KR102535460B1

KR102535460B1 - 라만 분광 장비

Info

Publication number: KR102535460B1
Application number: KR1020230022612A
Authority: KR
Inventors: 조성호
Original assignee: 주식회사 앤서레이
Priority date: 2022-12-29
Filing date: 2023-02-21
Publication date: 2023-05-30
Also published as: US11946803B1

Abstract

본 발명에 따른 라만 분광 장비는, 여기광을 발진시키는 광원부; 광원부로부터 여기광을 공급받아 여기광을 이송하는 제1 광섬유; 제1 광섬유로부터 여기광을 수신받는 광조사부; 광조사부 주변에 위치되어 광조사부로부터 여기광을 조사받아 제1 산란광을 발생시키는 타겟 물질; 타겟 물질과 광조사부 주변에서 제1 산란광을 집광하여 제1 산란광을 제2 산란광으로 만드는 광집속부; 광집속부로부터 제2 산란광을 수신받아 제2 산란광을 이송하는 제2 광섬유; 및 제2 광섬유로부터 제2 산란광을 공급받아 제2 산란광을 전기 신호로 변환시키는 분광부를 포함한다.

Description

라만 분광 장비{RAMAN SPECTROSCOPY EQUIPMENT}

본 발명은, 타겟 물질을 지나는 광 경로를 따라 타겟 물질의 일 측부에서 여기광을 조사하고 타겟 물질의 타측부에서 산란광을 집광하는 라만 분광 장비에 관한 것이다.

일반적으로, 라만 분광기는 특별히 분석용 시료 전처리 과정을 필요로 하지 않기 때문에 비파괴 분석이 가능한 라만 분광법을 제시한다. 상기 라만 분광법은 분석 대상 재료에 여기광(예를 들면, 레이저)을 조사하고 분석 대상 재료로부터 산란광을 발생시켜 여기광 대비 비탄성 산란광의 상대적인 에너지(또는 파장 또는 진동수) 변화를 측정하는 원리이기 때문에 분석 대상 재료의 분석 결과에 여기광의 파장 영향을 받지 않는다.

또한, 상기 라만 분광법은 분석 대상 재료에 대한 분석시간이 짧고, 액체 상태 또는 고체 상태 또는 기체 상태에서 분석 대상 재료에 대한 분석을 가능하게 하며, 비파괴적인 분석법이라 분석 대상 재료(이하, 타겟 물질(target material)로 지칭함)를 파손시킬 우려가 없다는 등의 수많은 이점을 갖고 있다. 종래기술에 따르면, 상기 라만 분광법을 구현하기 위해, 상기 라만 분광기에서, 상기 여기광은 광조사부를 통해 타켓 물질의 일 면에 조사되고, 상기 산란광은 광포획부를 통해 타겟 물질의 일 면에서 집광된다.

상기 광조사부는 광학 렌즈와 광학 미러를 사용하여 광발생부로부터 여기광을 수신받고, 상기 광포획부는 광학 렌즈와 광학 미러를 사용하여 타켓 물질로부터 산란광을 집광한다. 여기서, 상기 광포획부는 산란광의 집광율을 높이기 위해 광학 렌즈의 개구율(numerical aperture; NA)을 크게 가져야 한다. 상기 광학 렌즈의 개구율(NA)은, 렌즈의 직경/(2 x 렌즈의 초점거리), 로 기술될 수 있다. 상기 렌즈의 직경이 광학 렌즈의 형상에 자주 제약을 받기 때문에, 상기 렌즈의 초점거리는 광학 렌즈의 개구율(NA)을 조절하는데 많이 이용된다.

그러나, 상기 렌즈의 초점거리는 타겟 물질의 일 면을 기준으로 하여 타겟 물질과 광학 렌즈 사이에서 결정되어 타겟 물질의 크기에 관계없이 설정되기 때문에 줄이는데 한계를 갖는다. 이와는 다르게, 상기 광포획부는 산란광의 집광율을 높이기 위해 광학 렌즈와 광학 미러 주변에 광섬유를 복수로 구비하고 광섬유의 개수만큼 산란광을 집광할 수 있다. 여기서, 상기 복수의 광섬유는 하나의 광학 렌즈와 마주하여 광학 렌즈로부터 개별 광섬유에 개별 산란광을 수신받고 광섬유의 개수만큼 개별 산란광을 모아 산란광을 만든다.

그러나, 복수의 광섬유는 광학 렌즈와 마주하지만 개별적으로 광학 렌즈의 초점 거리에 정확하게 위치하지 않기 때문에 산란광의 세기를 목적하는 크기만큼 얻을 수 없다. 또한, 광포획부는 타겟 물질에 대해 고정된 방향을 유지해야 하므로 산란광을 통해 타겟 물질의 표면 및 내부를 심도있게 탐색할 수 없거나 타겟 물질의 형상을 정확하게 확인할 수 없다. 한편, 상기 라만 분광기는 한국공개특허공보 제10-2011-0068452호에 그리고 한국공개특허공보 제10-2013-0113136호에 종래기술로써 유사하게 개시되고 있다.

한국공개특허공보 제10-2011-0068452호 한국공개특허공보 제10-2013-0113136호

본 발명은, 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

타겟 물질을 지나는 광 경로를 따라 타겟 물질의 일 측부에서 여기광을 조사하고 타겟 물질의 타측부에서 산란광을 집광하면서,

타겟 물질 주변에 광섬유를 적어도 하나로 위치시켜도 광섬유의 개수와 비례하여 산란광의 세기를 목적하는 크기만큼 얻고,

선택적으로 타겟 물질에서 부위별로 산란광을 집광하여 타겟 물질의 표면과 내부를 심도있게 탐색하거나 선택적으로 산란광의 일부를 사용하여 타겟 물질의 형상을 정확하게 확인하는데 적합한 라만 분광 장비를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 라만 분광 장비는, 여기광을 발진시키는 광원부; 상기 광원부로부터 상기 여기광을 공급받아 상기 여기광을 이송하는 제1 광섬유; 상기 제1 광섬유로부터 상기 여기광을 수신받는 광조사부; 상기 광조사부 주변에 위치되어 상기 광조사부로부터 상기 여기광을 조사받아 제1 산란광을 발생시키는 타겟 물질; 상기 타겟 물질과 상기 광조사부 주변에서 상기 제1 산란광을 집광하여 상기 제1 산란광을 제2 산란광으로 만드는 광집속부; 상기 광집속부로부터 상기 제2 산란광을 수신받아 상기 제2 산란광을 이송하는 제2 광섬유; 및 상기 제2 광섬유로부터 상기 제2 산란광을 공급받아 상기 제2 산란광을 전기 신호로 변환시키는 분광부를 포함하고, 상기 타겟 물질은, 상기 여기광 및 상기 제1 산란광에 대해 투과형 또는 반투과형이고, 상기 타겟 물질을 지나는 광 경로를 따라 상기 여기광 및 상기 제1 산란광에 노출되고, 광조사부 또는 광집속부는,상기 타겟 물질의 내부 또는 외주면에 초점을 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 광조사부는, 제1 콜리메이터(collimator) 렌즈와 밴드 패스 필터(band pass filter)와 광조사 렌즈를 포함하고, 상기 제1 콜리메이터 렌즈와 상기 광조사 렌즈는, 볼록 렌즈 형상으로 이루어질 수 있다.

상기 제1 콜리메이터 렌즈와 상기 광조사 렌즈는, 상기 제1 콜리메이터 렌즈를 통해 상기 제1 광섬유로부터 상기 여기광을 수신받고, 상기 제1 콜리메이터 렌즈와 상기 광조사 렌즈 사이에 상기 여기광을 평행하게 형성하고, 상기 광조사 렌즈를 통해 상기 타겟 물질에 상기 여기광을 조사시킬 수 있다.

상기 밴드 패스 필터는, 상기 여기광의 파장 대역을 좁히고, 상기 광조사 렌즈는, 상기 타겟 물질의 내부에 초점을 가질 수 있다.

상기 광조사 렌즈와 상기 밴드 패스 필터와 상기 제1 콜리메이터 렌즈는, 상기 타겟 물질로부터 상기 광조사 렌즈와 상기 밴드 패스 필터와 상기 제1 콜리메이터 렌즈의 순서에 따라 점차적으로 멀어지게 위치되고, 상기 광조사 렌즈는, 상기 타겟 물질의 일측부에 위치되어 상기 타겟 물질에 접촉되거나 비접촉될 수 있다.

상기 광집속부는, 광집속 렌즈와 롱 패스 필터(long pass filter)와 제2 콜리메이터 렌즈를 포함하고, 상기 광집속 렌즈와 상기 제2 콜리메이터 렌즈는, 볼록 렌즈 형상으로 이루어질 수 있다.

상기 광집속 렌즈와 상기 롱 패스 필터와 상기 제2 콜리메이터 렌즈는, 상기 광집속 렌즈를 통해 상기 타겟 물질로부터 상기 제1 산란광을 집광하고, 상기 광집속 렌즈와 상기 롱 패스 필터 사이에 상기 제1 산란광을 평행하게 형성하고, 상기 롱 패스 필터를 통해 상기 제1 산란광을 상기 제2 산란광으로 변경하고, 상기 롱 패스 필터와 상기 제2 콜리메이터 렌즈 사이에 상기 제2 산란광을 평행하게 형성하고, 상기 제2 콜리메이터 렌즈를 통해 상기 제2 광섬유에 상기 제2 산란광을 전달할 수 있다.

