KR102381817B1 - 복수의 타원 반사체를 포함하는 광 도파관 - Google Patents

복수의 타원 반사체를 포함하는 광 도파관 Download PDF

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주식회사 이엘티센서
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 광 도파관에 의하면, 호기 말 이산화탄소 측정기에서 요구되는 이산화탄소 측정을 거의 실시간으로 할 수 있는, 우수한 환기 특성을 갖는, 비분산 적외선 방식의 가스 측정기에 적용이 가능하다. 이를 위해 특히 본 발명의 일 실시예는, 내측면이 2 개의 초점을 가지는 타원체의 일부로 형성된 제1 타원 반사체; 및 내측면이 2 개의 초점을 가지는 타원체의 일부로 형성된 제2 타원 반사체;를 포함하되, 제1 타원 반사체와 제2 타원 반사체는, 상호 하나의 초점을 공유하고, 상호 대향하도록 배치하여 사이에 가스 흐름을 위한 환기구를 형성한 것을 특징으로 하는 타원 반사체를 포함하는 광 도파관을 포함한다.

Description

복수의 타원 반사체를 포함하는 광 도파관{LIGHT WAVEGUIDE INCLUDING MULTIPLE ELLIPTICAL REFLECTORS}
본 발명은 우수한 환기 특성을 갖는 광 도파관에 관한 것이다.
비분산 적외선 방식의 가스 측정기는 가스 분자가 특정 파장의 광을 흡수하는 특성을 이용하여 제작된다. 예를 들어 이산화탄소는 4.26㎛, 메탄은 3.3㎛, 암모니아는 10㎛ 파장대 부근의 적외선에서 주요 흡수 파장대를 가지고 있다. 비분산 적외선 방식의 가스 측정 과정은 광원에서 방출된 광 중에 일부는 일정한 광 경로를 진행하면서 가스 분자에 의해 흡수되며 흡수되지 않은 나머지 광은 광 검출기에 도달하는데 광 검출기에서 측정하고자 하는 가스가 흡수하는 파장대만을 투과시키는 광 필터를 거쳐 광 검출기는 해당 파장의 광의 세기와 비례하는 전기 신호를 발생시킨다. 광 검출기에서 출력되는 전기 신호의 세기는 가스의 농도와 반비례하는데 이를 나타내는 식이 하기 [수학식 1]로 표현되는 비어-램버트 함수이다.
[수학식 1]
V=V0exp(-αLX)
여기서 V는 광 검출기에서 출력되는 전기 신호 세기를, V0는 가스 농도가 0(zero)일 때의 광 검출기 출력 신호의 세기를, α는 가스의 광 흡수율을, L은 광원에서 방출된 광이 광 검출기에 도달하는 경로의 길이를, X는 가스의 농도를 의미한다. 특히 V0는 광원에서 방출된 광 중에 광 검출기에 도달하는 광의 세기를 의미하므로 광 효율이 높으면 V0는 큰 값을 갖는다. [수학식 1]의 비어-램버트 함수에서 알 수 있듯이 우수한 성능을 갖는 비분산 적외선 방식의 가스 측정기를 제작하기 위해서는 광 효율이 커야겠지만 또한 광 경로 길이 L 값도 커야 한다. 결과적으로 우수한 성능을 갖는 비분산 적외선 방식의 가스 측정기를 제작하기 위해서는 광 효율과 광 경로 길이 값이 커야 한다.
그리고 비분산 적외선 방식으로 가스를 측정하기 위해서는 가스가 광 도파관 내부로 유입되어 광 도파관의 내부와 외부의 가스 농도가 동일한 시점에 가스를 측정한다. 필연적으로 가스가 광 도파관 내부로 유입되는 과정에서 일정한 시간이 소요되고 이는 자연 환기 방식의 비분산 적외선 방식의 가스 측정기의 응답시간이 되는데 응답시간은 비분산 적외선 방식의 가스 측정기의 성능의 또 다른 중요한 지표가 될 수 있다.
전술한 바와 같이, 광 도파관은 일반적으로 기하학적 구조를 가진 반사체들로 구성될 수 있다. 타원 반사체는 2개의 초점을 가지며 한 초점에 위치한 광원에서 방출된 광은 반사면에서 반사되어 다른 초점에 수렴한다. 도 1은 타원 반사면의 이러한 특성을 보여준다.
