KR102442981B1 - Instant raman imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 기술은 순간 라만 이미징 장치와 관련된다. The present technology relates to instantaneous Raman imaging devices.
샘플에 단색광(monochromatic light)을 입사시키면 샘플에서 빛이 산란된다. 대부분의 산란광은 입사광과 동일한 파장을 갖지만, 산란광의 일부 성분은 입사광과 다른 파장을 가진다. 이는 1928년 인도의 물리학자 라만(Raman)이 발견하여 라만 효과라고 부른다.When monochromatic light is incident on a sample, the light is scattered from the sample. Most of the scattered light has the same wavelength as the incident light, but some components of the scattered light have a different wavelength than the incident light. It was discovered by the Indian physicist Raman in 1928 and is called the Raman effect.
라만 효과는 입사광이 샘플의 결정 구조에 제공되고, 결정 구조를 진동시켜 입사광 파장과는 다른 파장의 빛이 형성되어 산란광으로 제공되기 때문이다. 따라서, 단색광을 샘플에 비춰주고 산란광을 파장별로 분석하면 샘플에 포함된 물질들의 결정 구조를 분석할 수 있는데, 이를 라만 분광 (Raman Spectroscopy)이라고 한다. The Raman effect is because incident light is provided to the crystal structure of the sample, and the crystal structure is vibrated to form light having a wavelength different from that of the incident light and is provided as scattered light. Therefore, by illuminating a sample with monochromatic light and analyzing the scattered light for each wavelength, the crystal structure of materials included in the sample can be analyzed, which is called Raman spectroscopy.
라만 분광은 측정 대상 물질의 구성 원소에 대한 정보보다는 대상 물질의 구조에 대한 정보를 알려주는 장점이 있어서, 동일한 원소들로 이뤄진 물질이라 하더라도 구조가 다른 물질을 구별해 낼 수 있다. 단색광원으로서 양질의 고체 레이저를 쉽게 구할 수 있고, CCD와 같이 민감한 검광자가 발달한 요즘은 라만분광법이 기초학문 분야는 물론 산업현장, 등 다양한 분야에서 널리 쓰이고 있다. Raman spectroscopy has the advantage of providing information on the structure of the target material rather than information on the constituent elements of the material to be measured, so that materials with different structures can be distinguished even from materials made of the same elements. As a monochromatic light source, high-quality solid-state lasers are readily available, and with the development of sensitive analyzers such as CCD, Raman spectroscopy is widely used in various fields such as basic academic fields as well as industrial fields.
라만 분광에서 얻은 스펙트럼의 특정 밴드 유무로부터 그에 해당하는 물질의 존재 유무를 알 수 있다. 그러므로, 위치별로 라만 분광을 측정하면 해당 위치에서 특정 물질이 존재하는지를 알 수 있다. 위치를 달리하면서 여러 곳을 측정하고, 위치별로 특정 물질의 존재 유무를 표현한 것이 라만 이미징(Raman Imaging) 기법이다. From the presence or absence of a specific band in the spectrum obtained from Raman spectroscopy, the presence or absence of a corresponding material can be known. Therefore, by measuring Raman spectroscopy for each position, it is possible to know whether a specific substance is present at the corresponding position. Raman imaging is a technique that measures multiple locations while changing locations, and expresses the presence or absence of specific substances for each location.
종래 기술에 의한 라만 이미징 기법은 단색 광원으로 시료의 여러 부분을 차례로 스캐닝(scanning)하여 각 지점별로 라만분광 스펙트럼을 얻고, 라만 스펙트럼의 특정 밴드의 세기를 시료의 위치별로 그림을 그리는 방식으로 이루어진다.The Raman imaging technique according to the prior art is performed by sequentially scanning various parts of a sample with a monochromatic light source to obtain a Raman spectral spectrum for each point, and drawing the intensity of a specific band of the Raman spectrum for each location of the sample.
