것에 관한 것이다.
질량 분광분석(mass spectroscopy)은, 예컨대, 물질의 견본 또는 샘플의 원소 조성을 판정하기 위해 전하를 띈 입자의 단위전하당 질량(mass-to-charge ratio)을 측정하는 분석 기술이다. 레이저 보조 분광분석(LAS: Laser-assisted spectroscopy)은 샘플의 구성 성분들을 분리시켜(disassociated) 그것을 분광기에 사용 가능하게 만들기 위해 샘플에 레이저 에너지를 지향시키는(directing) 것을 포함한다. LAS 시스템은 분리된 종(species)을 포획하여 그것을 처리하기 위한 분광기로 운반하기 위해 샘플 위로 유체, 전형적으로, 비활성 기체(inert gas)를 흘려 보내는 동안 샘플로 레이저 에너지를 인가한다. 예시적인 LAS 시스템은 레이저 융삭 유도 결합 플라즈마 질량 분광분석(LA ICP-MS: laser ablation inductively coupled plasma mass spectroscopy), 레이저 융삭 유도 결합 플라즈마 방출 분광분석(ICP-OES/ICP-AES: laser ablation inductively coupled plasma emission spectroscopy) 및 레이저 유도 분광분석(LIBS: laser induced breakdown spectroscopy)을 포함한다.
어느 LAS 시스템에서, 레이저 빔 경로는 분석을 위해 샘플의 선택된 부분 또는 부분들로부터 재료를 융삭(ablate)시키기 위해 빔 궤적을 따라 이동한다(예컨대, 레이저 빔이 샘플에 대하여 편향될 수 있고, 및/또는 이동 스테이지를 사용하여 샘플이 레이저 빔에 대하여 이동될 수 있다). 예를 들어, 도 1은 레이저 빔에 의해 잘린 절단부(kerf)(110)를 포함하는 샘플(100)의 간략화된 도해도이다. 본 예에서, 절단부(110)를 따른 빔 궤적은 화살표(112)가 가리키는 방향이다. 샘플(100)은 하나 이상의 종류의 재료를 포함할 수 있고, 원소의 조성 및 각각의 농도는 절단부(110)를 따라 변할 수 있다. 그러나, 질량 분광기는 일반적으로 샘플(100)의 물리적 위치에 대응하지 않는 표로 된 텍스트 또는 스프레드시트(spreadsheet) 형식으로 데이터를 출력한다. 이러한 질량 분광분석 데이터는 숫자 및 그래프의 형태로 디스플레이될 수 있다. 예를 들어, 도 2는 도 1에 도시된 샘플(100)에 대하여 측정된 다양한 원소에 대한 질량 분광분석 데이터의 예시적인 그래프를 도시한다. 본 예에서는, 황(S32), 칼슘(Ca44), 망간(Mn55), 아연(Zn66), 수은(Hg202), 납(Pb208) 및 비스무스(Bi209)의 선택된 핵종(nuclide)들에 대한 농도가 시간에 대하여 그래프로 그려져 있다. 도 2에 도시된 그래프가 가진 문제점은 디스플레이된 데이터를 생성하기 위해 그 재료가 추출되었던 위치와 관련된, 샘플(100) 표면상의 물리적 위치에 대한 연관관계가 존재하지 않는다는 것이다.
분광분석 데이터는 샘플 상의 물리적 위치와 연관된다. 일 실시예에서, 방법은 샘플 견본의 레이저 보조 분광분석 데이터를 디스플레이한다. 본 방법은 샘플에 대한 빔 궤적을 따라 레이저 빔을 주사하는(scanning) 단계를 포함한다. 샘플은 주사하는 동안 샘플실 내에 위치된다. 레이저 빔은 빔 궤적을 따라 샘플로부터 재료를 분리시켜, 샘플실 내에 분리된 재료의 에어로졸(aerosol)을 생성한다. 방법은 빔 궤적을 따라 선택된 원소의 분광분석 데이터 값을 판정하기 위해, 분리된 재료를 분광기로 운반하도록 샘플실을 통해 유체를 흘려 보내는 단계를 또한 포함한다. 방법은 분광분석 데이터 값을 빔 궤적을 따른 샘플의 각각의 위치와 연관시키는 단계, 및 재료가 레이저 빔에 의해 분리되었던 빔 궤적을 따른 각각의 위치를 포함하는 샘플의 적어도 일부분의 이미지를 디스플레이하는 단계를 더 포함한다. 이미지는 그들의 연관된 위치에 분광분석 데이터 값의 표시를 포함한다.
다른 실시예에서, 레이저 보조 분광분석 시스템은 샘플 견본을 수용하기 위한 샘플실, 레이저 빔을 생성하기 위한 레이저원 및 샘플에 대한 빔 궤적을 따라 레이저 빔을 주사하기 위한 주사 서브시스템을 포함한다. 레이저 빔은 빔 궤적을 따라 샘플로부터 재료를 분리시켜, 샘플실 내에 분리된 재료의 에어로졸을 생성한다. 샘플실을 통해 흐르는 유체는 빔 궤적을 따라 선택된 원소의 분광분석 데이터 값을 판정하기 위해 분리된 재료를 분광기로 운반한다. 시스템은 주사 서브시스템을 제어하고 분광분석 데이터 값을 빔 궤적을 따른 샘플의 각각의 위치와 연관시키는 프로세서를 또한 포함한다. 시스템은 재료가 레이저 빔에 의해 분리되었던 빔 궤적을 따른 각각의 위치를 포함하는 샘플의 적어도 일부분의 이미지를 디스플레이하는 디스플레이 장치를 포함한다. 이러한 이미지는 그들의 연관된 위치에 분광분석 데이터 값의 표시를 포함한다.
추가적인 관점 및 이점들은 첨부된 도면을 참조하여 서술되는 하기의 바람직한 실시예의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 레이저 빔에 의해 잘린 절단부를 포함하는 샘플의 간략화된 도해도이다.
도 2는 도 1에 도시된 샘플에 대하여 측정된 다양한 원소에 대한 질량 분광분석 데이터의 예시적인 그래프를 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 레이저 융삭 샘플링 시스템의 블록도이다.
도 4a는 일 실시예에 따른, 예컨대, 도 3에 도시된 디스플레이 장치 상에 디스플레이될 수 있는 합성 이미지의 간략화된 도해도이다.
도 4b는 다른 실시예에 따른, 예컨대, 도 3에 도시된 디스플레이 장치상에 디스플레이될 수 있는 이미지의 간략화된 도해도이다.
도 5는 일 실시예에 따른, 연관된 분광분석 데이터의 표시를 가진 샘플의 4개의 합성 이미지를 도시한다.
도 6은 일 실시예에 따른, 연관된 분광분석 데이터의 표시를 가진 샘플의 4개의 합성 이미지를 도시한다.
도 7은 일 실시예에 따른, 연관된 분광분석 데이터의 표시 및 사용자 주석을 가진 샘플의 2개의 합성 이미지를 도시한다.
도 8은 일 실시예에 따른, 샘플 견본의 분광분석 데이터를 디스플레이하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 9는 일 실시예에 따른, 농도 값과 빔 궤적을 따른 각각의 위치를 연관시키기 위한 방법의 흐름도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 그래픽 사용자 인터페이스를 도식적으로 나타낸다.