도 1은 타원 반사체의 반사 특성을 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 예시된 타원 반사체에서 a는 장축 길이, b는 단축 길이를 의미하며(a>b), k는 초점 길이를 의미한다. 도 1에 도시된 타원 반사체는 하기의 [수학식 2]의 타원 함수로 해석한다.
[수학식 2]
b2x2+a2y2=a2b2, (a2=k2+b2)
[수학식 2]의 타원 함수로 해석되는 타원 반사체에서 제1 초점 위치인 F1(-k, 0)에 광원이 위치하고 제2 초점인 F2(k, 0)에 광 검출기가 위치해 있다면 광원에서 임의의 방향으로 방출된 광은 타원 반사면에서 반사되어 광 검출기에 수렴하는 광 경로를 갖는다. 이때 광 경로 길이는 광원에서 방출된 광의 방향에 상관없이 2a가 된다.
본 발명은 호기 말 이산화탄소 측정기에서 요구되는 이산화탄소 측정을 거의 실시간으로 할 수 있는, 우수한 환기 특성을 갖는, 비분산 적외선 방식의 가스 측정기에 적용이 가능한 복수의 타원 반사체로 구성된 광 도파관을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 내측면이 2 개의 초점을 가지는 타원체의 일부로 형성된 제1 타원 반사체; 및 내측면이 2 개의 초점을 가지는 타원체의 일부로 형성된 제2 타원 반사체;를 포함하되,
제1 타원 반사체와 제2 타원 반사체는, 상호 하나의 초점을 공유하고, 상호 대향하도록 배치하여 사이에 가스 흐름을 위한 환기구를 형성한 것을 특징으로 하는 타원 반사체를 포함하는 광 도파관을 제공함으로써 달성될 수 있다.
그리고 제1 타원 반사체는, 공유된 초점 이외의 제2 타원 반사체의 초점에 제1 광 검출기를 배치하기 위한 제1 개구부가 형성되고, 제2 타원 반사체는, 공유된 초점 이외의 제1 타원 반사체의 초점에 광원을 배치하기 위한 제2 개구부가 형성된 것일 수 있다.
또한 제1 광 검출기가 검출하는 가스는 단일 가스이고, 광원에서 방출된 방출 광은, 제1 타원 반사체, 공유된 초점, 제2 타원 반사체 및 제1 광 검출기를 순서대로 진행하는 광 경로를 형성하는 것일 수 있다.
한편 타원 반사체를 포함하는 광 도파관은, 공유된 초점을 공유하고 제2 타원 반사체와 장축을 달리하는 제3 타원 반사체를 더 포함할 수 있다.
여기서 제3 타원 반사체는, 공유된 초점 이외의 제3 타원 반사체의 초점에 제2 광 검출기를 배치하기 위한 제3 개구부가 형성된 것일 수 있다.
그리고 제1, 2 광 검출기가 검출하는 가스는 상호 이종의 가스이고, 광원에서 방출된 방출 광은, 제1 타원 반사체, 공유된 초점, 제2 타원 반사체 및 제1 광 검출기를 순서대로 진행하는 광 경로와, 제1 타원 반사체, 공유된 초점, 제3 타원 반사체 및 제2 광 검출기를 순서대로 진행하는 광 경로를 형성하는 것일 수 있다.
호기(내뱉는 숨) 말 이산화탄소 측정기(capnometer)는 환자의 호흡을 측정하여 상태를 파악하는 측정기이다. 호흡은 산소를 흡입하고 이산화탄소를 배출하는 것으로 정상적인 사람의 호기에는 약 5.3KPa(킬로 파스칼) 분압의 이산화탄소가 존재하며 호기 중의 이산화탄소 분압은 호기 과정에서 시간에 대한 일정한 패턴을 갖는다. 그러므로 호기 말 이산화탄소 측정기는 환자의 호기 중의 이산화탄소를 거의 실시간으로 측정해야 한다.
또한 비분산 적외선(NDIR : Non-Dispersive Infrared) 방식의 가스 측정기는 가스가 특정 파장의 적외선을 흡수하는 특성을 이용하여 가스를 검지하는 것이다. 이를 위해서는 광원과 광 검출기에 광 도파관을 구비한다. 광 도파관은 일반적으로 광 효율을 높이기 위한 것이나 환기 특성을 낮춤으로써 가스 검지에 상당한 시간이 소요된다.