그러나 종래 기술에 의하면 좁은 영역에 포커스된 빔(focused beam)을 검출 대상 샘플의 표면에 제공하고, 빔을 스캔(scan)하여 샘플의 넓은 영역을 측정하므로 많은 시간이 소모된다. 특히 반도체 생산라인에서처럼 많은 샘플이 빠른 속도로 이동할 때 각각의 샘플에 대한 라만 이미징을 수행하는 것은 장시간이 소모되어 결과적으로 생산성의 감소로 이어진다. However, according to the prior art, a large area of the sample is measured by providing a focused beam on a narrow area to the surface of the sample to be detected and scanning the beam to measure a large area of the sample. In particular, as in a semiconductor production line, when many samples are moved at a high speed, performing Raman imaging for each sample takes a long time, leading to a decrease in productivity as a result.
본 실시예는 상술한 종래 기술의 난점을 해소하는 것이 해결하고자 하는 과제 중 하나이다. 즉, 본 실시예로 해결하고자 하는 과제 중 하나는 샘플에 대하여 보다 신속하게 라만 이미징을 수행할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.This embodiment is one of the problems to be solved to solve the above-described difficulties of the prior art. That is, one of the problems to be solved by this embodiment is to provide an apparatus capable of more rapidly performing Raman imaging on a sample.
본 실시예에 의한 라만 이미징 장치는: 단일 파장(λ0)의 광을 타겟에 제공하는 단색 광원부와, 타겟에서 산란된 라만광에서 제1 파장(λ1) 대역의 광을 반사하여 이미징하고, 제1 파장 대역 보다 긴 파장의 광을 투과하는 제1 이미징 부와, 제1 이미징 부에서 투과된 광에서 제2 파장(λ2) 대역의 광을 반사하여 이미징하고, 제2 파장 대역 보다 긴 파장의 광을 투과하는 제3 이미징 부를 포함한다.The Raman imaging apparatus according to the present embodiment includes: a monochromatic light source unit providing light of a single wavelength (λ 0 ) to a target; A first imaging unit that transmits light having a wavelength longer than the first wavelength band, and the light transmitted by the first imaging unit reflects light of a second wavelength (λ 2 ) band for imaging, and a wavelength longer than the second wavelength band and a third imaging unit that transmits the light.
본 실시예의 어느 한 측면에 의하면, 단색 광원부는, 단일 파장(λ0)의 광을 제공하는 단색 레이저 광원과, 단일 파장의 광을 반사하여 타겟에 제공하고, 타겟에서 형성된 산란광 중에서 단일 파장(λ0)보다 긴 파장을 갖는 라만광을 투과하는 롱 패스 필터(long pass filter)를 포함한다.According to any one aspect of the present embodiment, the monochromatic light source unit includes a monochromatic laser light source providing light of a single wavelength (λ 0 ), a single wavelength (λ) of the scattered light formed in the target by reflecting light of a single wavelength and providing it to the target. 0 ) includes a long pass filter that transmits Raman light having a longer wavelength.
본 실시예의 어느 한 측면에 의하면, 단색 광원부는, 단일 파장의 광을 시준(collimate)하는 시준기(collimator)를 더 포함한다.According to one aspect of the present embodiment, the monochromatic light source unit further includes a collimator for collimating light of a single wavelength.
본 실시예의 어느 한 측면에 의하면, 롱 패스 필터는, 단일한 파장(λ0)보다 긴 파장의 광을 투과하며, 단일한 파장(λ0)과 짧거나 같은 파장의 광은 반사한다.According to one aspect of the present embodiment, the long pass filter transmits light having a wavelength longer than a single wavelength (λ 0 ), and reflects light having a wavelength shorter than or equal to the single wavelength (λ 0 ).