분광분석 데이터는 샘플상의 물리적 위치와 연관된다. 이러한 연관은 분광기 출력을 샘플 상의 또는 그 내부의 지리적 위치에 정확하게 일치시키기 위해, 예컨대, 샘플의 표면(또는 표면 아래)을 따른 레이저 빔 궤적의 위치 데이터(예컨대, X, Y 및/또는 Z 데이터), 주사 속도 데이터 및 시스템 지연 데이터를 사용할 수 있다. 분광분석 데이터는 원소의 농도, 및/또는 전압, 계수, 초당 계수, 주파수 및 파장과 같은 농도와 관련된 검출기 응답을 포함할 수 있다. 분광분석 데이터는 원소 비율(elemental ratio) 또는 등방성 비율(isotropic ratio)과 같은 응답의 비율을 또한 포함할 수 있다. 어느 실시예에서, 분광분석 데이터는 LA ICP-MS, ICP-OES/ICP-AES 및 LIBS와 같은 레이저 보조 분광분석(LAS) 시스템을 사용하여 획득된다.
분광분석 데이터의 표시는 처리를 위한 샘플로부터의 재료 추출에 대응하는 위치에서 샘플의 이미지 위에 직접적으로 디스플레이된다. 디스플레이되는 표시는, 예컨대, 색상 변화, 색조 변화, 밝기 변화, 패턴 변화, 기호, 텍스트, 이들의 조합 및/또는 샘플 상의 또는 그 내부의 지리적 위치에 관한 분광분석 데이터의 다른 그래픽 표현을 포함할 수 있다. 어느 실시예에서, 분광분석 데이터의 표시는 재료가 레이저 빔에 의해 융삭되고 분광기에 의해 처리될 때 실시간으로 샘플의 이미지 위에 겹쳐 놓인다. 뿐만 아니라, 또는 다른 실시예에서, 이러한 표시는 분광분석 데이터가 생성된 이후 임의의 시간에 이미지 위에 겹쳐 놓일 수 있다. 이러한 어느 실시예에서, 분광분석 데이터의 표시와 샘플의 물리적 지형의 추후 정렬을 위해, 하나 이상의 기준 마크(fiducial mark)가 샘플에 및/또는 샘플의 이미지에 추가될 수 있다.
어느 실시예에서, 그래픽 사용자 인터페이스는 하나 이상의 샘플에 대응하는 다양한 레이어(layer)의 정보의 그래픽 구축(buildup)을 선택적으로 나타내는 계층적 환경을 포함한다. 예를 들어, 레이저 유도 에어로졸이 생성될 수 있는 위치인 빈 샘플실을 나타내는 레이어, 샘플실 내에 하나 이상의 샘플이 실려진 인서트(insert)를 나타내는 레이어, 하나 이상의 시스템 카메라로부터의 샘플 맵을 나타내는 레이어, 다른 시스템 또는 장치(예컨대, 암석 현미경(petrographic microscope) 시스템, 주사 전자 현미경(SEM) 시스템 또는 다른 이미징 시스템)로부터 가져온 이미지를 나타내는 레이어, 주석을 나타내는 레이어 및/또는 분광분석 데이터의 표시를 나타내는 레이어의 디스플레이를 사용자가 선택하는 것이 허용될 수 있다. 당업자들은 여기에 개시된 내용으로부터 다른 레이어들이 또한 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 어느 실시예에서, 전체 계층적 환경이 저장되어, 사용자가 추후 시간에 저장된 환경을 로딩(load)하고 특정한 실험과 연관된 모든 정보(예컨대, 주사 위치, SEM 데이터, 분광기 원(raw) 데이터, 특정 샘플의 나이와 같은 축약된 데이터, 및 실험에 사용된 다른 데이터)를 불러올 수 있게 된다. 사용자가 이러한 환경을 훑음에 따라, 각각의 데이터 및 데이터 파일을 보는 것이 가능해지는데, 이는 실험의 다양한 관점의 추적을 가능하게 하고 사용자가 개별적인 기록들을 유지할 필요성을 줄이거나 없애준다. 어느 실시예에서, 모바일 장치 애플리케이션(예컨대, 랩탑 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 스마트폰 또는 다른 모바일 장치용)은 사용자가 언제든지 선택된 환경을 검토하는 것을 가능하게 한다.
이제, 도면에 대한 참조가 이루어지며, 이들 도면에서 유사한 참조번호는 유사한 구성요소를 의미한다. 명료함을 위해, 도면부호의 첫 번째 자리는 대응 구성요소가 처음 사용된 도면번호를 나타낸다. 아래의 설명에서, 본 명세서에 개시된 실시예의 완전한 이해를 위해 다양한 구체적인 세부사항들이 제공된다. 그러나, 당업자들은 이러한 실시예들이 하나 이상의 특정한 세부사항 없이, 또는 다른 방법, 컴포넌트 또는 재료와 함께 실시될 수도 있음을 이해할 것이다. 더 나아가, 몇몇 경우에, 공지된 구조, 재료 또는 동작들은 본 발명의 관점을 모호하게 하지 않도록 상세하게 도시 또는 기술되지 않는다. 더욱이, 기술된 특징부, 구조 또는 특성은 하나 이상의 실시예에서 임의의 적합한 방법으로 결합될 수 있다.
실시예들은 범용 또는 특수목적 컴퓨터(또는 다른 전자장치)에 의해 실행될 기계 실행가능한 명령어로 구현될 수 있는 다양한 단계들을 포함할 수 있다. 대안으로서, 이러한 단계들은 이러한 단계들을 수행하기 위한 특정 로직을 포함하는 하드웨어 컴포넌트에 의해, 또는 하드웨어, 소프트웨어 및/또는 펌웨어의 조합에 의해 수행될 수 있다.
실시예들은 또한 여기에 기술된 공정을 수행하도록 컴퓨터(또는 다른 전자장치)를 프로그래밍하기 위해 사용될 수 있는 명령어를 그 안에 저장하고 있는 비일시적(non-transitory) 기계 판독가능한 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서 제공될 수 있다. 기계 판독가능한 매체는 하드 드라이브, 플로피 디스켓, 광 디스크, CD-ROM, DVD-ROM, ROM, RAM, EPROM, EEPROM, 자기 또는 광 카드, 솔리드 스테이트(solid state) 메모리 장치 또는 전자적 명령어를 저장하는데 적합한 다른 종류의 매체/컴퓨터 판독가능한 매체를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
도 3은 일 실시예에 따른 레이저 융삭 샘플링 시스템(300)의 블록도이다. 본 시스템(300)은 샘플실(316) 내의 샘플(314)로 지향된 레이저 빔(312)을 생성하기 위한 레이저(310)를 포함한다. 제한하지 않는 예로서, 샘플(314)은 뼈, 암석 또는 다른 지질학적 재료, 페인트, 바니시(varnish), 색소(pigment), 금속, 세라믹, 유리, 종이, 직물 또는 다른 종류의 재료를 포함할 수 있다. 레이저 빔(312)은 샘플(314)로부터 재료를 융삭 또는 그렇지 않으면 분리시키기 위해 선택된 펄스 반복 주파수, 파장, 펄스 에너지 및 다른 레이저 파라미터를 가진 복수의 레이저 펄스를 포함할 수 있다. 당업자들은 여기에 기술된 내용으로부터, 다른 실시예에서 지속파(CW) 레이저 빔이 사용될 수도 있음을 이해할 것이다. 도시된 바와 같이, 운반 기체의 스트림이 샘플실(316)로 들어가 레이저 융삭 공정에 의해 생성된 미세한 샘플 입자(예컨대, 에어로졸 상태)를 픽업(pick up)하여 그것을 처리하기 위한 분광기(도시되지 않음)로 운반한다. 운반 기체는, 예컨대, 아르곤, 헬륨, 또는 다른 비활성 기체를 포함할 수 있다.
