KR102592153B1 - 곡률이 상이한 복수의 포물선 반사체 및 복수의 타원 반사체를 이용한 광 집속 장치 - Google Patents

곡률이 상이한 복수의 포물선 반사체 및 복수의 타원 반사체를 이용한 광 집속 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 형태에 따른 곡률이 상이한 복수의 포물선 반사체 및 복수의 타원 반사체를 이용한 광 집속 장치는, 서로 다른 곡률을 가지고 인접한 타원 반사체로부터 연장되며, 각 타원 반사체는 2개의 초점 중 제1 초점을 공유하도록 배치된 복수의 타원 반사체와, 서로 다른 곡률을 가지고 상호 일정 간격으로 이격되게 구비되며, 각 포물선 반사체는 제1 초점을 공유하도록 배치된 복수의 포물선 반사체를 포함하며, 제1 초점을 통과하는 중심축에 평행하게 입사하는 광은 복수의 포물선 반사체에 반사된 후 제1 초점으로 집속되며, 중심축과 소정의 분산각을 가지고 입사하는 광은 복수의 포물선 반사체를 투과하여 복수의 타원 반사체에 반사된 후 제1 초점으로 집속될 수 있다.

Description

곡률이 상이한 복수의 포물선 반사체 및 복수의 타원 반사체를 이용한 광 집속 장치{APPARATUS FOR FOCUSING LIGHT USING MULTIPLE PARABOLIC REFLECTOR AND MULTIPLE ELLIPTICAL REFLECTOR HAVING DIFFERENT CURVATURE}
본 출원은, 곡률이 상이한 복수의 포물선 반사체 및 복수의 타원 반사체를 이용한 광 집속 장치에 관한 것이다.
일반적인 직선형 경통 형태의 중성자 유도관으로부터 이송된 중성자들을 포물선 및 타원 등의 곡률을 이용하여 포인트 빔 또는 평행빔을 만드는 방법이 연구되고 있으며, 그 이유는 중성자의 플럭스가 x-선에 비해 상당히 낮아 장시간의 측정이 필요하기 때문이다.
하지만 포물선 및 타원 등을 이용하는 방법은 특정지역에서 플럭스는 상승해도 분산각이 높아지는 문제점이 있다.
(선행문헌 1) 일본공개특허 특개2012-88251(“중성자의 집광 및 결상 광학계 및 그 제조 방법 ”, 공개일: 2012년05월10일)
본 발명은, 광의 집속도를 높일 수 있는 곡률이 상이한 복수의 포물선 반사체 및 복수의 타원 반사체를 이용한 광 집속 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 서로 다른 곡률을 가지고 인접한 타원 반사체로부터 연장되며, 각 타원 반사체는 2개의 초점 중 제1 초점을 공유하도록 배치된 복수의 타원 반사체; 및 서로 다른 곡률을 가지고 상호 일정 간격으로 이격되게 구비되며, 각 포물선 반사체는 상기 제1 초점을 공유하도록 배치된 복수의 포물선 반사체;를 포함하며, 상기 제1 초점을 통과하는 중심축에 평행하게 입사하는 광은, 상기 복수의 포물선 반사체에 반사된 후 상기 제1 초점으로 집속되며, 상기 중심축과 소정의 분산각을 가지고 입사하는 광은, 상기 복수의 포물선 반사체를 투과하여 상기 복수의 타원 반사체에 반사된 후 상기 제1 초점으로 집속되는, 광 집속 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 복수의 타원 반사체 각각의 상부 높이는 복수의 포물선 반사체 중 대응하는 포물선 반사체의 상부 높이와 동일하고, 하부 높이는 복수의 포물선 반사체 중 대응하는 포물선 반사체의 하부 높이와 동일하되, 상기 복수의 타원 반사체 중 최상부 타원 반사체의 상부 높이는 기 설정된 높이이고, 하부 높이는 기 설정된 분산각을 가지고 입사된 광이 상기 최상부 타원 반사체에 의해 반사되어 상기 복수의 포물선 반사체 중 최상부 포물선 반사체로 입사하는 지점의 높이와 동일할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 복수의 포물선 반사체 각각의 상부 높이는 복수의 포물선 반사체 중 직상부에 배치된 포물선 반사체의 하부 높이와 동일하고, 하부 높이는 복수의 포물선 반사체 중 직상부에 배치된 포물선 반사체의 상부 높이의 지점에서 반사된 광이 입사하는 지점의 높이와 동일하되, 상기 복수의 포물선 반사체 중 최상부 포물선 반사체의 상부 높이는 상기 기 설정된 높이와 동일하고, 하부 높이는 기 설정된 분산각을 가지고 입사된 광이 상기 최상부 타원 반사체에 의해 반사되어 입사하는 지점의 높이와 동일할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 복수의 포물선 반사체 각각은, 상기 중심축과 평행하게 입사하는 광의 입사각을 전반사각으로 하는 M값을 가지는 물질로 코팅되며, 상기 복수의 타원 반사체 각각은, 상기 중심축과 기설정된 분산각을 가지고 입사하는 광의 입사각을 전반사각으로 하는 M값을 가지는 물질로 코팅될 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 복수의 타원 반사체의 중심축과 상기 복수의 타원 반사체의 중심축은, 일치할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 광 집속 장치는, 중성자 유도관의 출측에 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 광 집속 장치는, 상기 제1 초점과 초점을 공유하며, 상기 복수의 타원 반사체 및 상기 복수의 포물선 반사체에 의해 반사된 광을 상기 중심축에 평행하게 반사시키는 포물선 반사체;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 광 집속 장치는, 상기 중심축을 통과하는 면이 