상기 광집속 렌즈는, 상기 타겟 물질의 내부에 초점을 가지고, 상기 롱 패스 필터는, 상기 제1 산란광 중 탄성 산란광을 차폐하고 비탄성 산란광을 통과시켜 상기 비탄성 산란광을 상기 제2 산란광에 대응시킬 수 있다.

상기 광집속 렌즈와 상기 롱 패스 필터와 상기 제2 콜리메이터 렌즈는, 상기 타겟 물질로부터 상기 광집속 렌즈와 상기 롱 패스 필터와 상기 제2 콜리메이터 렌즈의 순서에 따라 점차적으로 멀어지게 위치되고, 상기 광집속 렌즈는, 상기 타겟 물질의 타측부에 위치되어 상기 타겟 물질에 접촉되거나 비접촉될 수 있다.

상기 광조사부와 상기 광집속부가, 상기 타겟 물질 가까이에 광조사 렌즈와 광집속 렌즈를 가지는 때, 상기 광조사 렌즈와 상기 광집속 렌즈는, 상기 타겟 물질의 내부에 동일한 초점을 가지거나 서로 다른 초점을 가질 수 있다.

상기 광집속부는, 상기 타겟 물질 상에 복수로 위치되고, 개별 광집속부는, 광집속 렌즈와 롱 패스 필터와 제2 콜리메이터 렌즈를 포함하고, 상기 광집속 렌즈와 상기 제2 콜리메이터 렌즈는, 볼록 렌즈 형상으로 이루어질 수 있다.

상기 제2 광섬유가, 상기 분광부 주변에서 하나의 라인으로 이루어지고 상기 타겟 물질 주변에서 복수의 라인으로 분기되어 상기 개별 광집속부로부터 개별 제1 산란광을 전달받는 때, 상기 광집속 렌즈와 상기 롱 패스 필터와 상기 제2 콜리메이터 렌즈는, 상기 광집속 렌즈를 통해 상기 타겟 물질로부터 상기 개별 제1 산란광을 집광하고, 상기 광집속 렌즈와 상기 롱 패스 필터 사이에 상기 개별 제1 산란광을 평행하게 형성하고, 상기 롱 패스 필터를 통해 상기 개별 제1 산란광을 개별 제2 산란광으로 변경하고, 상기 롱 패스 필터와 상기 제2 콜리메이터 렌즈 사이에 상기 개별 제2 산란광을 평행하게 형성하고, 상기 제2 콜리메이터 렌즈를 통해 상기 제2 광섬유에 상기 개별 제2 산란광을 전달할 수 있다.

상기 광집속 렌즈는, 상기 타겟 물질의 내부에 초점을 가지고, 상기 롱 패스 필터는, 상기 개별 제1 산란광 중 탄성 산란광을 차폐하고 비탄성 산란광을 통과시켜 상기 비탄성 산란광을 상기 개별 제2 산란광에 대응시키고, 개별 제1 또는 제2 산란광은, 상기 개별 광집속부의 개수와 동일하게 모아져 제1 또는 제2 산란광을 만들 수 있다.

상기 광조사부와 상기 개별 광집속부가, 상기 타겟 물질 가까이에 광조사 렌즈와 상기 광집속 렌즈를 가지는 때, 상기 광조사 렌즈와 상기 광집속 렌즈는, 상기 타겟 물질의 내부에 동일한 초점을 가지거나 서로 다른 초점을 가질 수 있다.

상기 광집속부는, 상기 타겟 물질 가까이에 제1 광집속부를 복수로 그리고 상기 분광부 가까이에 제2 광집속부를 하나로 가지고, 개별 제1 광집속부는, 제1 광집속 렌즈와 제2 콜리메이터 렌즈를 포함하고, 상기 제2 광집속부는, 제2 광집속 렌즈와 롱 패스 필터와 제3 콜리메이터 렌즈를 포함하고, 제1 및 제2 광집속 렌즈, 그리고 제2 및 제3 콜리메이터 렌즈는, 볼록 렌즈 형상으로 이루어질 수 있다.

상기 제2 광섬유는, 상기 타겟 물질과 상기 제2 광집속부 사이에서 상기 제2 광집속부 주변에서 하나의 라인으로 이루어지고 상기 타겟 물질 주변에서 복수의 라인으로 분기되는 제2 전방 광섬유; 및 상기 제2 광집속부와 상기 분광부 사이에서 하나의 라인으로 이루어지는 제2 후방 광섬유를 포함할 수 있다.

상기 제2 전방 광섬유는, 상기 개별 제1 광집속부로부터 개별 제1 산란광을 상기 개별 제1 광집속부의 개수와 동일하게 모아 상기 제1 산란광을 만들어 상기 제2 광집속부에 상기 제1 산란광을 전달하고, 상기 제2 광집속부는, 상기 제2 전방 광섬유로부터 상기 제1 산란광을 수신받아 상기 롱 패스 필터를 통해 제2 산란광을 만들고, 상기 제2 후방 광섬유는, 상기 제2 광집속부로부터 상기 분광부를 향해 상기 제2 산란광을 전달하고, 상기 개별 제1 산란광은, 탄성 산란광과 비탄성 산란광을 포함하고, 상기 제2 산란광은, 비탄성 산란광을 포함할 수 있다.

상기 제1 광집속 렌즈는, 상기 타겟 물질의 타측부에 위치되어 상기 타겟 물질에 접촉되거나 비접촉되고, 상기 타겟 물질의 내부에 초점을 가지고, 상기 제1 광집속 렌즈와 상기 제2 콜리메이터 렌즈는, 상기 제1 광집속 렌즈를 통해 상기 타겟 물질로부터 개별 제1 산란광을 집광하고, 상기 제1 광집속 렌즈와 상기 제2 콜리메이터 렌즈 사이에 상기 개별 제1 산란광을 평행하게 형성하고, 상기 제2 콜리메이터 렌즈를 통해 상기 제2 전방 광섬유에 상기 개별 제1 산란광을 전달할 수 있다.

상기 제2 광집속 렌즈와 상기 롱 패스 필터와 상기 제3 콜리메이터 렌즈는, 상기 제2 광집속 렌즈를 통해 상기 제2 전방 광섬유로부터 상기 제1 산란광을 집광하고, 상기 제2 광집속 렌즈와 상기 롱 패스 필터 사이에 상기 제1 산란광을 평행하게 형성하고, 상기 롱 패스 필터를 통해 상기 제1 산란광을 제2 산란광으로 변경하고, 상기 롱 패스 필터와 상기 제3 콜리메이터 렌즈 사이에 상기 제2 산란광을 평행하게 형성하고, 상기 제3 콜리메이터 렌즈를 통해 상기 제2 후방 광섬유에 상기 제2 산란광을 전달하고, 상기 롱 패스 필터는, 상기 제1 산란광 중 탄성 산란광을 차폐하고 비탄성 산란광을 통과시켜 상기 비탄성 산란광을 상기 제2 산란광에 대응시킬 수 있다.

상기 광조사부와 상기 개별 제1 광집속부가, 상기 타겟 물질 가까이에 광조사 렌즈와 상기 제1 광집속 렌즈를 가지는 때, 상기 광조사 렌즈와 상기 제1 광집속 렌즈는, 상기 타겟 물질의 내부에 동일한 초점을 가지거나 서로 다른 초점을 가질 수 있다.

상기 광조사부는, 상기 타겟 물질로부터 점차적으로 멀어지는 광조사 렌즈와 밴드 패스 필터와 제1 콜리메이터 렌즈를 포함하고, 상기 광조사 렌즈는, 상기 타겟 물질의 일측부에 위치되어 상기 타겟 물질로부터 이격하면서 상기 타겟 물질의 상기 내부 또는 외주면에 초점을 가지고, 상기 제1 콜리메이터 렌즈와 상기 광조사 렌즈는, 볼록 렌즈 형상으로 이루어질 수 있다.

상기 제2 전방 광섬유는, 상기 개별 제1 광집속부로부터 개별 제1 산란광을 상기 개별 제1 광집속부의 개수와 동일하게 모아 상기 제1 산란광을 만들어 상기 제2 광집속부에 상기 제1 산란광을 전달하고, 상기 제2 광집속부는, 상기 제2 전방 광섬유로부터 상기 제1 산란광을 전달받아 상기 롱 패스 필터를 통해 제2 산란광을 만들고, 상기 제2 후방 광섬유는, 상기 제2 광집속부로부터 상기 분광부를 향해 상기 제2 산란광을 전달하고, 상기 개별 제1 산란광은, 탄성 산란광과 비탄성 산란광을 포함하고, 상기 제2 산란광은, 비탄성 산란광을 포함할 수 있다.