샘플실(316)은 샘플이 레이저 빔(312)에 대하여 3개의 방향(X, Y 및 Z)으로 이동될 수 있게 하는 이동 스테이지(318) 상에 장착된다. 레이저 빔(312)을 샘플(314)로 지향시키기 위해 미러(320)가 사용될 수 있다. 도 3에 도시되지 않았으나, 포커싱 광학부재(예컨대, 렌즈) 및 빔 조종 광학부재(예컨대, 고속 조종 미러, 미러 검류계 편향기, 전자-광학 편향기 및/또는 음향-광학 편향기)와 같은, 다른 광학부재들 또한 레이저 빔(312)의 경로를 따라 사용될 수도 있다. 미러(320)(예컨대, 반 은도금 미러(half-silvered mirror))는 레이저 빔(312)의 광축을 카메라(322)의 시야(323)와 결합시키도록 구성될 수 있다. 카메라(322)는 디스플레이 장치(324) 상에 디스플레이하기 위한 샘플(314) 및/또는 샘플실(316)의 정지 이미지 및/또는 동영상을 제공할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 다른 이미징 시스템이 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 시스템(300)은 하나 이상의 추가적인 비디오 카메라(예컨대, 고해상도 및 광각 화면 모두를 위함), 암석 현미경 시스템 및/또는 주사 전자 현미경(SEM) 시스템을 포함할 수 있다. 더 나아가, 사용자가 시스템(300)을 제어할 수 있게 하고 그리고 샘플(314) 및/또는 샘플실(316)의 선택된 이미지를 볼 수 있게 하기 위해, 하나 이상의 디스플레이 장치(324)가 사용될 수 있다.
시스템(300)은 제어기(326) 및 메모리 장치(328)를 더 포함한다. 제어기(326)는 레이저(310), 이동 스테이지(318), 카메라(322) 및 디스플레이 장치(324)를 제어하도록 구성된다. 제어기(326)는 또한, 어느 실시예에서, 분광기, 암석 현미경 시스템, 주사 전자 현미경(SEM) 시스템 또는 다른 이미징 시스템과 같은 다른 장치들을 제어하기 위해 사용될 수도 있다. 당업자는 여기에 기술된 내용으로부터, 하나 이상의 제어기가 또한 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 메모리 장치(328)는, 시스템(300)이 여기에 기술된 바와 같이 기능하도록 하는, 제어기(326)에 의해 판독 및 실행될 수 있는 컴퓨터 실행가능한 명령어를 저장한다. 메모리 장치(328)는 또한 발생된 분광분석 데이터, 분광분석 데이터를 샘플(314) 상의 또는 그 내부의 지리적 위치와 연관시키기 위한 데이터, 샘플(314) 및/또는 샘플실(316)의 이미지 및/또는 동영상, 다른 가져온(imported) 이미지 및/또는 동영상, 샘플(314) 및/또는 분광분석 데이터의 사용자 생성 주석 및 여기에 기술된 공정과 관련된 다른 데이터(예컨대, 주사 위치, 샘플(314)의 나이 및/또는 근원(origin), 보고 파일, 샘플실 파라미터, 레이저 파라미터 및 다른 실험 또는 융삭 파라미터)를 저장할 수 있다.
어느 실시예에서, 사용자는 검사를 위해 융삭될 샘플(314)의 특정 부분 또는 부분들을 선택할 수 있다. 예를 들어, 샘플은 하나 이상의 종류의 재료로 이루어질 수 있고, 사용자는 그 재료들 중 하나만, 또는 그 재료들 중 선택된 그룹만 연구할 것을 원할 수 있다. 따라서, 사용자는 샘플(314)의 한 표면에 대하여 빔 궤적을 따라 레이저 빔 경로를 정할 수 있다. 따라서, 빔 궤적은 X-Y 평면 내에 형성될 수 있다. 이와 더불어, 또는 다른 실시예서, 레이저 빔 궤적은 Z 방향(예컨대, 레이저 빔이 샘플을 뚫고 들어가는 레이저 빔과 평행한 방향)일 수도 있다. 사용자는 하나 이상의 단일 지점(spot), 이산적인 지점들의 하나의 라인, 이산적인 지점의 하나의 그리드, 연속적인 융삭부의 하나의 라인(예컨대, 도 1에 도시된 절단부(110)와 같은 연속적인 절단부를 만드는 중첩되는 레이저 지점) 및/또는 샘플(314)의 2차원(2D) 영역을 커버하는 래스터 패턴(raster pattern)을 정할 수 있다. 어느 실시예에서, 동일한 지점, 라인 또는 래스터 패턴을 따라 레이저 빔(312)을 여러번 지나가게 하는 것이 3차원(3D) 분광분석 데이터를 생성하기 위해 샘플(314)을 안쪽으로 더 깊게 잘라내기 위해 사용될 수 있다.
도 4a는 일 실시예에 따른, 예컨대, 도 3에 도시된 디스플레이 장치(324)상에, 디스플레이될 수 있는 합성 이미지(400)의 간략화된 도해도이다. 합성 이미지(400)는 분광분석 데이터의 표시(412)가 겹쳐 놓인, 도 3에 도시된 샘플(314)(또는 샘플(314)의 부분)의 이미지(410)를 포함한다. 분광분석 데이터의 표시(412)는 분광분석 데이터를 발생하기 위해 레이저 융삭이 사용되었던 위치인, 샘플(314)의 표면의 2D 영역 내의 실제 위치와 연관된다. 이러한 2D 영역은, 예컨대, 수평 방향으로 넓은 절단부를 생성하기 위해 복수의 서로 인접한 또는 부분적으로 중첩하는 수직 경로들의 레이저 빔(312)(이는 도 1에 도시된 절단부(110)를 만들기 위해 사용되는 단일의 수직 경로의 레이저 빔 지점 크기의 폭과 대조된다)에 대응할 수 있다.
도 4a에 도시된 간략화된 예에서는, 2D 영역 내의 선택된 원소의 분광분석 데이터(예컨대, 백만분율(ppm: parts per million) 단위의 농도, 계수, 초당 계수, 전압, 주파수, 파장, 원소 비율 및/또는 등방성 비율) 내의 변화를 구별하기 위해, 상이한 채우기 패턴(예컨대, 다이아몬드형 해치(hatch), 사선, 수직선, 정방형 해치, 또는 채우기 없음)이 사용된다. 예를 들어, 제1 범위의 농도(또는 계수 등)는 영역(414) 내에 표시되어 있고, 제2 범위의 농도는 영역(416) 내에 표시되어 있고, 제3 범위의 농도는 영역(418) 내에 표시되어 있고, 제4 범위의 농도는 영역(420) 내에 표시되어 있고, 제5 범위의 농도는 영역(422) 내에 표시되어 있고 그리고 제6 범위의 농도는 영역(424) 내에 표시되어 있다. 도 4a에 도시되지 않았지만, 특정한 농도 범위 또는 각각의 채우기 패턴과 관련된 다른 분광분석 데이터의 범례(legend) 또는 다른 표시가 디스플레이될 수도 있다.