상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 도파관에 의하면, 호기 말 이산화탄소 측정기에서 요구되는 이산화탄소 측정을 거의 실시간으로 할 수 있는, 우수한 환기 특성을 갖는, 비분산 적외선 방식의 가스 측정기에 적용이 가능하다.
도 1은 타원 반사체의 일반적인 반사 특성을 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명인 광 도파관의 일 실시예의 원리를 설명하기 위한 도면이고,
도 3은 본 발명인 광 도파관의 일 실시예에 따라 구성된 기본 광학계와 이에 형성되는 광경로를 나타낸 도면이며,
도 4는 본 발명인 광 도파관의 일 실시예에 따라 구성된 기본 광학계에서 1 개의 초점을 공유하는 2 개의 타원 반사체의 기본 광학계 및 광 경로를 나타낸 것으로서 기준 광 경로(a)와 광 시뮬레이션(b)을 나타낸 도면이고,
도 5는 본 발명인 광 도파관의 일 실시예에 따른 환기구 배치 프레임(a)과 환기구를 통한 가스 흐름을 표시한 것(b)을 나타낸 도면이고,
도 6 a), b)는 도 5에 도시된 환기구에 광 시뮬레이션을 표시한 것을 나타낸 도면이며,
도 7은 본 발명인 광 도파관의 변형예의 원리를 설명하기 위한 도면이고,
도 8은 본 발명인 광 도파관의 변형예에 따른 1 개의 공통 초점을 갖는 3개의 타원 반사체로 구성된 광학계의 예시를 나타낸 도면이고,
도 9는 본 발명인 광도파관의 변형예에 따른 호기 말 이산화탄소 측정기에 적용된 광학계의 구성 및 광 경로를 나타낸 도면이고,
도 10 a), b)는 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
타원 반사체를 포함하는 광 도파관
본 발명은 초점을 공유하는 2개의 타원을 이용하여 가스를 검지하기 충분한 광 경로 길이를 가짐과 동시에 우수한 환기 특성을 갖는 광 도파관을 제작하는 방법을 제시한다. 보다 자세하게는 제1 타원(E1)과 제2 타원(E2)이 하나의 초점을 공유하는데 편의상 이 공유 초점을 원점 O(0,0)라 한다. 그리고 제1 타원(E1)의 다른 초점을 F1(-2k1, 0)라 하면 초점 거리는 k1이 된다. 또한 제2 타원(E2)의 다른 초점을 F2(2k2, 0)라 하면 초점 거리는 k2가 되며 제1 타원(E1)과 제2 타원(E2)의 배치는 도 2와 같다.
도 2는 1개의 초점을 공유하는 2개의 타원 반사체 기본 도식을 나타낸 도면이다. 도 2에서 실선은 반사면을 점선은 타원의 형태임을 보여주는 윤곽선이다. 이를 이용하여 제1 타원(E1)의 제1 초점 F1에 광원이 위치하고 제2 타원(E2)의 제2 초점 F2에 광 검출기에 위치시키고 반사면((도 2)의 실선)을 이용하면 도 3과 같은 광학계를 구성할 수 있다.
도 3은 1개의 초점을 공유하는 2개의 타원 반사체를 이용한 기본 광학계 및 광 경로를 나타낸 도면이다. 제1 타원(E1)의 제1 초점 F1에 광원에서 임의의 각도(θ)로 방출된 광은 제1 타원(E1)의 임의의 반사면 A에서 반사되고 이후 제1 타원(E1)과 제2 타원(E2)의 공통 초점인 원점 O(0, 0)를 통과하여 제2 타원(E1)의 임의의 점 B에 도달하고 이후 반사되어 제2 타원(E2)의 제2 초점 F2에 도달한다. 광원에서 방출된 광은 방출 방향(θ)에 상관없이 F2에 수렴한다. 도 4는 이러한 광 경로 진행에 대한 광 시뮬레이션을 보여준다.
도 3에서 제1 타원의 장축의 길이를 a1, 제2 타원의 장축의 길이를 a2라 하면 광 도파관의 광 경로 길이 L은 하기 [수학식 3]과 같이 구해지며 그 값은 광원에서 방출된 광의 방출 방향(θ)에 상관없이 일정하다.