상기 제1 광집속 렌즈는, 상기 타겟 물질의 타측부에 위치되어 상기 타겟 물질로부터 이격하면서 상기 타겟 물질의 상기 내부 또는 외주면에 초점을 가지고, 상기 제1 광집속 렌즈와 상기 제2 콜리메이터 렌즈는, 상기 제1 광집속 렌즈를 통해 상기 타겟 물질로부터 개별 제1 산란광을 집광하고, 상기 제1 광집속 렌즈와 상기 제2 콜리메이터 렌즈 사이에 상기 개별 제1 산란광을 평행하게 형성하고, 상기 제2 콜리메이터 렌즈를 통해 상기 제2 전방 광섬유에 상기 개별 제1 산란광을 전달할 수 있다.

상기 광조사부와 상기 개별 제1 광집속부가, 상기 타겟 물질 가까이에 광조사 렌즈와 상기 제1 광집속 렌즈를 가지는 때, 상기 광조사 렌즈와 상기 제1 광집속 렌즈는, 상기 타겟 물질의 상기 내부 또는 외주면에 서로 다른 초점을 가질 수 있다.

상기 광조사부와 상기 개별 제1 광집속부는, 상기 타겟 물질에 대해 상대적으로 움직이거나, 상기 타겟 물질은, 상기 광조사부와 상기 개별 제1 광집속부에 대해 상대적으로 움직일 수 있다.

상기 라만 분광 장비는 상기 광조사부와 상기 개별 제1 광집속부 주변에 광학 영상 모듈을 더 포함하고, 상기 광학 영상 모듈은, 광조사부 또는 개별 제1 광집속부의 위치를 확인하도록 상기 타겟 물질로부터 상기 제1 산란광을 수신받는 광학 기구와, 상기 광학 기구로부터 상기 제1 산란광을 전달받아 상기 제1 산란광을 이송하는 제3 광섬유와, 상기 제3 광섬유로부터 상기 제1 산란광을 전달받아 상기 타겟 물질에 대한 상기 광조사부 또는 개별 제1 광집속부의 위치 관계를 영상으로 보여주는 카메라를 포함할 수 있다.

상기 광학 기구는, 상기 광조사부와 상기 개별 제1 광집속부에 대해 상대적으로 움직이고, 상기 타켓 물질로부터 상기 제1 산란광을 집광하는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다.

상기 라만 분광 장비는 상기 제2 전방 광섬유에 연결되는 광학 영상 모듈을 더 포함하고, 상기 광학 영상 모듈은, 상기 제2 전방 광섬유에서 상기 타겟 물질 주변으로부터 연장되는 개별 라인으로부터 개별 제1 산란광을 전달받아 상기 개별 제1 산란광을 이송하는 제3 광섬유와, 상기 타겟 물질에서 위치 별로 형상을 확인하도록 상기 제3 광섬유로부터 상기 개별 제1 산란광을 수신받는 광학 기구와, 상기 광학 기구로부터 상기 개별 제1 산란광을 전달받아 상기 타겟 물질에서 위치별 형상에 대한 영상을 보여주는 카메라를 포함하고, 상기 광학 기구는, 상기 타켓 물질로부터 상기 개별 제1 산란광을 집광하는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 라만 분광 장비는,

순차적으로 배열되는 광원부와 광조사부와 타겟 물질과 광집속부와 분광부를 구비하고, 광원부와 광조사부 사이에 제1 광섬유 그리고 광집속부와 분광부 사이에 제2 광섬유를 위치시켜서,

광원부와 제1 광섬유와 광조사부와 타겟 물질을 따라 여기광 그리고 타겟 물질과 광집속부와 제2 광섬유와 분광부를 따라 산란광을 지나가게 하는 때, 타겟 물질 주변에 광집속부와 제2 광섬유의 배열 형태를 다양화하므로,

타겟 물질을 지나는 광 경로를 따라 타겟 물질의 일 측부에서 여기광을 조사하고 타겟 물질의 타측부에서 산란광을 집광하면서, 타겟 물질 주변에 광섬유를 적어도 하나로 위치시켜도 광섬유의 개수와 비례하여 산란광의 세기를 목적하는 크기만큼 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 라만 분광 장비는,

타겟 물질에 대해 광조사부와 광집속부를 상대적으로 움직이거나 광조사부와 광집속부에 대해 타겟 물질을 상대적으로 움직여 타겟 물질의 주변 환경을 달리하여 산란광을 집광하므로,

타겟 물질을 지나는 광 경로를 따라 타겟 물질의 일 측부에서 여기광을 조사하고 타겟 물질의 타측부에서 산란광을 집광하면서, 타겟 물질에서 부위별로 산란광을 집광하여 타겟 물질의 표면과 내부를 심도있게 탐색할 수 있다.

본 발명에 따른 라만 분광 장비는,

타겟 물질과 광집속부 주변에 위치되거나 제2 광섬유에 연결되는 광학 영상 모듈을 구비하여 광학 모듈을 통해 산란광의 일부를 수신하여 타겟 물질 또는 광집속부의 영상을 촬영하므로,

타겟 물질을 지나는 광 경로를 따라 타겟 물질의 일 측부에서 여기광을 조사하고 타겟 물질의 타측부에서 산란광을 집광하면서, 산란광을 사용하여 타겟 물질의 형상과 함께 타겟 물질에 대한 광집속부의 위치를 정확하게 확인할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 라만 분광 장비를 보여주는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 라만 분광 장비를 보여주는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 라만 분광 장비를 보여주는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 라만 분광 장비를 보여주는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 라만 분광 장비를 보여주는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 제6 실시예에 따른 라만 분광 장비를 보여주는 개략도이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 이 경우에, 도 1 내지 도 6은 아래에서 본 발명을 구현하기 위해 렌즈 대신에 거울을 사용할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 라만 분광 장비를 보여주는 개략도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 라만 분광 장비(100)는, 개략적으로 살펴볼 때, 광원부(10)와 제1 광섬유(20)와 광조사부(40)와 타겟 물질(50)과 광집속부(70)와 제2 광섬유(80)와 분광부(90)를 포함한다. 상기 광원부(10)는, 여기광(L1)을 발진시킨다. 상기 제1 광섬유(20)는, 광원부(10)로부터 여기광(L1)을 공급받아 여기광(L1)을 이송한다. 상기 광조사부(40)는, 제1 광섬유(20)로부터 여기광(L1)을 수신받는다.

상기 타겟 물질(50), 광조사부(40) 주변에 위치되어 광조사부(40)로부터 여기광(L1)을 조사받아 제1 산란광(L2)을 발생시킨다. 상기 타겟 물질(50), 도면에서, 이차원으로 볼 때, 사각 형상이지만, 예를 들면 다른 각진 형상 또는 원 형상 또는 타원 형상일 수 있다. 상기 타겟 물질(50), 3차원적으로 볼 때, 정형체일 수 있다. 상기 여기광(L1)은 도 1에서 타겟 물질(50)을 지나는 기준선(R)의 왼편에 위치된다. 상기 제1 산란광(L2)은 도 1에서 타겟 물질(50)을 지나는 기준선(R)의 오른편에 위치된다. 상기 광집속부(70)는, 타겟 물질(50)과 광조사부(40) 주변에서 제1 산란광(L2)을 집광하여 제1 산란광(L2)을 제2 산란광(L3)으로 만든다.

상기 제2 광섬유(80)는, 광집속부(70)로부터 제2 산란광(L3)을 수신받아 제2 산란광(L3)을 이송한다. 상기 분광부(90)는, 제2 광섬유(80)로부터 제2 산란광(L3)을 공급받아 제2 산란광(L3)을 전기 신호로 변환시키는 분광부를 포함한다. 여기서, 상기 타겟 물질(50)은, 여기광(L1) 및 제1 산란광(L2)에 대해 투과형 또는 반투과형이다. 광조사부(40) 또는 광집속부(70)는, 타겟 물질(50)의 내부 또는 외주면에 초점을 갖는다.

좀 더 상세하게 살펴볼 때, 상기 광조사부(40)는, 제1 콜리메이터(collimator) 렌즈(33)와 밴드 패스 필터(band pass filter; 36))와 광조사 렌즈(39)를 포함한다. 상기 제1 콜리메이터 렌즈(33)와 광조사 렌즈(39)는, 볼록 렌즈 형상으로 이루어진다.

상기 제1 콜리메이터 렌즈(33)와 광조사 렌즈(39)는, 제1 콜리메이터 렌즈(33)를 통해 제1 광섬유(20)로부터 여기광(L1)을 수신받고, 제1 콜리메이터 렌즈(33)와 광조사 렌즈(39) 사이에 여기광(L1)을 평행하게 형성하고, 광조사 렌즈(39)를 통해 타겟 물질(50)에 여기광(L1)을 조사시킨다. 상기 밴드 패스 필터(36)는, 여기광(L1)의 파장 대역을 좁힌다. 상기 광조사 렌즈(39)는, 타겟 물질(50)의 내부에 초점을 갖는다.

상기 광조사 렌즈(39)와 밴드 패스 필터(36)와 제1 콜리메이터 렌즈(33)는, 타겟 물질(50)로부터 광조사 렌즈(39)와 밴드 패스 필터(36)와 제1 콜리메이터 렌즈(33)의 순서에 따라 점차적으로 멀어지게 위치된다. 상기 광조사 렌즈(39)는, 타겟 물질(50)의 일측부에 위치되어 타겟 물질(50)에 접촉되거나 비접촉될 수 있다. 상기 광집속부(70)는, 광집속 렌즈(63)와 롱 패스 필터(long pass filter; 66)와 제2 콜리메이터 렌즈(69)를 포함한다. 상기 광집속 렌즈(63)와 제2 콜리메이터 렌즈(69)는, 볼록 렌즈 형상으로 이루어진다.