관통되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 복수의 타원 반사체는, 상기 중심축을 중심으로 한 절단면이 타원 방정식을 따르는 타원 반사체의 일부이며, 상기 복수의 포물선 반사체는, 상기 중심축을 중심으로 한 절단면이 포물선 방정식을 따르는 포물선 반사체의 일부일 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 소정의 분산각은, 1도일 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 서로 다른 곡률을 가진 복수의 타원 반사체와 복수의 포물선 반사체를 초점을 공유하도록 배치하고, 초점을 통과하는 중심축에 평행하게 입사하는 광은 복수의 포물선 반사체에 반사된 후 초점으로 집속되며, 중심축과 소정의 분산각을 가지고 입사하는 광은 복수의 포물선 반사체를 투과하여 복수의 타원 반사체에 반사된 후 초점으로 집속되도록 함으로써, 광의 집속도를 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 곡률이 상이한 복수의 포물선 반사체 및 복수의 타원 반사체를 이용한 광 집속 장치의 절단 사시도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 포물선 반사체에 적용되는 포물선의 기본 방정식을 설명하기 위한 도면이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 타원 반사체에 적용되는 타원의 기본 방정식을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 타원 반사체의 설계 과정을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 광 집속 장치의 설계 과정을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 포물선 반사체를 추가로 구비한 광 집속 장치를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 더욱 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 곡률이 상이한 복수의 포물선 반사체 및 복수의 타원 반사체를 이용한 광 집속 장치(100)의 절단 사시도이다.
우선, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 광 집속 장치(100)는 서로 다른 곡률을 가지고 인접한 타원 반사체로부터 연장되며, 각 타원 반사체(121 내지 126)는 2개의 초점 중 제1 초점(f1)을 공유하도록 배치된 복수의 타원 반사체(120)와, 서로 다른 곡률을 가지고 상호 일정 간격으로 이격되게 구비되며, 각 포물선 반사체(131 내지 136)는 제1 초점(f1)을 공유하도록 배치된 복수의 포물선 반사체(130)를 포함할 수 있다.
상술한 광 집속 장치(100)에 의하면, 제1 초점(f1)을 통과하는 중심축(CL)에 평행하게 입사하는 광은, 복수의 포물선 반사체(130)에 반사된 후 제1 초점(f1)으로 집속되며, 중심축(CL)과 소정의 분산각을 가지고 입사하는 광은, 복수의 포물선 반사체(130)를 투과하여 복수의 타원 반사체(120)에 반사된 후 제1 초점(f1)으로 집속될 수 있다. 여기서, 상술한 소정의 분산각은, 1도일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 복수의 타원 반사체(120) 각각의 상부 높이는 복수의 포물선 반사체(130) 중 대응하는 포물선 반사체의 상부 높이와 동일하고, 하부 높이는 복수의 포물선 반사체 중 대응하는 포물선 반사체의 하부 높이와 동일하되, 복수의 타원 반사체(120) 중 최상부 타원 반사체(121)의 상부 높이는 기 설정된 높이이고, 하부 높이는 기 설정된 분산각을 가지고 입사된 광이 최상부 타원 반사체(121)에 의해 반사되어 복수의 포물선 반사체(130) 중 최상부 포물선 반사체(131)로 입사하는 지점의 높이와 동일할 수 있다. 여기서, 대응한다는 의미는 같은 높이에 위치함을 의미한다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 복수의 포물선 반사체(130) 각각의 상부 높이는 복수의 포물선 반사체(130) 중 직상부에 배치된 포물선 반사체의 하부 높이와 동일하고, 하부 높이는 복수의 포물선 반사체(130) 중 직상부에 배치된 포물선 반사체의 상부 높이의 지점에서 반사된 광이 입사하는 지점의 높이와 동일하되, 복수의 포물선 반사체(130) 중 최상부 포물선 반사체(131)의 상부 높이는 기 설정된 높이와 동일하고, 하부 높이는 기 설정된 분산각을 가지고 입사된 광이 최상부 타원 반사체(131)에 의해 반사되어 입사하는 지점의 높이와 동일할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 복수의 포물선 반사체(130) 각각은, 중심축(CL)과 평행하게 입사하는 광의 입사각을 전반사각으로 하는 M값을 가지는 물질로 코팅되며, 복수의 타원 반사체(120) 각각은, 중심축(CL)과 기설정된 분산각을 가지고 입사하는 광의 입사각을 전반사각으로 하는 M값을 가지는 물질로 코팅될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 복수의 타원 반사체(120)의 중심축과 복수의 포물선 반사체(130)의 중심축은, 일치할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상술한 광 집속 장치는, 중성자 유도관(110)의 출측에 구비될 수 있다.