[수학식 3]
L=2(a1+a2)
광의 방출 방향에 상관없이 일정함은 이론적 해석에 상당한 장점이 있다. 비어-램버트 함수인 [수학식 1]은 비분산 적외선 방식의 가스 측정기 교정(calibration)의 기준이 되는 함수이다. 만일 광 방출 방향에 따라 광 경로가 달라진다면 광 검출기에서 출력되는 전기 신호 V는 [수학식 4]와 같이 된다.
[수학식 4]
V=V0exp(-αL(θ)X)
만일 광 경로 길이가 광 방출 방향의 함수로 주어진다면 비분산 적외선 방식의 가스 측정기의 교정에 상당한 어려움을 제공한다. 일반적으로 교정은 비분산 적외선 방식의 가스 측정기의 제작 또는 생산의 최종 단계에서 실시되며 이러한 어려움은 곧 생산의 시간과 비용이 상승하게 되는 결과를 초래할 수 있다.
광 도파관이 우수한 환기 특성을 갖도록 하기 위해서는 같은 환기구 면적이라면 가스의 흐름의 방향으로 환기구가 배치되어야 한다. 예를 들어 창문을 열어 방 안을 환기시킬 때 창문의 면적이 같더라도 창문의 위치가 서로 마주보는 방향으로 배치되어야 더 우수한 환기 특성을 갖는 것과 동일한 이치이다. 또한 방 내부를 환기하기 위해서 명백하게 방의 창문 면적이 클수록 빠른 환기가 되는 것과 같이 광 도파관의 환기 특성은 광 도파관의 환기구 면적에 비례하고 광 도파관 내부 부피에 반비례한다.
도 5는 환기구의 배치와 관련된 도면(a)과 환기구의 배치 및 가스의 흐름을 나타낸 도면(b)이다. 도 5는 도 4에서 예시로 든 광 도파관에 환기구를 부가한 것이이고, 도 6의 a), b)는 환기구가 배치된 광 도파관의 광 시뮬레이션의 예시이다.
지금까지 설명한 것은 1종의 가스를 검지하는 것에 대한 것이다. 즉 1개의 광원과 1개의 광 검출기에 대한 1개의 광 경로를 구성하였다. 이제 도 2를 확장하여 복수의 가스를 검지하는 방안을 제시한다. 검지하고자 하는 가스의 종류가 N개라 할 때 비분산 적외선 방식의 가스 측정기는 N개의 광 검출기가 필요하며 예시로써 2개의 가스를 검지하는 방법에 대해 설명한다.
2종의 가스를 검지하기 위해서는 2개의 광 경로가 필요하며 이를 위해 광 도파관은 1개의 초점을 공유하는 3개의 타원 반사체로 구성된다. 도 7은 이러한 구성을 보여준다.
3 개의 타원 반사체로 구성된 광학계
도 7에서와 같이 3개의 타원 반사체로 구성된 광학계를 설명한다. 3개의 타원은 각각 제1 타원(E1), 제2 타원(E2), 제3 타원(E3)이라 한다. 제1 타원(E1)은 x축 방향으로 위치하며 초점 거리는 k1이다. 여기서 x축 방향으로 위치함은 두 초점이 x축 위에 위치함을 의미하며 각각 O(0, 0)과 F1(-2k1, 0)이며 O(0, 0)를 좌표 원점으로 한다. 여기서 앞선 2개의 타원의 예시와 같이 3개의 타원의 공통 초점을 O(0, 0)으로 정한다. 제2 타원(E2)은 O(0, 0)공통 초점으로 하며 O(0, 0)를 중심으로 δ2의 각도 만큼 회전해 있고 다른 초점은 O(0, 0)으로부터 2k2 거리에 위치하고 있다. 그러면 제2 타원(E2)의 두 초점은 각각 O(0, 0)과 F2(2k2cosδ2, 2k2sinδ2)가 된다. 마찬가지로 제3 타원(E3)도 O(0, 0)을 공통 초점으로 하고 이에 대해 δ2 만큼 회전해 있으며 다른 초점은 O(0, 0)으로부터 2k2 거리에 위치하고 있으며 제3 타원(E3)의 두 초점은 각각 O(0, 0)과 F3(2k3cosδ3, 2k3sinδ3)가 된다. 이제 도 7을 기준으로 광학계를 구성하면 도 8과 같이 된다.