상기 광집속 렌즈(63)와 롱 패스 필터(66)와 제2 콜리메이터 렌즈(69)는, 광집속 렌즈(63)를 통해 타겟 물질(50)로부터 제1 산란광(L2)을 집광하고, 광집속 렌즈(63)와 롱 패스 필터(66) 사이에 제1 산란광(L2)을 평행하게 형성하고, 롱 패스 필터(66)를 통해 제1 산란광(L2)을 제2 산란광(L3)으로 변경하고, 롱 패스 필터(66)와 제2 콜리메이터 렌즈(69) 사이에 제2 산란광(L3)을 평행하게 형성하고, 제2 콜리메이터 렌즈(69)를 통해 제2 광섬유(80)에 제2 산란광(L3)을 전달한다.

상기 광집속 렌즈(63)는, 타겟 물질(50)의 내부에 초점을 갖는다. 상기 롱 패스 필터(66)는, 제1 산란광(L2) 중 탄성 산란광을 차폐하고 비탄성 산란광을 통과시켜 비탄성 산란광을 제2 산란광(L3)에 대응시킨다. 상기 광집속 렌즈(63)와 롱 패스 필터(66)와 제2 콜리메이터 렌즈(69)는, 타겟 물질(50)로부터 광집속 렌즈(63)와 롱 패스 필터(66)와 제2 콜리메이터 렌즈(69)의 순서에 따라 점차적으로 멀어지게 위치된다. 상기 광집속 렌즈(63)는, 타겟 물질(50)의 타측부에 위치되어 타겟 물질(50)에 접촉되거나 비접촉될 수 있다.

상기 광조사부(40)와 광집속부(70)가 타겟 물질(50) 가까이에 광조사 렌즈(39)와 광집속 렌즈(63)를 가지는 때, 상기 광조사 렌즈(39)와 광집속 렌즈(63)는, 타겟 물질(50)의 내부에 동일한 초점을 가지거나 서로 다른 초점을 가질 수 있다. 즉, 상기 광조사 렌즈(39)와 광집속 렌즈(63)는, 타겟 물질(50)을 지나는 광 경로 상에서 여기광(L1)을 조사하고 제1 산란광(L2)을 집광한다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 라만 분광 장비를 보여주는 개략도이다.

도 2를 참조하면, 상기 라만 분광 장비(200)은, 도 1의 라만 분광 장비(100)와 유사한 구조를 갖는다. 개략적으로 살펴볼 때, 상기 라만 분광 장비(200)는, 광원부(110)와 제1 광섬유(120)와 광조사부(140)와 타겟 물질(150)과 광집속부(170)와 제2 광섬유(180)와 분광부(190)를 포함한다. 상기 광원부(110) 및 제1 광섬유(120) 및 광조사부(140) 및 타겟 물질 및 분광부(190)는, 도 1의 광원부(10) 및 제1 광섬유(20) 및 광조사부(40) 및 타겟 물질(50) 및 분광부(90)와 동일한 구조 그리고 동일한 광학 특성을 갖는다.

여기서, 상기 광원부(110) 및 제1 광섬유(120) 및 광조사부(140)는, 타겟 물질(150)을 향해 여기광(L4)을 전달한다. 상기 광조사부(140)는, 제1 콜리메이터 렌즈(133)와 밴드 패스 필터(136)와 제1 광조사 렌즈(139)를 갖는다. 한편, 상기 광집속부(170) 및 제2 광섬유(180)는, 도 1의 광집속부(70) 및 제2 광섬유(80)와 다른 구조를 갖는다. 좀 더 상세하게 살펴볼 때, 상기 광집속부(170)는, 타겟 물질(150) 상에 복수로 위치된다. 개별 광집속부(170)는, 광집속 렌즈(163)와 롱 패스 필터(166)와 제2 콜리메이터 렌즈(169)를 포함한다.

상기 광집속 렌즈(163)와 제2 콜리메이터 렌즈(169)는, 볼록 렌즈 형상으로 이루어진다. 상기 제2 광섬유(180)가, 분광부(190) 주변에서 하나의 라인으로 이루어지고 타겟 물질(150) 주변에서 복수의 라인으로 분기되어 개별 광집속부(170)로부터 개별 제1 산란광(L5)을 전달받는 때, 상기 광집속 렌즈(163)와 롱 패스 필터(166)와 제2 콜리메이터 렌즈(169)는, 광집속 렌즈(163)를 통해 타겟 물질(150)로부터 개별 제1 산란광(L5)을 집광하고, 광집속 렌즈(183)와 롱 패스 필터(166) 사이에 개별 제1 산란광을 평행하게 형성한다.

또한, 상기 광집속 렌즈(163)와 롱 패스 필터(166)와 제2 콜리메이터 렌즈(169)는, 롱 패스 필터(166)를 통해 개별 제1 산란광(L5)을 개별 제2 산란광(L6)으로 변경하고, 롱 패스 필터(166)와 제2 콜리메이터 렌즈(169) 사이에 개별 제2 산란광(L6)을 평행하게 형성하고, 제2 콜리메이터 렌즈(169)를 통해 제2 광섬유(180)에 개별 제2 산란광(L6)을 전달한다. 상기 광집속 렌즈(162)는, 타겟 물질(150)의 내부에 초점을 갖는다.

상기 롱 패스 필터(166)는, 개별 제1 산란광(L5) 중 탄성 산란광을 차폐하고 비탄성 산란광을 통과시켜 비탄성 산란광을 개별 제2 산란광(L6)에 대응시킨다. 개별 제1 또는 제2 산란광(L5 또는 L6)은, 개별 광집속부(170)의 개수와 동일하게 모아져 제1 및 제2 산란광을 만든다. 상기 광집속 렌즈(163)와 롱 패스 필터(188)와 제2 콜리메이터 렌즈(169)는, 타겟 물질(150)로부터 광집속 렌즈(163)와 롱 패스 필터(166)와 제2 콜리메이터 렌즈(169)의 순서에 따라 점차적으로 멀어지게 위치된다.

상기 광집속 렌즈(163)는,타겟 물질(150)의 타측부에 위치되어 타겟 물질(150)에 접촉되거나 비접촉될 수 있다. 상기 광조사부(140)와 개별 광집속부(170)가 타겟 물질(150) 가까이에 광조사 렌즈(139)와 광집속 렌즈(163)를 가지는 때, 상기 광조사 렌즈(139)와 광집속 렌즈(163)는, 타겟 물질(150)의 내부에 동일한 초점을 가지거나 서로 다른 초점을 가질 수 있다.

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 라만 분광 장비를 보여주는 개략도이다.

도 3을 참조하면, 상기 라만 분광 장비(300)은, 도 1의 라만 분광 장비(100)와 유사한 구조를 갖는다. 개략적으로 살펴볼 때, 상기 라만 분광 장비(300)는, 광원부(210)와 제1 광섬유(220)와 광조사부(240)와 타겟 물질(250)과 광집속부(279)와 제2 광섬유(289)와 분광부(290)를 포함한다. 상기 광원부(210) 및 제1 광섬유(220) 및 광조사부(240) 및 타겟 물질(250) 및 분광부(290)는, 도 1의 광원부(10) 및 제1 광섬유(20) 및 광조사부(40) 및 타겟 물질(50) 및 분광부(90)와 동일한 구조 그리고 동일한 광학 특성을 갖는다.

여기서, 상기 광원부(210) 및 제1 광섬유(220) 및 광조사부(240)는, 타겟 물질(250)을 향해 여기광(L7)을 전달한다. 상기 광조사부(240)는, 제1 콜리메이터 렌즈(233)와 밴드 패스 필터(236)와 제1 광조사 렌즈(239)를 갖는다. 한편, 상기 광집속부(279) 및 제2 광섬유(289)는, 도 1의 광집속부(70) 및 제2 광섬유(80)와 다른 구조를 갖는다. 좀 더 상세하게 살펴볼 때, 상기 광집속부(279)는, 타겟 물질(250) 가까이에 제1 광집속부(274)를 복수로 그리고 분광부(290) 가까이에 제2 광집속부(278)를 하나로 갖는다.

개별 제1 광집속부(274)는, 제1 광집속 렌즈(261)와 제2 콜리메이터 렌즈(263)를 포함한다. 상기 제2 광집속부(278)는, 제2 광집속 렌즈(265)와 롱 패스 필터(267)와 제3 콜리메이터 렌즈(269)를 포함한다. 제1 및 제2 광집속 렌즈(261, 265), 그리고 제2 및 제3 콜리메이터 렌즈(263, 269)는, 볼록 렌즈 형상으로 이루어진다. 상기 제2 광섬유(289)는, 타겟 물질(250)과 제2 광집속부(278) 사이에서 제2 광집속부(278) 주변에서 하나의 라인으로 이루어지고 타겟 물질(250) 주변에서 복수의 라인으로 분기되는 제2 전방 광섬유(284), 그리고 제2 광집속부(278)와 분광부(290) 사이에서 하나의 라인으로 이루어지는 제2 후방 광섬유(288)를 포함한다.