본 실시예의 어느 한 측면에 의하면, 제1 이미징 부는, 제1 파장 대역의 광을 반사하고 제1 파장 대역 보다 긴 파장의 광을 투과하는 제1 롱 패스 필터와, 반사된 제1 파장 대역의 광을 투과하는 제1 밴드 패스 필터(band pass filter) 및 제1 파장 대역의 광을 이미징하는 이미징 소자(imaging device)를 포함한다.According to one aspect of the present embodiment, the first imaging unit includes a first long-pass filter that reflects light of a first wavelength band and transmits light of a wavelength longer than the first wavelength band, and the reflected light of the first wavelength band. It includes a first band pass filter passing through (band pass filter) and an imaging device (imaging device) for imaging the light of the first wavelength band.
본 실시예의 어느 한 측면에 의하면, 제2 이미징 부는, 제2 파장 대역의 광을 반사하고 제2 파장 대역 보다 긴 파장의 광을 투과하는 제2 롱 패스 필터와, 반사된 제2 파장 대역의 광을 투과하는 제2 밴드 패스 필터 및 제2 파장 대역의 광을 이미징하는 이미징 소자(imaging device)를 포함한다.According to one aspect of the present embodiment, the second imaging unit includes a second long pass filter that reflects light of a second wavelength band and transmits light of a longer wavelength than the second wavelength band, and the reflected light of the second wavelength band. It includes a second band pass filter that transmits the light and an imaging device for imaging the light of the second wavelength band.
본 실시예의 어느 한 측면에 의하면, 비슷한 방식으로 제3 이미징 부, 제 4 이미징 부, ... 등 광학적으로 허용 가능한 이미징 부를 추가할 수 있다.According to one aspect of the present embodiment, an optically acceptable imaging unit such as a third imaging unit, a fourth imaging unit, ... may be added in a similar manner.
본 실시예의 어느 한 측면에 의하면, 단일 파장(λ0), 제1 파장(λ1), 제2 파장(λ2), ... 제n 파장(λn)은 λ0 < λ1 < λ2 < ···<λn 이다.According to one aspect of this embodiment, the single wavelength (λ0), the first wavelength (λ1), the second wavelength (λ2), ... the nth wavelength (λ n ) is λ 0 < λ 1 < λ 2 < · ··<λ n to be.
본 실시예는 포커스되지 않은 빔(defocused beam), 평행광 등을 여기광으로 사용하므로 스캐닝 방식을 사용하는 종래 기술에 비하여 신속하다는 장점이 제공된다. 나아가, 본 실시예는 복수의 이미징 장치들을 캐스케이드(cascade)로 연결하여 라만 이미징을 동시에 수행하여 복수의 라만 이미지를 신속하게 얻을 수 있다는 장점이 제공된다.Since the present embodiment uses a defocused beam, a collimated light, etc. as excitation light, an advantage is provided in that it is faster than the prior art using a scanning method. Furthermore, the present embodiment provides an advantage that a plurality of Raman images can be quickly obtained by simultaneously performing Raman imaging by connecting a plurality of imaging devices in a cascade.
도 1은 본 실시예에 의한 순간 라만 이미징 장치(10)의 개요를 도시한 도면이다.
도 2는 단색 광원부(100)의 개요를 도시한 도면이다.
도 3(a)는 단색 광원부(100)가 타겟(T)에 여기광을 제공하는 광 경로를 개요적으로 도시한 도면이고, 도 3(b)는 라만 산란광을 집광하는 것을 개요적으로 도시한 도면이다.
도 4는 제1 이미징 부(200) 및 제2 이미징 부(300)의 개요를 도시한 도면이다.1 is a diagram showing an outline of an instantaneous Raman
2 is a diagram illustrating an outline of the monochromatic
3(a) is a diagram schematically illustrating a light path through which the monochromatic
4 is a diagram illustrating an outline of the
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the description of the present invention is merely an embodiment for structural or functional description, the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiment described in the text. That is, since the embodiment may have various changes and may have various forms, it should be understood that the scope of the present invention includes equivalents capable of realizing the technical idea.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.On the other hand, the meaning of the terms described in the present application should be understood as follows.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The singular expression is to be understood as including the plural expression unless the context clearly dictates otherwise, and terms such as "comprises" or "have" refer to the specified feature, number, step, action, component, part or these It is to be understood that this is intended to indicate the existence of a combination, and does not preclude the possibility of the presence or addition of one or more other features or numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.Each step may occur in a different order than the stated order unless the context clearly dictates a specific order. That is, each step may occur in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the reverse order.