어느 실시예에서, 분광분석 데이터가 발생될 때 실시간으로 또는 추후의 시간에 분광분석 데이터의 표시를 정확하게 정렬시키기 위해 샘플 및/또는 샘플의 이미지에 하나 이상의 기준 마크가 추가된다. 예를 들어, 샘플(예컨대, 도 3에 도시된 샘플(314))로부터 재료를 분리시키기 위해 사용되는 레이저 빔은 또한 추후 참조를 위해 그 샘플에 기준 마크를 추가하는 데에도 사용될 수 있다. 따라서, 분광분석 데이터의 표시가 샘플의 추후 획득된 이미지상에 겹쳐 놓일 수 있다. 다른 예로서, 도 4a는 샘플의 이미지(410)에 추가된 기준 마크(426)(2개가 도시됨)를 도시한다. 기준 마크(426)는 레이저 융삭 공정 동안 분광분석 데이터가 생성될 때, 및/또는 추후의 시간에 사용자에 의해 선택된 때 이미지(410) 위에 표시(412)를 정렬시키기 위해 사용될 수 있다.
도 4b는 다른 실시예에 따른, 예컨대, 도 3에 도시된 디스플레이 장치(324) 상에, 디스플레이될 수 있는 이미지(430)의 간략화된 도해도이다. 이미지(430)는 도 3에 도시된 샘플(314)(또는 샘플(314)의 일부분)의 이미지(410) 및 다양한 원소(원소 A, 원소 B, 원소 C, 원소 D 및 원소 E로 이름 붙여져 있음)에 대하여 깊이에 대한 분광분석 데이터(예컨대, 계수)를 도시하는 그래프(432)를 포함한다. 샘플 이미지(410) 및 그래프(432)는, 예컨대, 분할된 스크린 또는 화면 속 화면(picture-in-picture) 형식으로 함께 디스플레이될 수 있다. 디스플레이된 샘플 이미지(410)는 상술한 기준 마크(426)를 포함한다. 그래프(432)는 Z 방향으로의 상이한 깊이에 대하여 선택된 X, Y 위치에서의 분광분석 데이터의 변화를 도시한다. 도 4b에 도시된 예에서, X, Y 위치는 디스플레이되는 샘플 이미지(410)에 대응하는 하나의 평면 내에 있고, Z 방향은 그 평면에 수직이다(예컨대, 샘플 내로 뻗는다). Z 방향은 또한 샘플에서의 레이저 빔과 평행한 것으로 간주될 수 있다.
어느 실시예에서, 사용자는 분광분석 데이터가 Z 방향의 다양한 깊이에 대하여 디스플레이되는 X, Y 위치를 선택하기 위해 디스플레이된 샘플 이미지(430) 위에서 커서(434)를 위치시킬 수 있다. 이러한 실시예에서, 디스플레이된 그래프(432)는 사용자가 디스플레이된 샘플 이미지(410) 위에서 커서(434)를 움직임("마우스 오버")에 따라 변한다. 상이한 깊이에서의 분광분석 데이터는, 선택된 위치에서 샘플 내로 뚫고 들어가기 위해, 예컨대, 동일한 절단부를 따라 레이저 빔을 여러번 지나가게 함으로써, 또는 복수의 펄스를 사용함으로써 획득될 수 있다. 각각의 레이저 지나감 또는 각각의 레이저 펄스에 의해 제거되는 재료의 양(깊이)에 관한 정보는 샘플 내부의 Z 위치에 분광분석 데이터를 연관시키기 위해 사용된다.
다른 실시예에서, 분광분석 데이터의 연속적인 변화(예컨대, 이산적인 범위가 아님)가, 예컨대, 색상, 음영 또는 색조의 연속적인 스펙트럼을 사용하여 표시될 수 있다. 예를 들어, 도 5는 일 실시예에 따른 연관된 분광분석 데이터(512, 514, 516, 518)의 표시를 가진 샘플(510)의 4개의 합성 이미지를 도시한다. 예시의 목적으로, 분광분석 데이터(512, 514, 516, 518)는 점선에 의해 둘러싸인 2D 영역 내에 다양한 회색 음영으로서 도 5에 도시되어 있다. 그러나, 어느 실시예에서는 색상의 연속 스펙트럼이 분광분석 데이터 내의 변화를 나타내기 위해 사용될 수도 있고, 이러한 색상이 분광분석 데이터로부터 샘플 이미지를 충분히 구별할 수 있기 때문에 점선(또는 실선)은 사용되지 않을 수도 있다.
도 5에 도시된 제1 이미지에서, 겹쳐 놓인 분광분석 데이터(512)는 샘플(510)의 2D 영역 내의 란타늄(La)의 농도를 나타내며, 디스플레이된 범례(520)는 2D 영역 내의 란타늄의 농도가 0ppm 내지 2,500ppm의 범위임을 나타낸다. 색상 스펙트럼을 적용하면, 예컨대, 0ppm은 흑색으로 표현될 수 있고, 소량(trace amounts)은 자색으로 표현될 수 있다. 이와 유사하게, 대략 1250ppm의 란타늄 농도는 녹색(예컨대, 자색과 적색 사이의 가시 스펙트럼의 중간 부근)으로 표현될 수 있고, 대략 2500ppm의 란타늄 농도는 적색으로 표현될 수 있다. 당업자들은 농도와 색상 간의 임의의 관계(예컨대, 선형 또는 비선형)가 또한 사용될 수도 있으며, 농도의 범위가 단일 색상에 할당될 수도 있음(예컨대, 2200ppm 내지 2500ppm의 농도가 모두 적색으로 표현될 수 있음)을 이해할 것이다.
샘플(510)의 제2 이미지에서, 겹쳐 놓인 분광분석 데이터(514)는 샘플의 2D 영역 내의 사마륨(Sm)의 농도를 나타내고, 디스플레이된 범례(522)는 2D 영역 내의 사마륨의 농도가 0ppm 내지 700ppm의 범위임을 나타낸다. 어느 실시예에서는, 상이한 원소에 대한 농도들이 동일한 색상으로 표현되지 않는다. 예를 들어, 제1 이미지에서는 적색이 대략 2500ppm의 최대값을 나타내지만, 제2 이미지에서는 적색이 대략 700ppm의 최대값을 나타낸다. 샘플(510)의 제3 이미지에서, 겹쳐 놓인 분광분석 데이터(516)는 샘플의 2D 영역 내의 이테르븀(Yb)의 농도를 나타내고, 디스플레이된 범례(524)는 2D 영역 내의 이테르븀의 농도가 0ppm 내지 400ppm의 범위임을 나타낸다. 샘플(510)의 제4 이미지에서, 겹쳐 놓인 분광분석 데이터(518)는 샘플의 2D 영역 내의 우라늄(U)의 농도를 나타내고, 디스플레이된 범례(526)는 2D 영역 내의 우라늄의 농도가 0ppm 내지 40ppm의 범위임을 나타낸다.