상기 제2 전방 광섬유(284)는, 개별 제1 광집속부(274)로부터 개별 제1 산란광(L8)을 개별 제1 광집속부(274)의 개수와 동일하게 모아 제1 산란광을 만들어 제2 광집속부(278)에 제1 산란광을 전달한다. 상기 제2 광집속부(278)는, 제2 전방 광섬유(284)로부터 제1 산란광을 수신받아 롱 패스 필터(267)를 통해 제2 산란광(L9)을 만든다. 상기 제2 후방 광섬유(288)는, 제2 광집속부(278)로부터 분광부(290)를 향해 제2 산란광(L9)을 전달한다. 상기 개별 제1 산란광(L8)은, 탄성 산란광과 비탄성 산란광을 포함한다. 상기 제2 산란광(L9)은, 비탄성 산란광을 포함한다.

상기 제1 광집속 렌즈(261)는, 타겟 물질(250)의 타측부에 위치되어 타겟 물질(250)에 접촉되거나 비접촉되고, 타겟 물질(250)의 내부에 초점을 갖는다. 상기 제1 광집속 렌즈(261)와 제2 콜리메이터 렌즈(263)는, 제1 광집속 렌즈(261)를 통해 타겟 물질(250)로부터 개별 제1 산란광(L8)을 집광하고, 제1 광집속 렌즈(261)와 제2 콜리메이터 렌즈(263) 사이에 개별 제1 산란광(L8)을 평행하게 형성하고, 제2 콜리메이터 렌즈(263)를 통해 제2 전방 광섬유(284)에 개별 제1 산란광(L8)을 전달한다.

상기 제2 광집속 렌즈(265)와 롱 패스 필터(267)와 제3 콜리메이터 렌즈(269)는, 제2 광집속 렌즈(265)를 통해 제2 전방 광섬유(284)로부터 제1 산란광을 집광하고, 제2 광집속 렌즈(265)와 롱 패스 필터(267) 사이에 제1 산란광을 평행하게 형성하고, 롱 패스 필터(267)를 통해 제1 산란광을 제2 산란광(L9)으로 변경하고, 롱 패스 필터(267)와 제3 콜리메이터 렌즈(269) 사이에 제2 산란광(L9)을 평행하게 형성하고, 제3 콜리메이터 렌즈(269)를 통해 제2 후방 광섬유(288)에 제2 산란광(L9)을 전달한다.

상기 롱 패스 필터(267)는, 제1 산란광 중 탄성 산란광을 차폐하고 비탄성 산란광을 통과시켜 비탄성 산란광을 제2 산란광(L9)에 대응시킨다. 상기 광조사부(240)와 개별 제1 광집속부(274)가 타겟 물질(250) 가까이에 광조사 렌즈(239)와 제1 광집속 렌즈(261)를 가지는 때, 상기 광조사 렌즈(239)와 제1 광집속 렌즈(261)는, 타겟 물질(250)의 내부에 동일한 초점을 가지거나 서로 다른 초점을 가질 수 있다.

도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 라만 분광 장비를 보여주는 개략도이다.

도 4를 참조하면, 상기 라만 분광 장비(400)은, 도 1의 라만 분광 장비(100)와 유사한 구조를 갖는다. 개략적으로 살펴볼 때, 상기 라만 분광 장비(400)는, 광원부(310)와 제1 광섬유(320)와 광조사부(340)와 타겟 물질(350)과 광집속부(379)와 제2 광섬유(389)와 분광부(390)를 포함한다. 상기 광원부(310) 및 제1 광섬유(320) 및 광조사부(340) 및 분광부(390)는, 도 1의 광원부(10) 및 제1 광섬유(20) 및 광조사부(40) 및 분광부(90)와 동일한 구조를 갖는다.

여기서, 상기 광원부(310) 및 제1 광섬유(320) 및 광조사부(340)는, 타겟 물질(350)을 향해 여기광(L10)을 전달한다. 한편, 상기 타겟 물질(350) 및 광집속부(379) 및 제2 광섬유(389)는, 도 1의 타겟 물질(50) 및 광집속부(70) 및 제2 광섬유(80)와 다른 구조를 갖는다. 상기 타겟 물질(350)은, 도면에서, 이차원적으로 볼 때, 비정형체이나, 정형체일 수도 있다. 상기 타겟 물질(350)은, 도 1의 타겟 물질(50)과 동일한 광학 특성을 갖는다.

좀 더 상세하게 살펴볼 때, 상기 광조사부(340)는, 타겟 물질(350)로부터 점차적으로 멀어지는 광조사 렌즈(339)와 밴드 패스 필터(336)와 제1 콜리메이터 렌즈(333)를 포함한다. 상기 광조사 렌즈(339)는, 타겟 물질(350)의 일측부에 위치되어 타겟 물질(350)로부터 이격하면서 타겟 물질(350)의 내부 또는 외주면에 초점을 갖는다. 상기 제1 콜리메이터 렌즈(333)와 광조사 렌즈(339)는, 볼록 렌즈 형상으로 이루어진다.

상기 광집속부(379)는, 타겟 물질(350) 가까이에 제1 광집속부(374)를 복수로 그리고 분광부(390) 가까이에 제2 광집속부(378)를 하나로 갖는다. 개별 제1 광집속부(374)는, 제1 광집속 렌즈(361)와 제2 콜리메이터 렌즈(363)를 포함한다. 상기 제2 광집속부(378)는, 제2 광집속 렌즈(365)와 롱 패스 필터(367)와 제3 콜리메이터 렌즈(369)를 포함한다. 제1 및 제2 광집속 렌즈(361, 365)), 그리고 제2 및 제3 콜리메이터 렌즈(363, 369))는, 볼록 렌즈 형상으로 이루어진다.

상기 제2 광섬유(389)는, 타겟 물질(350)과 제2 광집속부(378) 사이에서 제2 광집속부(378) 주변에서 하나의 라인으로 이루어지고 타겟 물질(350) 주변에서 복수의 라인으로 분기되는 제2 전방 광섬유(384), 그리고 제2 광집속부(378)와 분광부(390) 사이에서 하나의 라인으로 이루어지는 제2 후방 광섬유(388)를 포함한다. 상기 제2 전방 광섬유(384)는, 개별 제1 광집속부(374)로부터 개별 제1 산란광(L11)을 개별 제1 광집속부(374)의 개수와 동일하게 모아 제1 산란광을 만들어 제2 광집속부(378)에 제1 산란광을 전달한다.

상기 제2 광집속부(378)는, 제2 전방 광섬유(384)로부터 제1 산란광을 전달받아 롱 패스 필터(367)를 통해 제2 산란광(L12)을 만든다. 상기 제2 후방 광섬유(388)는, 제2 광집속부(378)로부터 분광부(390)를 향해 제2 산란광(L12)을 전달한다. 상기 개별 제1 산란광(L11)은, 탄성 산란광과 비탄성 산란광을 포함한다. 상기 제2 산란광(L12)은, 비탄성 산란광을 포함한다. 상기 제1 광집속 렌즈(361)는, 타겟 물질(350)의 타측부에 위치되어 타겟 물질(350)로부터 이격하면서 타겟 물질(350)의 내부 또는 외주면에 초점을 갖는다.

상기 제1 광집속 렌즈(361)와 제2 콜리메이터 렌즈(363)는, 제1 광집속 렌즈(361)를 통해 타겟 물질(350)로부터 개별 제1 산란광(L11)을 집광하고, 제1 광집속 렌즈(361)와 제2 콜리메이터 렌즈(363) 사이에 개별 제1 산란광(L11)을 평행하게 형성하고, 제2 콜리메이터 렌즈(363)를 통해 제2 전방 광섬유(384)에 개별 제1 산란광을 전달한다.

상기 제2 광집속 렌즈(365)와 롱 패스 필터(367)와 제3 콜리메이터 렌즈(369)는, 제2 광집속 렌즈(365)를 통해 제2 전방 광섬유(384)로부터 제1 산란광을 집광하고, 제2 광집속 렌즈(365)와 롱 패스 필터(367) 사이에 제1 산란광을 평행하게 형성하고, 롱 패스 필터(367)를 통해 제1 산란광을 제2 산란광(L12)으로 변경하고, 롱 패스 필터(367)와 제3 콜리메이터 렌즈(369) 사이에 제2 산란광(L12)을 평행하게 형성하고, 제3 콜리메이터 렌즈(369)를 통해 제2 후방 광섬유(388)에 제2 산란광(L12)을 전달한다.

상기 롱 패스 필터(367)는, 제1 산란광 중 탄성 산란광을 차폐하고 비탄성 산란광을 통과시켜 비탄성 산란광을 제2 산란광(L12)에 대응시킨다. 상기 광조사부(340)와 개별 제1 광집속부(374)가 타겟 물질(350) 가까이에 광조사 렌즈(339)와 제1 광집속 렌즈(361)를 가지는 때, 상기 광조사 렌즈(339)와 제1 광집속 렌즈(361)는, 타겟 물질(350)의 내부 또는 외주면에 서로 다른 초점을 갖는다. 상기 광조사부(340)와 개별 제1 광집속부(374)는 타겟 물질(350)에 대해 상대적으로 움직이거나, 상기 타겟 물질(350)은 광조사부(340)와 개별 제1 광집속부(374)에 대해 상대적으로 움직일 수 있다.