본 개시의 실시예들을 설명하기 위하여 참조되는 도면은 설명의 편의 및 이해의 용이를 위하여 의도적으로 크기, 높이, 두께 등이 과장되어 표현되어 있으며, 비율에 따라 확대 또는 축소된 것이 아니다. 또한, 도면에 도시된 어느 구성요소는 의도적으로 축소되어 표현하고, 다른 구성요소는 의도적으로 확대되어 표현될 수 있다.The drawings referenced to describe the embodiments of the present disclosure are intentionally exaggerated in size, height, thickness, and the like for convenience of description and ease of understanding, and are not enlarged or reduced according to proportions. In addition, certain components shown in the drawings may be intentionally reduced and expressed, and other components may be intentionally enlarged and expressed.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as being consistent with the meaning of the context of the related art, and cannot be interpreted as having an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. .
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 실시예에 의한 라만 이미징 장치를 설명한다. 도 1은 본 실시예에 의한 라만 이미징 장치(10)의 개요를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 라만 이미징 장치(10)는 단일한 파장(λ0)의 여기광(excitation light)을 타겟에 제공하는 단색 광원부(100)와, 타겟에서 제공된 라만광에서 제1 파장(λ1) 대역의 광을 반사하여 이미징하고, 제1 파장 대역 보다 긴 파장의 광을 투과하는 제1 이미징 부(200)와, 제1 이미징 부에서 투과된 광에서 제2 파장(λ2) 대역의 광을 반사하여 이미징하고, 제2 파장 대역 보다 긴 파장의 광을 투과하는 제2 이미징 부(300)를 포함한다. Hereinafter, a Raman imaging apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. 1 is a diagram showing an outline of a Raman
도 2는 단색 광원부(100)의 개요를 도시한 도면이다. 도 3(a)는 단색 광원부(100)가 타겟(T)에 여기광을 제공하는 광 경로를 개요적으로 도시한 도면이고, 도 3(b)는 라만 산란광을 집광하는 것을 개요적으로 도시한 도면이다. 용이한 이해를 위하여 도 3(a)에서 거울 반사에 의한 광로(optical path)를 곧게 직선화하여 표현하였다. 도 2, 도 3(a) 및 도 3(b)를 참조하면, 롱 패스 필터(long pass filter, 130)는 입사광에 대해서는 이색성 거울(Dichroic Mirror) 역할을 한다. 2 is a diagram illustrating an outline of the monochromatic
단색 광원부(100)는 단일 파장(λ0)의 여기광을 제공하는 단색 레이저 광원(110)을 포함한다. 일 예로, 단색 레이저 광원(110)이 제공하는 광은 적외선 대역, 가시광선 대역, 자외선 대역의 레이저광일 수 있다. The monochromatic