도 6은 일 실시예에 따른, 연관된 분광분석 데이터(612, 614, 616, 618)의 표시를 가진, 샘플(610)의 4개의 합성 이미지를 도시한다. 도 5에서와 마찬가지로, 분광분석 데이터(612, 614, 616, 618)는 점선에 의해 둘러싸인 2D 영역 내에 다양한 회색의 음영으로서 도 6에 도시되어 있다. 그러나, 다른 실시예에서는, 색상의 연속 스펙트럼이 분광분석 데이터의 변화를 나타내기 위해 사용된다. 도 5와 유사하게, 도 6은 분광분석 데이터(612)가 란타늄(La)의 농도를 나타내는 제1 이미지, 분광분석 데이터(614)가 사마륨(Sm)의 농도를 나타내는 제2 이미지, 분광분석 데이터(616)가 이테르븀(Yb)의 농도를 나타내는 제3 이미지 및 분광분석 데이터(618)가 우라늄(U)의 농도를 나타내는 제4 이미지를 포함한다. 각각의 합성 이미지는 각각의 농도에 대응하는 범례(620, 622, 624, 626)를 포함한다.
분광분석 데이터와 더불어, 다른 데이터가 샘플 이미지와 함께 디스플레이되거나 또는 그 위에 겹쳐 놓일 수 있다. 예를 들어, 도 7은 일 실시예에 따라, 사용자 주석 및 연관된 분광분석 데이터의 표시를 가진, 샘플(700)의 2개의 합성 이미지(710, 712)를 도시한다. 2개의 합성 이미지(710, 712)는 도 1에 도시된 디스플레이 장치(324) 상에 개별적으로 또는 함께(예컨대, 나란히) 디스플레이될 수 있다.
본 예에서, 샘플(700)은 어류의 귀 뼈이며, 사용자는 다양한 해부학적 특징부를 강조하기 위해 제1 이미지(710) 상에 주석 마킹(714, 716, 718) 및 텍스트를 추가하였다. 예를 들어, 제1 마킹(714)은 어류 귀 뼈의 "베텐트(vatente)"와 "저장소(reservoir)" 사이의 경계를 나타내고, 제2 마킹(716)은 어류 귀 뼈의 "저장소"와 "부화부(hatchery portion)" 사이의 경계를 나타내며, 그리고 제3 마킹(718)은 어류 귀 뼈의 "부화부"와 "베트라이트(vaterite)" 사이의 경계를 나타낸다.
제2 이미지(712)는 어류 귀 뼈의 2D 영역 내에 연관된 분광분석 데이터의 표시(720)를 포함한다. 본 예에서, 분광분석 데이터의 표시(720)는, 도 7에 예시의 목적으로 점선 내에 도시된, 2D 영역 내의 스트론튬(Sr)의 측정된 농도에 대응한다. 도 5 및 도 6에 도시된 예와 마찬가지로, 어느 실시예는 농도 레벨의 차이를 나타내기 위해 색상의 스펙트럼을 사용하고, 제1 범례(722)가 색상과 농도 레벨 간의 대응 관계를 표시하기 위해 디스플레이될 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 범례(724)가 디스플레이된 이미지(710, 712)에 대한 축척(예컨대, 거리 또는 길이)을 표시하기 위해 또한 디스플레이될 수 있다. 본 예에서, 거리 또는 길이의 표시는 연관된 분광분석 데이터의 표시(720)의 2D 영역의 수평 또는 X 방향(예컨대, 100 및 200) 및 수직 또는 Y 방향(예컨대, 200, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1400 및 1800)을 따라 또한 디스플레이된다.
도 8은 일 실시예에 따른, 샘플 견본의 분광분석 데이터를 디스플레이하기 위한 방법(800)의 흐름도이다. 방법(800)은 샘플실 내에 분리된 재료의 에어로졸을 생성하기 위해 샘플에 대하여 빔 궤적을 따라(예컨대, X, Y 및/또는 Z 방향) 레이저 빔을 주사하는 단계(810), 및 분리된 재료를 분광기로 운반하기 위해 유체를 샘플실을 통해 흘려 보내는 단계(812)를 포함한다. 상술한 바와 같이, 이러한 유체는 아르곤 또는 헬륨과 같은 비활성 기체를 포함할 수 있다. 방법(800)은 빔 궤적을 따라 선택된 원소의 농도 값을 판정하기 위해 분광기를 통해 분리된 재료를 처리하는 단계(814), 및 상기 농도 값을 빔 궤적을 따른 각각의 위치와 연관시키는 단계(816)를 더 포함한다(예컨대, 도 9 참조). 상술된 바와 같이, 판정된 농도 값은 백만분율일 수 있거나, 또는 전압, 계수, 초당 계수, 주파수 및 파장과 같은 검출기 응답에 의해 표현될 수도 있다. 농도 값은 원소 비율 또는 등방성 비율과 같은 비율을 또한 포함할 수 있다. 방법(800)은 선택된 위치에 대응하는 샘플의 이미지상에 판정된 농도의 표시를 겹쳐 놓는 단계(818)를 더 포함한다. 아래에 기술하는 바와 같이, 사용자는 샘플의 이미지 위에 농도 값의 표시 및/또는 다른 레이어의 정보를 디스플레이할지를 선택할 수 있다. 다른 실시예에서는, 표시를 겹쳐 놓는 것이 아니라, 샘플의 이미지의 저장된 사본 내의 이미지 데이터가 농도 값의 표시에 대응하는 이미지 데이터로 교체될 수 있다. 방법(800)은 디스플레이 장치 상에 샘플 및 겹쳐 놓이는 표시의 합성 이미지를 디스플레이하는 단계(820)를 더 포함한다.
도 9는 일 실시예에 따른, 농도 값을 빔 궤적을 따른 각각의 위치와 연관시키기 위한 방법(900)의 흐름도이다. 방법(900)은 레이저 융삭과 대응하는 원소 농도의 판정 사이의 지연 시간을 추정하기 위해 시스템을 교정(calibrating)하는 단계(910)를 포함한다. 지연 시간은, 예컨대, 레이저 빔을 빔 궤적을 따른 새로운 위치로 지향시키는 것(예컨대, X, Y, 및 Z 스테이지 사용), 새로운 위치에서 하나 이상의 레이저 펄스를 점화하도록 레이저원에 명령하는 것, 재료를 분리시키기 위해 하나 이상의 레이저 펄스를 레이저원으로부터 샘플로 전파시키는 것, 샘플실로부터 분리된 재료를 분광기로 운반하는 것 및 분리된 재료를 분석하고 농도 값을 기록하기 위해 분광기를 작동시키는 것과 관련된 하나 이상의 지연을 포함할 수 있다. 어느 실시예에서, 시간 스탬프가 계산 및 기록된 각각의 농도 값에 관련된다. 이러한 시간 스탬프는 측정된 농도 값이 기록된 시각, 또는 계산에 사용된 분리된 재료를 분광기에서 처음 받은 시각에 대응할 수 있다. 아래에 기술한 바와 같이, 시간 스탬프는 각각의 농도 값을 빔 궤적을 따른 각각의 위치와 연관시키기 위해 시작 시각과 (지연에 대하여 조정된 후) 비교될 수 있다.