이를 통해서, 상기 개별 제1 광집속부(374)는, 타겟 물질의 내부 또는 외주면에서 특정 위치에 발생되는 개별 제1 산란광을 집광할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 라만 분광 장비를 보여주는 개략도이다.

도 5를 참조하면, 상기 라만 분광 장비(500)은, 도 4의 라만 분광 장비(400)와 유사한 구조를 갖는다. 개략적으로 살펴볼 때, 상기 라만 분광 장비(500)는, 광원부(410)와 제1 광섬유(420)와 광조사부(440)와 타겟 물질(450)과 광집속부(479)와 제2 광섬유(484)와 분광부(490)를 포함한다. 상기 광원부(410) 및 제1 광섬유(420) 및 광조사부(440) 및 타겟 물질(450) 및 광집속부(479) 및 제2 광섬유(484) 및 분광부(490)는, 도 4의 광원부(310) 및 제1 광섬유(320) 및 광조사부(340) 및 타겟 물질(350) 및 광집속부(379) 및 제2 광섬유(389) 및 분광부(390)과 동일한 구조와 동일한 광학 특성을 갖는다.

여기서, 상기 광원부(410) 및 제1 광섬유(420) 및 광조사부(440)는, 타겟 물질(450)을 향해 여기광(L13)을 전달한다. 상기 광조사부(440)는, 제1 콜리메이터 렌즈(433)와 밴드 패스 필터(436)와 광조사 렌즈(439)를 포함한다. 상기 광집속부(479)는, 복수의 제1 광집속부(474)와 하나의 제2 광집속부(478)를 포함한다. 개별 제1 광집속부(474)는, 제1 광집속 렌즈(461)와 제2 콜리메이터 렌즈(463)를 포함한다. 상기 제2 광집속부(478)는, 제2 광집속 렌즈(465)와 롱 패스 필터(467)과 제3 콜리메이터 렌즈(469)를 포함한다. 상기 제2 광섬유(484)는, 제2 전방 광섬유(481)와 후방 광섬유(483)를 포함한다.

이때에, 상기 개별 제1 광집속부(474)는, 타겟 물질(450)로부터 개별 제1 산란광(L14)을 집광한다. 상기 제2 전방 광섬유(481)는, 개별 제1 광집속부(474)로부터 개별 제1 산란광(L14)을 전달받아 제1 산란광을 만든다. 상기 제2 광집속부(478)는, 제2 전방 광섬유(481)로부터 제1 산란광을 전달받아 롱 패스 필터(467)를 통해 제2 산란광(L15)으로 변경한다. 상기 후방 광섬유(483)는, 제2 광집속부(478)로부터 제2 산란광(L15)을 전달받아 제2 산란광(L15)을 분광부(490)에 전달한다.

한편, 상기 라만 분광 장비(500)는, 광조사부(440)와 개별 제1 광집속부(474) 주변에 광학 영상 모듈(489)을 더 포함한다. 상기 광학 영상 모듈(489)은, 광조사부(440) 또는 개별 제1 광집속부(474)의 위치를 확인하도록 타겟 물질(450)로부터 제1 산란광을 수신받는 광학 기구(486), 그리고 광학 기구(486)로부터 제1 산란광을 전달받아 제1 산란광을 이송하는 제3 광섬유(487), 그리고 제3 광섬유(487)로부터 제1 산란광을 전달받아 타겟 물질(450)에 대한 광조사부(440) 또는 개별 제1 광집속부(474)의 위치 관계를 영상으로 보여주는 카메라를 포함한다.

상기 광학 기구(486)는, 광조사부(440)와 개별 제1 광집속부(474)에 대해 상대적으로 움직이고, 타켓 물질(450)로부터 제1 산란광을 집광하는 복수의 렌즈를 포함한다. 이를 통해서, 상기 광학 영상 모듈(489)은, 타겟 물질(450)의 형상과 함께 타겟 물질(450)에 대한 개별 제1 광집속부(474)의 위치를 정확히 확인하게 해준다.

도 6은 본 발명의 제6 실시예에 따른 라만 분광 장비를 보여주는 개략도이다.

도 6을 참조하면,

상기 라만 분광 장비(600)은, 도 4의 라만 분광 장비(400)와 유사한 구조를 갖는다. 개략적으로 살펴볼 때, 상기 라만 분광 장비(600)는, 광원부(510)와 제1 광섬유(520)와 광조사부(540)와 타겟 물질(550)과 광집속부(579)와 제2 광섬유(584)와 분광부(590)를 포함한다. 상기 광원부(510) 및 제1 광섬유(520) 및 광조사부(540) 및 타겟 물질(550) 및 광집속부(579) 및 제2 광섬유(584) 및 분광부(590)는, 도 4의 광원부(310) 및 제1 광섬유(320) 및 광조사부(340) 및 타겟 물질(350) 및 광집속부(379) 및 제2 광섬유(389) 및 분광부(390)과 동일한 구조와 동일한 광학 특성을 갖는다.

여기서, 상기 광원부(510) 및 제1 광섬유(520) 및 광조사부(540)는, 타겟 물질(550)을 향해 여기광(L16)을 전달한다. 상기 광조사부(540)는, 제1 콜리메이터 렌즈(533)와 밴드 패스 필터(536)와 광조사 렌즈(539)를 포함한다. 상기 광집속부(579)는, 복수의 제1 광집속부(574)와 하나의 제2 광집속부(578)를 포함한다. 개별 제1 광집속부(574)는, 제1 광집속 렌즈(561)와 제2 콜리메이터 렌즈(563)를 포함한다. 상기 제2 광집속부(578)는, 제2 광집속 렌즈(565)와 롱 패스 필터(567)과 제3 콜리메이터 렌즈(569)를 포함한다. 상기 제2 광섬유(584)는, 제2 전방 광섬유(581)와 후방 광섬유(583)를 포함한다.

이때에, 상기 개별 제1 광집속부(574)는, 타겟 물질(550)로부터 개별 제1 산란광(L17)을 집광한다. 상기 제2 전방 광섬유(581)는, 개별 제1 광집속부(574)로부터 개별 제1 산란광(L17)을 전달받아 제1 산란광을 만든다. 상기 제2 광집속부(578)는, 제2 전방 광섬유(581)로부터 제1 산란광을 전달받아 롱 패스 필터(567)를 통해 제2 산란광(L18)으로 변경한다. 상기 후방 광섬유(583)는, 제2 광집속부(578)로부터 제2 산란광(L18)을 전달받아 제2 산란광(L18)을 분광부(590)에 전달한다.

한편, 상기 라만 분광 장비(600)는, 제2 전방 광섬유(581)에 연결되는 광학 영상 모듈(589)을 더 포함한다. 상기 광학 영상 모듈(589)은, 제2 전방 광섬유(581)에서 타겟 물질(550) 주변으로부터 연장되는 개별 라인으로부터 개별 제1 산란광(L17)을 전달받아 개별 제1 산란광(L17)을 이송하는 제3 광섬유(586), 그리고 타겟 물질(550)에서 위치 별로 형상을 확인하도록 제3 광섬유(586)로부터 개별 제1 산란광(L17)을 수신받는 광학 기구(587), 그리고 광학 기구(587)로부터 개별 제1 산란광(L17)을 전달받아 타겟 물질(55)에서 위치별 형상에 대한 영상을 보여주는 카메라(588)를 포함한다.

상기 광학 기구(587)는, 타켓 물질(550)로부터 개별 제1 산란광(L17)을 집광하는 복수의 렌즈를 포함한다. 이를 통해서, 상기 광학 영상 모듈(589)은, 타겟 물질(550)의 형상과 함께 타겟 물질(550)에 대한 개별 제1 광집속부(574)의 위치를 정확히 확인하게 해준다.