도 2 및 도 3(a), 도 3(b)로 예시된 실시예에서, 단색 레이저 광원(110)이 제공하는 광은 콜리메이터(120)를 통하여 시준된 광을 타겟(T)에 제공할 수 있다. 콜리메이터(120)는 일 실시예로, 제1 렌즈(122)와 제2 렌즈(124)를 포함한다. 제1 렌즈(122)의 초점 거리는 초점 거리 f0이고, 제2 렌즈(124)의 초점 거리는 f1 이다. 일 실시예에서, 제1 렌즈(122)와 제2 렌즈(124) 사이의 거리(d)가 제1 렌즈(122)의 초점 거리 f0와 제2 렌즈(124)의 초점 거리 f1에 일치할 때 타겟(T)에 제공되는 광은 시준(collimate)된 평행광이다. In the embodiment illustrated in FIGS. 2 and 3 (a) and 3 (b), the light provided by the monochromatic
다른 예로, 제1 렌즈(122)와 제2 렌즈(124) 사이의 거리(d)가 제1 렌즈(122)의 초점 거리 f0와 제2 렌즈(124)의 초점 거리 f1와 일치하지 않을 때 타겟(T)에 제공되는 광은 포커스되지 않은 빔(defocused beam)이다.As another example, when the distance d between the
단색 레이저 광원(110)이 출력한 단일 파장(λ0) 광이 타겟(T)에 제공됨에 따라, 타겟(T)에서 산란된 광은 단일 파장(λ0) 광과 단일 파장(λ0) 광보다 약한 세기의 라만 광을 포함한다. 라만 광은 단색 레이저 광원(110)이 출력한 광의 파장(λ0)에 비하여 긴 파장(λ1, λ2, λ3, ...)성분을 가진다. 라만광에 포함된 광의 파장들(λ1, λ2, λ3, ...)은 타겟(T)의 재질, 결정구조에 따라 다를 수 있다. 그러나, 라만광 성분은 모두 타겟(T)에 제공된 입사광의 파장(λ0) 보다 긴 파장을 가진다. As the single wavelength (λ 0 ) light output from the monochromatic
도 3(b)로 예시된 것과 같이 롱 패스 필터(130)는 단색 레이저 광원(110)이 출력한 여기광의 파장(λ0)의 광은 반사시키나, 단일 파장 보다 긴 파장(λ0+Δ)의 광은 투과시킨다. 즉, 롱 패스 필터(130)는 이색성(dichroic characer)을 가지는 필터 혹은 미러(mirror)일 수 있다. 따라서, 롱 패스 필터(130)는 단색 레이저 광원(110)이 출력한 단일 파장(λ0)의 광을 반사하여 타겟(T)에 제공하고, 타겟(T)에서 형성된 라만광은 투과시킨다. As illustrated in FIG. 3( b ), the long-
도 2, 도 3(a) 및 도 3(b)로 예시된 단색 광원부(100)의 실시예에 의하면 타겟(T)에는 포커스되지 않은 빔(defocused beam) 또는 시준된 평행광이 제공된다. 따라서, 종래의 라만 분광기에서 타겟에 포커스된 빔을 제공하는 경우에 비하여 빔이 제공되는 면적이 넓다. According to the embodiment of the monochromatic
이로부터, 타겟(T)에 종래 기술에 비하여 넓은 면적의 여기광을 제공하고, 목적하는 라만 밴드들에 해당하는 라만광으로 라만 이미징을 수행하여 분석을 수행할 수 있다. 종래에는 타겟(T)의 표면적에 따라서 수 회의 스캐닝 과정이 필요하였으나, 본 실시예에 의하면 1 회에 분석할 수 있는 면적이 증가하므로 라만광의 분석 속도가 증가한다. 따라서, 생산성을 향상시킬 수 있다는 장점이 제공된다. From this, analysis can be performed by providing excitation light with a larger area than that of the prior art to the target T, and performing Raman imaging with Raman light corresponding to desired Raman bands. Conventionally, several scanning processes are required depending on the surface area of the target T. However, according to the present embodiment, the analysis speed of Raman light increases because the area that can be analyzed at one time increases. Accordingly, the advantage of being able to improve productivity is provided.