방법(900)은 샘플의 표면에 대한 빔 궤적의 시작 위치에서부터 빔 궤적을 따른 특정한 위치(예컨대, 현재 연관되는 위치)까지 주사하는 처리 시간을 판정하는 단계(912)를 더 포함한다. 시작 위치는 기지의 시작 시각에 대응한다. 방법(900)은 특정한 위치를 농도 값 중 하나와 연관시키기 위해 처리 시간, 시작 시각 및 지연 시간을 사용하는 단계(914)를 더 포함한다. 즉, 임의의 정해진 시점에 샘플의 표면에 대한 빔 궤적을 따른 레이저 빔의 위치를 판정하기 위해 주사 속도 또는 다른 위치 데이터가 사용될 수도 있다. 교정된 지연을 기초로, 시간 스탬프 각각은 빔 궤적을 따른 레이저 빔의 위치와 관련될 수 있다.
여기에 기술된 어느 실시예들이 분리된 재료를 처리를 위한 분광기로 운반하지만, 개시 내용은 이에 제한되지 않는다. 그보다는, 임의의 종류의 레이저 보조 분광분석이 사용될 수도 있다. 예를 들어, LIBS가 사용될 수 있고, 분광분석 데이터 값은 파장 값을 포함할 수 있다. LIBS 실시예에서, 레이저 빔을 빔 궤적을 따라 주사하는 것은 샘플로부터의 광 방출을 자극한다. 방출된 광은 레이저 빔에 의해 조명되는 각각의 원소의 특성인 하나 이상의 파장을 포함한다. 방출된 광은 하나 이상의 파장 값을 판정하기 위해 하나 이상의 분광기로 지향된다(예컨대, 하나 이상의 렌즈에 의해 광섬유로 모인다).
도 10은 일 실시예에 따른 그래픽 사용자 인터페이스(1000)를 도식적으로 나타낸다. 그래픽 사용자 인터페이스(1000)는, 예컨대, 도 3에 도시된 디스플레이 장치(324) 상에 디스플레이될 수 있다. 그래픽 사용자 인터페이스(1000)는 사용자 선택 섹션(1010) 및 그래픽 디스플레이 섹션(1012)을 포함한다. 그래픽 사용자 인터페이스(1000)는 사용자가 하나 이상의 샘플에 대응하는 다양한 레이어의 정보를 선택적으로 디스플레이할 수 있도록 해주는 계층적 환경을 제공한다.
본 예에서, 사용자 선택 섹션(1010)은 옵션 목록(1014) 및 레이어 목록(1016)을 포함한다. 옵션 목록(1014)은 샘플실 내에 디스플레이된 대상에 대한 크기를 정확하게 나타내기 위해 그래픽 디스플레이 섹션(1012) 내에 그리드(grid)를 디스플레이할 것인지, 레이어 목록(1016)을 숨길 것인지, 현재의 십자선(crosshair) 위치를 보이게 할 것인지, 및 현재 디스플레이 설정을 자동저장할 것인지 여부를 사용자가 (예컨대, 하이퍼 텍스트 또는 디스플레이된 그래픽 버튼을 통해) 선택할 수 있게 한다.
레이어 목록(1016)(사용자가 선택적으로 디스플레이할 수 있음)은 그래픽 디스플레이 섹션(1012)에 어떠한 레이어의 정보가 디스플레이될 것인지 사용자가 선택할 수 있게 한다. 레이어들은 서로 적어도 부분적으로 겹쳐 놓이도록 구성될 수 있고, 사용자가 디스플레이되는 레이어에 대한 순서를 선택하는 것이 허용될 수 있다. 도 10에 도시된 예에서는, 샘플 인서트(1018)의 가져온 이미지를 포함하는 레이어가 빈 샘플실(1020)의 이미지 위에 디스플레이되도록 사용자에 의해 선택된다. 어느 실시예는 현재의 또는 바람직한 설정을 기초로, 디스플레이될 복수의 상이한 종류의 샘플실(1020)로부터 사용자가 선택할 수 있게 한다. 디스플레이된 샘플실(1020)은 샘플실의 실제 이미지, 블랭크 그리드(blank grid) 또는 샘플실의 도면을 포함할 수 있다.
샘플 인서트(1018)의 가져온 이미지는, 예컨대, 평판 스캐너 또는 디지털 카메라로부터 제공될 수 있다. 본 예에서, 샘플 인서트는 각각의 샘플을 수용하기 위한 9개의 섹션(1022a, 1022b, 1022c, 1022d, 1022e, 1022f, 1022g, 1022h, 1022i)을 포함하고, 샘플 인서트(1018)의 가져온 이미지는 섹션(1022a, 1022c) 내의 샘플의 이미지(1024, 1026)를 포함한다. 다른 데이터와 함께 겹쳐 놓인 것으로 도시되어 있으나, 샘플은 또한 섹션(1022d, 1022e, 1022h) 내에 실려진다. 당업자들은 여기에 기술된 내용으로부터, 샘플 인서트(1018)가 또한 하나의 샘플 또는 9개보다 많은 샘플을 수용하도록 구성될 수도 있음을 이해할 것이다. 더 나아가, 어느 실시예에서, 섹션(1022a, 1022b, 1022c, 1022d, 1022e, 1022f, 1022g, 1022h, 1022i) 중 2 이상의 섹션이 동일한 샘플의 동일한 이미지를 디스플레이할 수 있고, 이에 의해 상이한 레이어(예컨대, 샘플 맵, SEM/암석 현미경, 주석 및/또는 분광분석 데이터 레이어)가 동일한 샘플에 대한 상이한 데이터의 나란한 비교(side-by-side comparison)를 위해 각각의 샘플 이미지에 적용될 수 있다(예컨대, 도 7 참조).
레이어 목록(1016)은 또한 샘플의 인접한 부분에 대응하는 이미지의 모자이크인, 하나 이상의 샘플 맵의 디스플레이를 사용자가 선택하게 할 수 있다. 샘플 맵은 샘플실 내에 샘플이 위치하는 동안 (예컨대, 도 3에 도시된 카메라(322)와 같은) 하나 이상의 카메라 시스템을 사용하여 생성될 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 사용자는 광각 샘플 맵 및/또는 고배율 샘플 맵을 디스플레이하도록 선택할 수 있다. 어느 실시예에서, 레이어 내에 포함 및 디스플레이될 수 있는 샘플 맵의 개수에 대한 제한은 없다(예컨대, 예시의 목적으로 "맵 1" 및 "맵 2"은 모두 각각의 종류의 샘플 맵에 대하여 도시되어 있다). 본 예에서는, 사용자가 가져온 샘플 인서트(1018)의 섹션(1022d) 내에 광각 샘플 맵(1028)("맵 2"에 대응함)을 디스플레이하도록 선택하였다.
레이어 목록(1016)은 또한 외부의(예컨대, 제3의) 장치로부터 가져온 하나 이상의 이미지의 디스플레이를 사용자가 선택할 수 있게 한다. 이미지는, 예컨대, 암석 현미경 시스템, SEM 시스템 또는 다른 이미징 시스템에 의해 만들어질 수 있다. 이미지들은 광범위한 샘플 종류에서 가져올 수 있고, 서로 선택적으로 겹쳐 놓일 수 있다. 사용자는 또한 레이어 내의 가져온 이미지들이 서로 겹쳐 놓이는 순서를 선택할 수 있다. 어느 실시예에서, 가져온 이미지는 샘플의 이미지상의 2개의 기준점 및 다른 기존의 또는 가져온 이미지상의 대응점을 사용하여, 스테이지 좌표로 선택적으로 정렬될 수 있다. 샘플 맵과 마찬가지로, 레이어 내에 포함 및 디스플레이되는 가져온 샘플 이미지의 개수에 대한 제한은 존재하지 않는다(예컨대, 설명의 목적으로, SEM 및 암석 현미경 이미지가 디스플레이 가능한 것으로 도시되어 있다). 이와 더불어 또는 다른 실시예서는, 임의의 이미지 크기 또는 이미지 해상도를 가져올 수도 있다. 본 예에서는, 사용자가 가져온 샘플 인서트(1018)의 섹션(1022e) 내에 가져온 암석 현미경 이미지(1030)를 디스플레이하도록 선택하였다.