10; 광원부, 20; 제1 광섬유
33; 제1 콜리메이터 렌즈, 36; 밴드 패스 필터
39; 광조사 렌즈, 40; 광조사부
50; 타겟 물질, 63; 광집속 렌즈
66; 롱 패스 필터. 69; 제2 콜리메이터 렌즈
70; 광집속부, 80; 제2 광섬유
90; 분광부, 100; 라만 분광 장비
L1; 여기광, L2, L3; 제1 및 제2 산란광
R; 기준선

Claims

여기광을 발진시키는 광원부;
상기 광원부로부터 상기 여기광을 공급받아 상기 여기광을 이송하는 제1 광섬유;
상기 제1 광섬유로부터 상기 여기광을 수신받는 광조사부;
상기 광조사부 주변에 위치되어 상기 광조사부로부터 상기 여기광을 조사받아 제1 산란광을 발생시키는 타겟 물질;
상기 타겟 물질과 상기 광조사부 주변에서 상기 제1 산란광을 집광하여 상기 제1 산란광을 제2 산란광으로 만드는 광집속부;
상기 광집속부로부터 상기 제2 산란광을 수신받아 상기 제2 산란광을 이송하는 제2 광섬유; 및
상기 제2 광섬유로부터 상기 제2 산란광을 공급받아 상기 제2 산란광을 전기 신호로 변환시키는 분광부를 포함하고,
상기 타겟 물질은,
상기 여기광 및 상기 제1 산란광에 대해 투과형 또는 반투과형이고,
상기 타겟 물질을 지나는 광 경로를 따라 상기 여기광 및 상기 제1 산란광에 노출되고,
광조사부 또는 광집속부는,
상기 타겟 물질의 내부 또는 외주면에 초점을 가지고,
상기 광조사부는,
제1 콜리메이터(collimator) 렌즈와 밴드 패스 필터(band pass filter)와 광조사 렌즈를 포함하고,
상기 제1 콜리메이터 렌즈와 상기 광조사 렌즈는,
볼록 렌즈 형상으로 이루어지고,
상기 제1 콜리메이터 렌즈와 상기 광조사 렌즈는,
상기 제1 콜리메이터 렌즈를 통해 상기 제1 광섬유로부터 상기 여기광을 수신받고,
상기 제1 콜리메이터 렌즈와 상기 광조사 렌즈 사이에 상기 여기광을 평행하게 형성하고,
상기 광조사 렌즈를 통해 상기 타겟 물질에 상기 여기광을 조사시키고,
상기 밴드 패스 필터는,
상기 여기광의 파장 대역을 좁히고,
상기 광조사 렌즈는,
상기 타겟 물질의 내부에 초점을 가지는, 라만 분광 장비.
삭제
삭제
삭제
제1 항에 있어서,
상기 광조사 렌즈와 상기 밴드 패스 필터와 상기 제1 콜리메이터 렌즈는,
상기 타겟 물질로부터 상기 광조사 렌즈와 상기 밴드 패스 필터와 상기 제1 콜리메이터 렌즈의 순서에 따라 점차적으로 멀어지게 위치되고,
상기 광조사 렌즈는,
상기 타겟 물질의 일측부에 위치되어 상기 타겟 물질에 접촉되거나 비접촉되는, 라만 분광 장비.
제1 항에 있어서,
상기 광집속부는,
광집속 렌즈와 롱 패스 필터(long pass filter)와 제2 콜리메이터 렌즈를 포함하고,
상기 광집속 렌즈와 상기 제2 콜리메이터 렌즈는,
볼록 렌즈 형상으로 이루어지는, 라만 분광 장비.
제6 항에 있어서,
상기 광집속 렌즈와 상기 롱 패스 필터와 상기 제2 콜리메이터 렌즈는,
상기 광집속 렌즈를 통해 상기 타겟 물질로부터 상기 제1 산란광을 집광하고,
상기 광집속 렌즈와 상기 롱 패스 필터 사이에 상기 제1 산란광을 평행하게 형성하고,
상기 롱 패스 필터를 통해 상기 제1 산란광을 상기 제2 산란광으로 변경하고,
상기 롱 패스 필터와 상기 제2 콜리메이터 렌즈 사이에 상기 제2 산란광을 평행하게 형성하고,
상기 제2 콜리메이터 렌즈를 통해 상기 제2 광섬유에 상기 제2 산란광을 전달하는, 라만 분광 장비.
제7 항에 있어서,
상기 광집속 렌즈는,
상기 타겟 물질의 내부에 초점을 가지고,
상기 롱 패스 필터는,
상기 제1 산란광 중 탄성 산란광을 차폐하고 비탄성 산란광을 통과시켜 상기 비탄성 산란광을 상기 제2 산란광에 대응시키는, 라만 분광 장비.
제6 항에 있어서,
상기 광집속 렌즈와 상기 롱 패스 필터와 상기 제2 콜리메이터 렌즈는,
상기 타겟 물질로부터 상기 광집속 렌즈와 상기 롱 패스 필터와 상기 제2 콜리메이터 렌즈의 순서에 따라 점차적으로 멀어지게 위치되고,
상기 광집속 렌즈는,
상기 타겟 물질의 타측부에 위치되어 상기 타겟 물질에 접촉되거나 비접촉되는, 라만 분광 장비.
제1 항에 있어서,
상기 광조사부와 상기 광집속부가,
상기 타겟 물질 가까이에 광조사 렌즈와 광집속 렌즈를 가지는 때,
상기 광조사 렌즈와 상기 광집속 렌즈는,
상기 타겟 물질의 내부에 동일한 초점을 가지거나 서로 다른 초점을 가지는, 라만 분광 장비.
제1 항에 있어서,
상기 광집속부는,
상기 타겟 물질 상에 복수로 위치되고,
개별 광집속부는,
광집속 렌즈와 롱 패스 필터와 제2 콜리메이터 렌즈를 포함하고,
상기 광집속 렌즈와 상기 제2 콜리메이터 렌즈는,
볼록 렌즈 형상으로 이루어지는, 라만 분광 장비.
제11 항에 있어서,
상기 제2 광섬유가,
상기 분광부 주변에서 하나의 라인으로 이루어지고 상기 타겟 물질 주변에서 복수의 라인으로 분기되어 상기 개별 광집속부로부터 개별 제1 산란광을 전달받는 때,
상기 광집속 렌즈와 상기 롱 패스 필터와 상기 제2 콜리메이터 렌즈는,
상기 광집속 렌즈를 통해 상기 타겟 물질로부터 상기 개별 제1 산란광을 집광하고,
상기 광집속 렌즈와 상기 롱 패스 필터 사이에 상기 개별 제1 산란광을 평행하게 형성하고,
상기 롱 패스 필터를 통해 상기 개별 제1 산란광을 개별 제2 산란광으로 변경하고,
상기 롱 패스 필터와 상기 제2 콜리메이터 렌즈 사이에 상기 개별 제2 산란광을 평행하게 형성하고,
상기 제2 콜리메이터 렌즈를 통해 상기 제2 광섬유에 상기 개별 제2 산란광을 전달하는, 라만 분광 장비.
제12 항에 있어서,
상기 광집속 렌즈는,
상기 타겟 물질의 내부에 초점을 가지고,
상기 롱 패스 필터는,
상기 개별 제1 산란광 중 탄성 산란광을 차폐하고 비탄성 산란광을 통과시켜 상기 비탄성 산란광을 상기 개별 제2 산란광에 대응시키고,
개별 제1 또는 제2 산란광은,
상기 개별 광집속부의 개수와 동일하게 모아져 제1 또는 제2 산란광을 만드는, 라만 분광 장비.
제11 항에 있어서,
상기 광집속 렌즈와 상기 롱 패스 필터와 상기 제2 콜리메이터 렌즈는,
상기 타겟 물질로부터 상기 광집속 렌즈와 상기 롱 패스 필터와 상기 제2 콜리메이터 렌즈의 순서에 따라 점차적으로 멀어지게 위치되고,
상기 광집속 렌즈는,
상기 타겟 물질의 타측부에 위치되어 상기 타겟 물질에 접촉되거나 비접촉되는, 라만 분광 장비.
제11 항에 있어서,
상기 광조사부와 상기 개별 광집속부가,
상기 타겟 물질 가까이에 광조사 렌즈와 상기 광집속 렌즈를 가지는 때,
상기 광조사 렌즈와 상기 광집속 렌즈는,
상기 타겟 물질의 내부에 동일한 초점을 가지거나 서로 다른 초점을 가지는, 라만 분광 장비.
제1 항에 있어서,
상기 광집속부는,
상기 타겟 물질 가까이에 제1 광집속부를 복수로 그리고 상기 분광부 가까이에 제2 광집속부를 하나로 가지고,
개별 제1 광집속부는,
제1 광집속 렌즈와 제2 콜리메이터 렌즈를 포함하고,
상기 제2 광집속부는,
제2 광집속 렌즈와 롱 패스 필터와 제3 콜리메이터 렌즈를 포함하고,
제1 및 제2 광집속 렌즈, 그리고 제2 및 제3 콜리메이터 렌즈는,
볼록 렌즈 형상으로 이루어지는, 라만 분광 장비.
제16 항에 있어서,
상기 제2 광섬유는,
상기 타겟 물질과 상기 제2 광집속부 사이에서 상기 제2 광집속부 주변에서 하나의 라인으로 이루어지고 상기 타겟 물질 주변에서 복수의 라인으로 분기되는 제2 전방 광섬유; 및
상기 제2 광집속부와 상기 분광부 사이에서 하나의 라인으로 이루어지는 제2 후방 광섬유를 포함하는, 라만 분광 장비.
제17 항에 있어서,
상기 제2 전방 광섬유는,
상기 개별 제1 광집속부로부터 개별 제1 산란광을 상기 개별 제1 광집속부의 개수와 동일하게 모아 상기 제1 산란광을 만들어 상기 제2 광집속부에 상기 제1 산란광을 전달하고,