도 8은 1개의 공통 초점을 갖는 3개의 타원 반사체로 구성된 광학계 예시이다. 제1 타원 반사체(E1)의 초점 F1에 광원이 위치하고 제2 타원 반사체(E2)의 초점 F2과 제3 타원 반사체(E3)의 초점 F3에 각각 광 검출기가 위치한다. F1에 위치한 광원에서 임의의 방향(θ2)으로 방출된 광은 제1 타원 반사면에서 반사되어 원점을 통과하여 제2 타원 반사면(E2)에서 반사되어 F2에 도달한다. 이때 도 8 상의 좌표계에서 θ2는 양의 값을 갖는다. 또한 F1에 위치한 광원에서 임의의 방향(θ3)으로 방출된 광은 제1 타원 반사면에서 반사되어 원점을 통과하여 제3 타원 반사면(E3)에서 반사되어 F3에 도달한다. 이때 도 8 상의 좌표계에서 θ3는 음의 값을 갖는다. 결과적으로 광원에서 반사된 광은 x축에 대해 (+)각도로 방출되면 F2에 수렴하는 광 경로 L2를 형성하고 (-)각도로 방출되면 F3에 수렴하는 광 경로 L3를 형성하게 되어 결과적으로 2개의 광 경로를 형성하게 되므로 2종의 가스를 검지하게 된다. 2개의 광 경로를 형성하게 되면 각 광 검출기에 도달하는 광의 세기는 도 3과 같이 1개의 광 경로를 구성하는 예시보다 광 검출기에 도달하는 광의 세기는 반감될 수 있으나 이는 광원의 세기가 더 크거나 광 검출기의 감도가 더 큰 것을 적용하면 충분히 보완할 수 있으며 또한 1개의 광 도파관에서 2종의 가스를 검지하는 실익이 훨씬 크다.
상기 예시한 바와 같이 2개의 광 경로에서 보다 확장하여 더 많은 광 경로를 갖는 광 도파관을 제작하는 방법은 용이하게 도출할 수 있다. 예를 들어 4개의 광 경로를 구성하는 광 도파관은 도 7에서와 같이 x축 방향으로 위치한 제1 타원 외에 제1 타원을 마주보는 4개의 타원 반사면을 위치시키되 각각은 원하는 방향의 각도 만큼 회전시켜 배치하면 된다. 이때 회전 방향은 도 7에서와 같이 x-y 평면에서만 실시하는 것에 제한되지 않고 x-z 평면에서 회전하는 것도 포함하는 것은 자명하다.
실시 예
본 발명의 실시 예로써 광학식의 호기(날 숨) 말 이산화탄소 측정기(capnometer)에 적용되는 광 도파관의 제작 방법을 제시한다. 호기 말 이산화탄소 측정기는 응급 환자 또는 중증 환자의 호기의 이산화탄소 농도 및 패턴, 분당 호흡수를 실시간으로 측정하여 환자의 상태를 파악하는데 도움을 주는 측정기이다.
비분산 적외선 방식으로 이산화탄소를 측정하기 위해서는 이산화탄소의 광 흡수 파장대인 4.26㎛ 적외선을 포함하는 광원과 해당 파장대만을 검지하는 광 검출기를 구비해야 한다. 광원과 광 검출기에 대한 광 경로를 구성하고 광 경로 상 이산화탄소 가스가 존재하면 광 흡수율을 측정하여 이산화탄소 농도로 환산한다.
원리적으로 이산화탄소만을 측정한다면 하나의 광 경로가 필요한데 시간이 경과함에 따라 광원의 세기가 변하거나 광 도파관의 내부 오염으로 인한 반사율 저하 등으로 인한 경시변화가 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 광학 분야에서 매우 흔하게 별도의 기준 광을 측정하는 방식의 광학계를 적용한다. 즉, 2개의 광 경로를 구성하고 하나는 이산화탄소를 측정하고 다른 하나는 기준 광의 세기를 측정한다. 기준 광은 일반적으로 3.91㎛ 적외선 파장대의 광을 적용하는데 이 파장대에서는 수증기 외에 다른 종류의 가스의 광 흡수율이 매우 낮다. 만일 광원의 세기가 달라지거나 광 도파관의 반사율이 달라 지더라도 이산화탄소 검지 파장대인 4.26㎛의 적외선 세기가 감소하더라도 3.91㎛의 적외선 세기 또한 동일한 비율로 감소하므로 3.91㎛ 적외선의 세기 변화율을 측정하여 4.26㎛ 적외선의 세기를 보정할 수 있다.