레이어 목록(1016)은 또한 주석 레이어의 디스플레이를 사용자가 선택할 수 있게 한다. 도 7과 관련하여 상술한 바와 같이, 주석 레이어는 사용자가 샘플의 이미지 또는 그래픽 디스플레이 섹션(1012)의 다른 부분 위에 텍스트 및/또는 그래픽(예컨대, 선, 기호 또는 다른 표시)을 추가할 수 있게 한다. 본 예에서, 사용자는 주석 레이어를 포함할 것을 선택하지 않았다.
레이어 목록(1016)은 또한 본 명세서에 상세하게 기술된 바와 같이, 분광분석 데이터의 디스플레이를 사용자가 선택할 수 있게 한다. 분광분석 데이터의 표시는 실시간으로(예컨대, 샘플이 레이저 빔에 의해 주사되고 있을 때) 디스플레이될 수 있다. 이와 더불어 또는 다른 실시예서는, 사용자가 그래픽 디스플레이 섹션(1012) 내에 디스플레이하기 위해 분광분석 데이터 또는 분광분석 데이터의 이전에 연관된 표시를 선택적으로 가져올 수 있다. 본 예에서는, 사용자가 가져온 샘플 인서트(1018)의 섹션(1022h) 내에 디스플레이된 샘플의 이미지("지르콘 1") 위에 분광분석 데이터의 표시(1032)를 디스플레이하도록 선택하였다.
당업자들은 여기에 기술된 내용으로부터, 다른 레이어들이 또한 사용될 수도 있음을 이해할 것이다. 어느 실시예에서, 전체 계층적 환경이 저장되어, 사용자가 추후 시간에 저장된 환경을 로딩(load)하고 특정한 실험과 연관된 모든 정보(예컨대, 주사 위치, SEM 데이터, 분광기 원(raw) 데이터, 특정 샘플의 나이와 같은 축약된 데이터, 및 실험에 사용된 다른 데이터)를 불러올 수 있게 된다. 사용자가 이러한 환경을 훑음에 따라, 각각의 데이터 및 데이터 파일을 보는 것이 가능해지는데, 이는 실험의 다양한 관점의 추적을 가능하게 하고 사용자가 개별적인 기록들을 유지할 필요성을 줄이거나 없애준다. 어느 실시예에서, 모바일 장치 애플리케이션(예컨대, 랩탑 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 스마트폰 또는 다른 모바일 장치용)은 사용자가 언제든지 선택된 환경을 검토하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 기본 원리를 벗어나지 않고 상술된 실시예의 세부사항에 대한 다양한 수정이 이루어질 수 있음을 당업자들은 이해될 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 오직 아래의 청구항에 의해서만 판단되어야 한다.

Claims (29)

  1. 샘플 견본의 레이저 보조 분광분석(spectroscopy) 데이터를 디스플레이하기 위한 방법으로서,
    레이저 처리 시스템을 사용하여, 상기 샘플에 대한 빔 궤적(trajectory)을 따라 레이저 빔을 주사하는 단계 -- 상기 샘플은 상기 주사하는 단계 동안 샘플실 내에 위치하고, 상기 레이저 빔은 상기 빔 궤적을 따라 상기 샘플로부터 재료를 분리시켜, 상기 샘플실 내에 분리된 재료의 에어로졸을 생성함 --;
    상기 빔 궤적을 따라 선택된 원소의 분광분석 데이터 값을 판정하기 위해 상기 분리된 재료를 분광기로 운반하도록 유체를 상기 샘플실을 통해 흘려 보내는 단계;
    프로세서를 사용하여, 상기 분광분석 데이터 값을 상기 빔 궤적을 따른 상기 샘플의 각각의 위치와 연관시키는 단계; 및
    상기 재료가 상기 레이저 빔에 의해 분리되었던 상기 빔 궤적을 따른 상기 각각의 위치를 포함하는 상기 샘플의 적어도 일부분의 이미지와 상기 연관된 위치에서의 상기 분광분석 데이터 값의 표시(indicia)를 포함하는 합성 이미지를 디스플레이 장치 상에 디스플레이하는 단계를 포함하는, 샘플 견본의 레이저 보조 분광분석 데이터를 디스플레이하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 분광분석 데이터 값을 상기 빔 궤적을 따른 상기 샘플의 각각의 위치와 연관시키는 단계는:
    상기 샘플에 상기 레이저 빔을 최초로 지향시킨 시각과 상기 분광기가 상기 선택된 원소에 대한 대응하는 분광분석 데이터 값을 계산한 시각 사이의 지연 시간을 추정하는 단계;
    상기 빔 궤적에 따라 상기 샘플의 제1 위치에서 제2 위치까지 상기 레이저 빔을 주사하기 위한 처리 시간을 판정하는 단계 -- 상기 제1 위치는 기지의 시작 시각(known start time)에 대응함 --; 및
    상기 처리 시간, 상기 시작 시각 및 상기 지연 시간을 사용하여, 상기 분광기에 의해 판정된 상기 분광분석 데이터 값 중 하나를 상기 빔 궤적에 따른 상기 샘플의 상기 제2 위치와 관련시키는 단계를 포함하는, 샘플 견본의 레이저 보조 분광분석 데이터를 디스플레이하기 위한 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 표시는 채우기 패턴, 색상, 음영, 색조, 밝기, 텍스트 및 기호를 포함하는 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 그래픽 요소의 변화를 포함하는, 샘플 견본의 레이저 보조 분광분석 데이터를 디스플레이하기 위한 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 분광분석 데이터 값의 상기 표시를 상기 연관된 위치에 정렬(aligning)하기 위해 상기 샘플에 하나 이상의 기준 마크(fiducial marks)를 추가하도록 상기 레이저 빔을 사용하는 단계를 더 포함하는, 샘플 견본의 레이저 보조 분광분석 데이터를 디스플레이하기 위한 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 분광분석 데이터 값의 상기 표시를 상기 샘플의 상기 이미지에 정렬하기 위해 상기 이미지에 하나 이상의 기준 마크를 추가하는 단계를 더 포함하는, 샘플 견본의 레이저 보조 분광분석 데이터를 디스플레이하기 위한 방법.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    사용자가 그래픽 사용자 인터페이스를 통해 상기 샘플의 상기 이미지 또는 상기 표시를 선택적으로 디스플레이하도록 허용하는 단계를 더 포함하는, 샘플 견본의 레이저 보조 분광분석 데이터를 디스플레이하기 위한 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 사용자가 상기 그래픽 사용자 인터페이스를 통해 상기 샘플실의 이미지, 상기 샘플의 인접한 이미지에 대응하는 이미지의 모자이크(mosaic)를 포함하는 샘플 맵, 상기 샘플의 현미경 이미지(microscope image) 및 사용자 주석을 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 선택적으로 디스플레이하도록 허용하는 단계를 더 포함하는, 샘플 견본의 레이저 보조 분광분석 데이터를 디스플레이하기 위한 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    암석 현미경(petrographic microscope) 및 주사 전자 현미경(scanning electron microscope)을 포함하는 그룹으로부터 선택된 현미경을 사용하여 상기 현미경 이미지를 생성하는 단계를 더 포함하는, 샘플 견본의 레이저 보조 분광분석 데이터를 디스플레이하기 위한 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 분광분석 데이터 값은 원소의 농도, 원소 비율, 등방성 비율, 계수 값, 초당 계수 값, 전압 값, 주파수 값 및 파장 값을 포함하는 그룹으로부터 선택되는, 샘플 견본의 레이저 보조 분광분석 데이터를 디스플레이하기 위한 방법.