상기 제2 광집속부는,
상기 제2 전방 광섬유로부터 상기 제1 산란광을 수신받아 상기 롱 패스 필터를 통해 제2 산란광을 만들고,
상기 제2 후방 광섬유는,
상기 제2 광집속부로부터 상기 분광부를 향해 상기 제2 산란광을 전달하고,
상기 개별 제1 산란광은,
탄성 산란광과 비탄성 산란광을 포함하고,
상기 제2 산란광은,
비탄성 산란광을 포함하는, 라만 분광 장비.
제17 항에 있어서,
상기 제1 광집속 렌즈는,
상기 타겟 물질의 타측부에 위치되어 상기 타겟 물질에 접촉되거나 비접촉되고,
상기 타겟 물질의 내부에 초점을 가지고,
상기 제1 광집속 렌즈와 상기 제2 콜리메이터 렌즈는,
상기 제1 광집속 렌즈를 통해 상기 타겟 물질로부터 개별 제1 산란광을 집광하고,
상기 제1 광집속 렌즈와 상기 제2 콜리메이터 렌즈 사이에 상기 개별 제1 산란광을 평행하게 형성하고,
상기 제2 콜리메이터 렌즈를 통해 상기 제2 전방 광섬유에 상기 개별 제1 산란광을 전달하는, 라만 분광 장비.
제17 항에 있어서,
상기 제2 광집속 렌즈와 상기 롱 패스 필터와 상기 제3 콜리메이터 렌즈는,
상기 제2 광집속 렌즈를 통해 상기 제2 전방 광섬유로부터 상기 제1 산란광을 집광하고,
상기 제2 광집속 렌즈와 상기 롱 패스 필터 사이에 상기 제1 산란광을 평행하게 형성하고,
상기 롱 패스 필터를 통해 상기 제1 산란광을 제2 산란광으로 변경하고,
상기 롱 패스 필터와 상기 제3 콜리메이터 렌즈 사이에 상기 제2 산란광을 평행하게 형성하고,
상기 제3 콜리메이터 렌즈를 통해 상기 제2 후방 광섬유에 상기 제2 산란광을 전달하고,
상기 롱 패스 필터는,
상기 제1 산란광 중 탄성 산란광을 차폐하고 비탄성 산란광을 통과시켜 상기 비탄성 산란광을 상기 제2 산란광에 대응시키는, 라만 분광 장비.
제16 항에 있어서,
상기 광조사부와 상기 개별 제1 광집속부가,
상기 타겟 물질 가까이에 광조사 렌즈와 상기 제1 광집속 렌즈를 가지는 때,
상기 광조사 렌즈와 상기 제1 광집속 렌즈는,
상기 타겟 물질의 내부에 동일한 초점을 가지거나 서로 다른 초점을 가지는, 라만 분광 장비.
제1 항에 있어서,
상기 광조사부는,
상기 타겟 물질로부터 점차적으로 멀어지는 광조사 렌즈와 밴드 패스 필터와 제1 콜리메이터 렌즈를 포함하고,
상기 광조사 렌즈는,
상기 타겟 물질의 일측부에 위치되어 상기 타겟 물질로부터 이격하면서 상기 타겟 물질의 상기 내부 또는 외주면에 초점을 가지고,
상기 제1 콜리메이터 렌즈와 상기 광조사 렌즈는,
볼록 렌즈 형상으로 이루어지는, 라만 분광 장비.
제1 항에 있어서,
상기 광집속부는,
상기 타겟 물질 가까이에 제1 광집속부를 복수로 그리고 상기 분광부 가까이에 제2 광집속부를 하나로 가지고,
개별 제1 광집속부는,
제1 광집속 렌즈와 제2 콜리메이터 렌즈를 포함하고,
상기 제2 광집속부는,
제2 광집속 렌즈와 롱 패스 필터와 제3 콜리메이터 렌즈를 포함하고,
제1 및 제2 광집속 렌즈, 그리고 제2 및 제3 콜리메이터 렌즈는,
볼록 렌즈 형상으로 이루어지는, 라만 분광 장비.
제23 항에 있어서,
상기 제2 광섬유가,
상기 타겟 물질과 상기 제2 광집속부 사이에서 상기 제2 광집속부 주변에서 하나의 라인으로 이루어지고 상기 타겟 물질 주변에서 복수의 라인으로 분기되는 제2 전방 광섬유; 및
상기 제2 광집속부와 상기 분광부 사이에서 하나의 라인으로 이루어지는 제2 후방 광섬유를 포함하는, 라만 분광 장비.
제24 항에 있어서,
상기 제2 전방 광섬유는,
상기 개별 제1 광집속부로부터 개별 제1 산란광을 상기 개별 제1 광집속부의 개수와 동일하게 모아 상기 제1 산란광을 만들어 상기 제2 광집속부에 상기 제1 산란광을 전달하고,
상기 제2 광집속부는,
상기 제2 전방 광섬유로부터 상기 제1 산란광을 전달받아 상기 롱 패스 필터를 통해 제2 산란광을 만들고,
상기 제2 후방 광섬유는,
상기 제2 광집속부로부터 상기 분광부를 향해 상기 제2 산란광을 전달하고,
상기 개별 제1 산란광은,
탄성 산란광과 비탄성 산란광을 포함하고,
상기 제2 산란광은,
비탄성 산란광을 포함하는, 라만 분광 장비.
제24 항에 있어서,
상기 제1 광집속 렌즈는,
상기 타겟 물질의 타측부에 위치되어 상기 타겟 물질로부터 이격하면서 상기 타겟 물질의 상기 내부 또는 외주면에 초점을 가지고,
상기 제1 광집속 렌즈와 상기 제2 콜리메이터 렌즈는,
상기 제1 광집속 렌즈를 통해 상기 타겟 물질로부터 개별 제1 산란광을 집광하고,
상기 제1 광집속 렌즈와 상기 제2 콜리메이터 렌즈 사이에 상기 개별 제1 산란광을 평행하게 형성하고,
상기 제2 콜리메이터 렌즈를 통해 상기 제2 전방 광섬유에 상기 개별 제1 산란광을 전달하는, 라만 분광 장비.
제24 항에 있어서,
상기 제2 광집속 렌즈와 상기 롱 패스 필터와 상기 제3 콜리메이터 렌즈는,
상기 제2 광집속 렌즈를 통해 상기 제2 전방 광섬유로부터 상기 제1 산란광을 집광하고,
상기 제2 광집속 렌즈와 상기 롱 패스 필터 사이에 상기 제1 산란광을 평행하게 형성하고,
상기 롱 패스 필터를 통해 상기 제1 산란광을 제2 산란광으로 변경하고,
상기 롱 패스 필터와 상기 제3 콜리메이터 렌즈 사이에 상기 제2 산란광을 평행하게 형성하고,
상기 제3 콜리메이터 렌즈를 통해 상기 제2 후방 광섬유에 상기 제2 산란광을 전달하고,
상기 롱 패스 필터는,
상기 제1 산란광 중 탄성 산란광을 차폐하고 비탄성 산란광을 통과시켜 상기 비탄성 산란광을 상기 제2 산란광에 대응시키는, 라만 분광 장비.
제23 항에 있어서,
상기 광조사부와 상기 개별 제1 광집속부가,
상기 타겟 물질 가까이에 광조사 렌즈와 상기 제1 광집속 렌즈를 가지는 때,
상기 광조사 렌즈와 상기 제1 광집속 렌즈는,
상기 타겟 물질의 상기 내부 또는 외주면에 서로 다른 초점을 가지는, 라만 분광 장비.
제23 항에 있어서,
상기 광조사부와 상기 개별 제1 광집속부는,
상기 타겟 물질에 대해 상대적으로 움직이거나,
상기 타겟 물질은,
상기 광조사부와 상기 개별 제1 광집속부에 대해 상대적으로 움직이는, 라만 분광 장비.
제23 항에 있어서,
상기 광조사부와 상기 개별 제1 광집속부 주변에 광학 영상 모듈을 더 포함하고,
상기 광학 영상 모듈은,
광조사부 또는 개별 제1 광집속부의 위치를 확인하도록 상기 타겟 물질로부터 상기 제1 산란광을 수신받는 광학 기구와,
상기 광학 기구로부터 상기 제1 산란광을 전달받아 상기 제1 산란광을 이송하는 제3 광섬유와,
상기 제3 광섬유로부터 상기 제1 산란광을 전달받아 상기 타겟 물질에 대한 상기 광조사부 또는 개별 제1 광집속부의 위치 관계를 영상으로 보여주는 카메라를 포함하는, 라만 분광 장비.
제30 항에 있어서,
상기 광학 기구는,
상기 광조사부와 상기 개별 제1 광집속부에 대해 상대적으로 움직이고,
상기 타켓 물질로부터 상기 제1 산란광을 집광하는 복수의 렌즈를 포함하는, 라만 분광 장비.
제24 항에 있어서,
상기 제2 전방 광섬유에 연결되는 광학 영상 모듈을 더 포함하고,
상기 광학 영상 모듈은,
상기 제2 전방 광섬유에서 상기 타겟 물질 주변으로부터 연장되는 개별 라인으로부터 개별 제1 산란광을 전달받아 상기 개별 제1 산란광을 이송하는 제3 광섬유와,
상기 타겟 물질에서 위치 별로 형상을 확인하도록 상기 제3 광섬유로부터 상기 개별 제1 산란광을 수신받는 광학 기구와,
상기 광학 기구로부터 상기 개별 제1 산란광을 전달받아 상기 타겟 물질에서 위치별 형상에 대한 영상을 보여주는 카메라를 포함하고,
상기 광학 기구는,
상기 타켓 물질로부터 상기 개별 제1 산란광을 집광하는 복수의 렌즈를 포함하는, 라만 분광 장비.