도 4는 제1 이미징 부(200) 및 제2 이미징 부(300)의 개요를 도시한 도면이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 제1 이미징 부(200)는, 제1 파장 대역(λ1)의 광을 반사하고 제1 파장 대역(λ1) 보다 긴 파장(λ2, λ3, ...)의 광을 투과하는 제1 롱 패스 필터(210)와, 반사된 제1 파장(λ1) 대역의 광을 투과하는 제1 밴드 패스 필터(band pass filter, 220) 및 제1 파장 대역(λ1)의 광을 이미징하는 이미징 소자(imaging device, 230)를 포함한다. 4 is a diagram illustrating an outline of the
마찬가지로, 제2 이미징 부(300)는, 제2 파장 대역(λ2)의 광을 반사하고 제2 파장 대역(λ2) 보다 긴 파장(λ3, ...)의 광을 투과하는 제2 롱 패스 필터(310)와, 반사된 제2 파장 대역(λ2)의 광을 투과하는 제2 밴드 패스 필터(320) 및 제2 파장 대역(λ2)의 광을 이미징하는 이미징 소자(imaging device, 330)를 포함한다.Similarly, the
제1 밴드 패스 필터(220) 및 제2 밴드 패스 필터(320)는 각각 제1 롱패스 필터(210) 및 제2 롱 패스 필터(310)가 각각 반사하여 제공한 제1 파장 대역(λ1)의 광과 제2 파장 대역(λ2)의 광을 제공받는다. 각각의 밴드 패스 필터는 검출하고자 하는 대역의 광만 선택적으로 투과시켜 노이즈 및 목적하지 않는 인접 대역의 광들을 차단한다. The first
제1 이미징 장치(230) 및 제2 이미징 장치(330)는 각각 제1 밴드 패스 필터(220) 및 제2 밴드 패스 필터(320)가 각각 필터링하여 제공한 제1 파장 대역(λ1)의 광과 제2 파장 대역(λ2)의 광을 제공받아 이미징을 수행한다. The
제1 이미징 장치(230) 및 제2 이미징 장치(330)는 각각 CCD(charge coupled device) 혹은 CIS(CMOS image sensor) 등의 이미징 소자를 포함할 수 있다. 또한, 도시되지 않은 실시예에 의하면 제1 이미징 장치 및 제2 이미징 장치는 각각 제1 밴드 패스 필터 및 제2 밴드 패스 필터가 제공한 광을 집광, 분광 등의 광학적 처리를 수행하는 렌즈부(Lens_n, 초점 거리 f_n)를 더 포함할 수 있다. Each of the
이미징 소자에서 라만 이미지의 크기는 제2 렌즈(124)의 초점 거리 f1, 렌즈부의 초점 거리 f_n, 제2 렌즈(124)와 타겟(T) 사이 거리, 렌즈부와 이미징 소자 사이 거리, 렌즈들 사이의 거리 등에 의해서 결정된다. 따라서 이러한 파라미터 들을 제어하여 라만 이미지의 크기를 제어할 수 있다.The size of the Raman image in the imaging device is the focal length f1 of the
본 실시예에 의하면, 각 이미징 부가 이미징하는 라만 산란광의 파장 대역(λ1, λ2, λ3, ...)을 검출하고자 하는 대상에 상응하도록 조절하면 목적하는 검출 대상물을 용이하고 신속하게 검출할 수 있다. According to this embodiment, if the wavelength bands (λ 1 , λ 2 , λ 3 , ...) of the Raman scattered light imaged by each imaging unit are adjusted to correspond to the target to be detected, the target detection target can be easily and quickly detected. can do.
제1 이미징 부(200)에 포함된 이미징 소자(230)가 촬영하는 이미지는 1/λ0 - 1/λ1 에 상응하는 라만 편이(Raman Shift)에 해당하는 물질의 이미지이고, 제2 이미징 부(300)에 포함된 이미징 소자(330)가 촬영하는 이미지는 1/λ0 - 1/λ2 에 상응하는 라만 편이(Raman Shift)에 해당하는 물질의 이미지이다. The image captured by the
일 예로, 구리산화물 CuO는 282 cm-1에서 라만 밴드를 가지므로, λ0 에 대한 λ1 값을 1/λ0 - 1/λ1 = 282 cm-1가 되도록 제어하면 이미징 장치는 CuO의 분포 이미지를 촬영할 수 있다. 마찬가지로, PMMA(Poly Methyl Methacrylate)는 2930 cm-1에서 라만 밴드를 가지므로, λ0 에 대한 λ2 값을 1/λ0 - 1/λ2 = 2930 cm-1이 되도록 선택하면, 이미징 장치는 PMMA 잔유물의 분포 이미지를 촬영할 수 있다. As an example, copper oxide CuO has a Raman band at 282 cm −1 , so if the λ 1 value for λ 0 is controlled to be 1/λ 0 − 1/λ 1 = 282 cm −1 , the imaging device may determine the distribution of CuO You can take an image. Similarly, poly methyl methacrylate (PMMA) has a Raman band at 2930 cm -1 , so if the λ 2 value for λ 0 is selected to be 1/λ 0 - 1/λ 2 = 2930 cm -1 , the imaging device is Distribution images of PMMA residues can be taken.