  12. 레이저 보조 분광분석 시스템(laser-assisted spectroscopy system)으로서,
    샘플 견본을 수용하는 샘플실;
    레이저 빔을 생성하는 레이저원;
    상기 샘플에 대한 빔 궤적을 따라 상기 레이저 빔을 주사하는 주사 서브시스템 -- 상기 레이저 빔은 상기 빔 궤적을 따라 상기 샘플로부터 재료를 분리시켜 상기 샘플실 내에 상기 분리된 재료의 에어로졸을 생성하고, 상기 샘플실을 통해 흐르는 유체는 상기 빔 궤적을 따라 선택된 원소의 분광분석 데이터 값을 판정하기 위해 상기 분리된 재료를 분광기로 운반함 --;
    상기 주사 서브시스템을 제어하고 상기 분광분석 데이터 값을 상기 빔 궤적을 따른 상기 샘플의 각각의 위치와 연관시키는 프로세서; 및
    상기 재료가 상기 레이저 빔에 의해 분리되었던 상기 빔 궤적을 따른 각각의 위치를 포함하는 상기 샘플의 적어도 일부분의 이미지와 상기 연관된 위치에서의 상기 분광분석 데이터 값의 표시를 포함하는 합성 이미지를 디스플레이하는 디스플레이 장치를 포함하는, 레이저 보조 분광분석 시스템.
  13. 삭제
  14. 제12항에 있어서, 상기 주사 서브시스템은 상기 프로세서에 의해 제어되는 하나 이상의 이동 스테이지(motion stages)를 포함하는, 레이저 보조 분광분석 시스템.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제12항에 있어서, 상기 표시는 채우기 패턴, 색상, 음영, 색조, 밝기, 텍스트 및 기호를 포함하는 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 그래픽 요소의 변화를 포함하는, 레이저 보조 분광분석 시스템.
  18. 제12항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 분광분석 데이터 값의 상기 표시를 상기 연관된 위치에 정렬하기 위해 상기 샘플에 하나 이상의 기준 마크(fiducial marks)를 추가하도록 상기 레이저원 및 주사 서브시스템을 제어하도록 더 구성된, 레이저 보조 분광분석 시스템.
  19. 제12항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 분광분석 데이터 값의 상기 표시를 상기 샘플의 상기 이미지에 정렬하기 위해 상기 이미지에 하나 이상의 기준 마크를 추가하도록 더 구성된, 레이저 보조 분광분석 시스템.
  20. 삭제
  21. 제12항에 있어서, 상기 프로세서는:
    사용자가 그래픽 사용자 인터페이스를 통해 상기 샘플의 상기 이미지 또는 상기 표시를 선택적으로 디스플레이하는 것을 허용하도록 더 구성된, 레이저 보조 분광분석 시스템.
  22. 제21항에 있어서, 상기 프로세서는:
    상기 사용자가 상기 그래픽 사용자 인터페이스를 통해 상기 샘플실의 이미지, 상기 샘플의 인접한 이미지에 대응하는 이미지의 모자이크를 포함하는 샘플 맵, 상기 샘플의 현미경 이미지 및 사용자 주석을 포함하는 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 제3 레이어를 선택적으로 디스플레이하는 것을 허용하도록 더 구성된, 레이저 보조 분광분석 시스템.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 현미경 이미지를 생성하기 위한 현미경을 더 포함하되, 상기 현미경은 암석 현미경 및 주사 전자 현미경을 포함하는 그룹으로부터 선택된, 레이저 보조 분광분석 시스템.
  24. 삭제
  25. 레이저 보조 분광분석 시스템(laser-assisted spectroscopy system)으로서,
    샘플에 대한 빔 궤적을 따라 레이저 빔을 주사하기 위한 수단 -- 상기 샘플은 상기 주사하는 동안 샘플실 내에 위치하고, 상기 레이저 빔은 상기 빔 궤적을 따라 상기 샘플로부터 재료를 분리시켜 상기 샘플실 내에 상기 분리된 재료의 에어로졸을 생성함 --;
    상기 빔 궤적을 따라 선택된 원소의 분광분석 데이터 값을 판정하기 위해 상기 분리된 재료를 분광기로 운반하도록 상기 샘플실을 통해 유체를 흘려 보내기 위한 수단;
    상기 분광분석 데이터 값을 상기 빔 궤적을 따른 상기 샘플의 각각의 위치와 연관시키기 위한 수단; 및
    상기 재료가 상기 레이저 빔에 의해 분리되었던 상기 빔 궤적을 따른 상기 각각의 위치를 포함하는 상기 샘플의 적어도 일부분의 이미지를 디스플레이하기 위한 수단 -- 상기 이미지는 상기 연관된 위치에서의 상기 분광분석 데이터 값의 표시를 포함함 -- 을 포함하는, 레이저 보조 분광분석 시스템.
  26. 샘플 견본의 레이저 보조 분광분석 데이터를 디스플레이하기 위한 방법으로서,
    레이저 처리 시스템을 사용하여, 상기 샘플에 대한 빔 궤적을 따라 레이저 빔을 주사하는 단계;
    하나 이상의 분광기를 사용하여, 상기 빔 궤적을 따라 분광분석 데이터 값을 생성하는 단계;
    프로세서를 사용하여, 상기 분광분석 데이터 값을 상기 빔 궤적을 따른 상기 샘플의 각각의 위치와 연관시키는 단계; 및
    디스플레이 장치 상에, 상기 빔 궤적을 따른 상기 각각의 위치를 포함하는 상기 샘플의 적어도 일부분의 이미지를 디스플레이하는 단계 -- 상기 이미지는 상기 연관된 위치에서의 상기 분광분석 데이터 값의 표시를 포함함 -- 를 포함하는, 샘플 견본의 레이저 보조 분광분석 데이터를 디스플레이하기 위한 방법.
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 제26항에 있어서, 상기 샘플은 상기 주사하는 동안 샘플실 내에 위치되고, 상기 레이저 빔은 상기 빔 궤적을 따라 상기 샘플로부터 재료를 분리시켜 상기 샘플실 내에 상기 분리된 재료의 에어로졸을 생성하고,
    상기 분광분석 데이터 값을 생성하는 단계는 상기 빔 궤적을 따라 선택된 원소의 분광분석 데이터 값을 판정하기 위해 상기 분리된 재료를 상기 하나 이상의 분광기로 운반하도록 상기 샘플실을 통해 유체를 흘려 보내는 단계를 포함하는, 샘플 견본의 레이저 보조 분광분석 데이터를 디스플레이하기 위한 방법.
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