2개의 광 경로를 구성하기 위해서는 도 8과 같은 광학계를 적용한다. 더욱이 호기 말 이산화탄소 측정기는 환자의 호흡을 실시간으로 측정해야 하므로 광 도파관은 우수한 환기 특성을 갖도록 환기구를 충분히 크게 제작해야 한다. 도 8과 같은 광학계를 제작하기 위해 편의상 제2 타원과 제3 타원의 초점 거리는 같게 하며 두 타원은 x 축에 대해 대칭으로 설계한다. 즉 두 타원의 회전 각도는 크기는 같고 방향이 반대인 θ2=-θ3의 조건을 적용한다. 다만 호기 말 이산화탄소 측정기의 전체 크기에 따라 적용되는 광학계의 크기가 달라질 수 있으므로 광학계를 구성하는 광 도파관, 광원, 광 검출기의 크기는 고정하여 제시하지 않는다.
도 9과 도 10은 본 발명의 실시 예로써 제시하는 호기 말 이산화탄소 측정기의 광학계 및 환기 특성에 관한 것이다.
본 발명에 대한 설명으로 호기 말 이산화탄소 측정기를 예시로 들었다. 그러나 이는 설명의 편의성을 위한 것이며 본 발명은 호기 말 이산화탄소 측정기에 적용되는 것에 한정하지 않으며 이산화탄소 측정에만 한정되지 않는다.
도 10 자체만으로도 다른 종류의 비분산 적외선 가스 측정기에 적용할 수 있으며 또한 불대가 결합된 형태는 비분산 적외선 음주 측정기에도 적용될 수 있다. 더 나아가 불대를 일반 관(튜브 또는 파이프 등)으로 대체하면, 예를 들어 파이프에 흐르는 가스의 농도를 실시간으로 측정한 분야에도 적용할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당 업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기의 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (6)

  1. 내측면이 2 개의 초점을 가지는 타원체의 일부로 형성된 제1 타원 반사체; 및
    내측면이 2 개의 초점을 가지는 타원체의 일부로 형성된 제2 타원 반사체;를 포함하되,
    상기 제1 타원 반사체와 상기 제2 타원 반사체는,
    상호 하나의 초점을 공유하고, 상호 대향하도록 배치하여 사이에 가스 흐름을 위한 환기구를 형성한 것이고,
    상기 제1 타원 반사체는, 상기 공유된 초점 이외의 상기 제2 타원 반사체의 초점에 제1 광 검출기를 배치하기 위한 제1 개구부가 형성되고,
    상기 제2 타원 반사체는, 상기 공유된 초점 이외의 상기 제1 타원 반사체의 초점에 광원을 배치하기 위한 제2 개구부가 형성된 것이며,
    상기 공유된 초점을 공유하고 상기 제2 타원 반사체와 장축을 달리하는 제3 타원 반사체를 더 포함하는 타원 반사체를 포함하는 광 도파관.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 광 검출기가 검출하는 가스는 단일 가스이고,
    상기 광원에서 방출된 방출 광은,
    상기 제1 타원 반사체, 상기 공유된 초점, 상기 제2 타원 반사체 및 상기 제1 광 검출기를 순서대로 진행하는 광 경로를 형성하는 것을 특징으로 하는 타원 반사체를 포함하는 광 도파관.
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제3 타원 반사체는, 상기 공유된 초점 이외의 상기 제3 타원 반사체의 초점에 제2 광 검출기를 배치하기 위한 제3 개구부가 형성된 것을 특징으로 하는 타원 반사체를 포함하는 광 도파관.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제1, 2 광 검출기가 검출하는 가스는 상호 이종의 가스이고,
    상기 광원에서 방출된 방출 광은,
    상기 제1 타원 반사체, 상기 공유된 초점, 상기 제2 타원 반사체 및 상기 제1 광 검출기를 순서대로 진행하는 광 경로와, 상기 제1 타원 반사체, 상기 공유된 초점, 상기 제3 타원 반사체 및 상기 제2 광 검출기를 순서대로 진행하는 광 경로를 형성하는 것을 특징으로 하는 타원 반사체를 포함하는 광 도파관.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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