도 1 내지 도 3으로 예시된 실시예는 단색 광원부(100)에서 투과된 라만광은 캐스케이드(cascade)로 연결된 제1 이미징 부(200)와 제2 이미징 부(300)에 제공되어 이미징된다. 그러나, 이는 일 실시예일 따름이며 제2 이미징 부(300)에서 투과하는 제2 파장 대역(λ2)보다 긴 파장(λ3, ...)의 광들을 이미징하는 복수의 이미징 부(미도시) 들이 제2 이미징 부(300)와 캐스케이드로 연결될 수 있다. 1 to 3 , the Raman light transmitted from the monochromatic
본 실시예는 캐스케이드로 연결된 복수의 이미징 장치를 통하여 복수의 목적하는 대역의 라만 이미지들을 동시에, 신속하게 얻을 수 있다는 장점이 제공되어 생산성을 향상시킬 수 있다는 장점이 제공된다. The present embodiment provides the advantage that Raman images of a plurality of desired bands can be simultaneously and quickly obtained through a plurality of imaging devices connected in a cascade, thereby improving productivity.
본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 실시를 위한 실시예로, 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.Although it has been described with reference to the embodiment shown in the drawings in order to help the understanding of the present invention, this is an embodiment for implementation, it is merely an example, and various modifications and equivalents from those of ordinary skill in the art It will be appreciated that other embodiments are possible. Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the appended claims.
10: 라만 이미징 장치 100: 단색 광원부
110: 단색 레이저 광원 120: 콜리메이터
122: 제1 렌즈 124: 제2 렌즈
130: 롱 패스 필터 200: 제1 이미징 부
210: 제1 롱패스 필터 220: 제1 밴드 패스 필터
230: 제1 이미징 소자 300: 제2 이미징 부
310: 제2 롱패스 필터 320: 제2 밴드 패스 필터
330: 제2 이미징 소자 T: 타겟
λ0 : 여기광 λ1 : 제1 파장
λ2 : 제2 파장 λ3 : 제3 파장10: Raman imaging device 100: Monochromatic light source unit
110: monochromatic laser light source 120: collimator
122: first lens 124: second lens
130: long pass filter 200: first imaging unit
210: first long-pass filter 220: first band-pass filter
230: first imaging element 300: second imaging unit
310: second long-pass filter 320: second band-pass filter
330: second imaging element T: target
λ 0 : excitation light λ 1 : first wavelength
λ 2 : second wavelength λ 3 : third wavelength
Claims (7)
타겟에서 제공된 라만광에서 제1 파장(λ1) 대역의 라만광을 반사하여 이미징하고, 상기 제1 파장 대역 보다 긴 파장의 광을 투과하는 제1 이미징 부;
상기 제1 이미징 부에서 투과된 광에서 제2 파장(λ2) 대역의 라만광을 반사하여 이미징하고, 상기 제2 파장 대역 보다 긴 파장의 라만광을 투과하는 제2 이미징 부를 포함하고,
상기 타겟은 상기 단색 광원부에 노출되고,
상기 제1 파장(λ1) 대역의 라만광과 상기 제2 파장(λ2) 대역의 라만광은 상기 타겟에 상기 여기광이 제공되어 형성된 라만 산란광으로,
상기 제1 파장(λ1) 대역의 라만광의 파장과 상기 제2 파장(λ2) 대역의 라만광의 파장은 상기 여기광의 파장에 비하여 긴 라만 이미징 장치.a monochromatic light source providing excitation light of a single wavelength (λ 0 ) to the target;
a first imaging unit reflecting and imaging Raman light of a first wavelength (λ1) band from Raman light provided from a target, and transmitting light of a longer wavelength than the first wavelength band;
a second imaging unit reflecting and imaging Raman light of a second wavelength (λ2) band from the light transmitted by the first imaging unit, and transmitting Raman light of a longer wavelength than the second wavelength band;
The target is exposed to the monochromatic light source,
The Raman light of the first wavelength (λ1) band and the Raman light of the second wavelength (λ2) band are Raman scattered light formed by providing the excitation light to the target,
The wavelength of the Raman light of the first wavelength (λ1) band and the wavelength of the Raman light of the second wavelength (λ2) band are longer than the wavelength of the excitation light.
상기 단색 광원부는,
상기 단일한 파장의 여기광을 제공하는 단색 레이저 광원과,
상기 단일한 파장의 여기광을 반사하여 상기 타겟에 제공하고, 타겟에서 형성된 산란광에서 라만광을 투과하는 롱 패스 필터(long pass filter)를 포함하는 라만 이미징 장치.According to claim 1,
The monochromatic light source unit,
a monochromatic laser light source providing excitation light of the single wavelength;
and a long pass filter that reflects the excitation light of the single wavelength to provide it to the target, and transmits Raman light from the scattered light formed in the target.
상기 단색 광원부는,
상기 단일한 파장의 여기광을 시준(collimate)하는 시준기(collimator)를 더 포함하는 라만 이미징 장치.3. The method of claim 2,
The monochromatic light source unit,
The Raman imaging apparatus further comprising a collimator (collimator) for collimating the excitation light of the single wavelength.
상기 롱 패스 필터는,
상기 단일한 파장(λ0)보다 긴 파장의 광을 투과하며, 상기 단일한 파장(λ0)과 짧거나 같은 파장의 광은 반사하는 라만 이미징 장치.3. The method of claim 2,
The long pass filter,
A Raman imaging apparatus that transmits light having a longer wavelength than the single wavelength λ 0 and reflects light having a wavelength shorter than or equal to the single wavelength λ 0 .
상기 제1 이미징 부는,
상기 제1 파장 대역의 라만광을 반사하고 상기 제1 파장 대역 보다 긴 파장의 광을 투과하는 제1 롱 패스 필터와,
반사된 상기 제1 파장 대역의 라만광을 투과하는 제1 밴드 패스 필터(band pass filter) 및
상기 제1 파장 대역의 라만광을 이미징하는 이미징 소자(imaging device)를 포함하는 라만 이미징 장치.According to claim 1,
The first imaging unit,
a first long-pass filter that reflects Raman light of the first wavelength band and transmits light of a longer wavelength than the first wavelength band;
a first band pass filter that transmits the reflected Raman light of the first wavelength band; and
and an imaging device for imaging the Raman light of the first wavelength band.
상기 제2 이미징 부는,
상기 제2 파장 대역의 라만광을 반사하고 상기 제2 파장 대역 보다 긴 파장의 광을 투과하는 제2 롱 패스 필터와,
반사된 상기 제2 파장 대역의 라만광을 투과하는 제2 밴드 패스 필터 및
상기 제2 파장 대역의 광을 이미징하는 이미징 소자(imaging device)를 포함하는 라만 이미징 장치.According to claim 1,
The second imaging unit,
a second long-pass filter that reflects Raman light of the second wavelength band and transmits light of a longer wavelength than the second wavelength band;
a second band pass filter that transmits the reflected Raman light of the second wavelength band; and
and an imaging device for imaging the light of the second wavelength band.
상기 단일한 파장(λ0), 상기 제1 파장(λ1) 및 제2 파장(λ2)은
λ0 < λ1 < λ2 인 라만 이미징 장치.According to claim 1,
The single wavelength (λ 0 ), the first wavelength (λ 1 ) and the second wavelength (λ 2 ) are
λ 0 < λ 1 < λ 2 In-Raman imaging device.
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