이러한 중성자 유도관(110)은, 중성자원으로부터 조사된 중성자가 내면에 코팅되어 있는 물질의 표면으로 입사될 때 코팅 물질의 임계각 내로 입사하게 되는 경우 전반사되는 성질을 이용하여 중성자를 이송하기 위한 모듈로, 내면에는 중성자 초거울로 코딩되어 있다.
중성자 초거울에 대하여 부연 설명하면, 두 개의 서로 다른 물질을 동일 두께로 반복 적층하면, 인위적인 2차원의 주기적 구조로 인하여 회절 피크가 생성된다. 중성자 초거울은 바로 위와 같은 원리를 활용하여 중성자가 전반사 가능한 최대 입사각(임계각)을 커지게 만든 것이다. 중성자 초거울은 니켈과 티타늄을 번갈아 적층함에 있어서 박막의 두께에 변화를 주어 임계각을 확장할 수 있게 해준다.
중성자 초거울은 위와 같은 구조를 가짐으로써 니켈의 전반사각의 2배, 3배, 4배에 해당하는 입사각으로 입사된 중성자들을 전반사시킬 수 있게 된다. 이와 같이 설계된 중성자 초거울들은 각각 니켈의 전반사각의 몇 배에 해당하는 입사각으로 입사된 중성자까지 전반사시킬 수 있느냐에 따라서 M2(2배), M3(3배), M4(4배) 등으로 불리울 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 광 집속 장치는, 제1 초점(f1)과 초점을 공유하며, 복수의 타원 반사체(120) 및 복수의 포물선 반사체(130)에 의해 반사된 광을 중심축(CL)에 평행하게 반사시키는 포물선 반사체를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 광 집속 장치(100)는 중심축(CL)을 통과하는 면(120a)이 관통되도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 복수의 타원 반사체(120)는, 중심축(CL)을 중심으로 한 절단면이 타원 방정식을 따르는 타원 반사체의 일부이며, 복수의 포물선 반사체(130)는, 중심축(CL)을 중심으로 한 절단면이 포물선 방정식을 따르는 포물선 반사체의 일부일 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 광 집속 장치의 설계 과정을 상세하게 설명한다.
우선, 도 2a는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 포물선 반사체에 적용되는 포물선의 기본 방정식을 설명하기 위한 도면이다.
도 2a에서 m은 임의의 T점에서의 기울기, F는 초점, p는 곡률, 1000mm는 길이, 100mm는 폭이며, 포물선의 기본 방정식은 수학식 1에 의한다.
한편, 도 2b는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 타원 반사체에 적용되는 포물선의 기본 방정식을 설명하기 위한 도면이다.
도 2b에서, f1(c, 0)은 제1 초점, f2(-c, 0)은 제2 초점, a는 장축의 길이, b는 단축의 길이이며, m은 임의의 P점(x1, y1)에서의 기울기이며, 타원의 기본 방정식은 수학식 2에 의한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 타원 반사체의 설계 과정을 도시한 도면으로, 도 1에 도시된 복수의 타원 반사체(120) 각각에 적용될 수 있다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 초점(f1)으로부터 1000mm인 떨어진 지점에서 높이가 100mm인 타원 반사체로 소정의 분산각(예: 1도)를 가진 광이 입사한다고 하면, 광원은 제2 초점(f2)에 위치하는 것으로 가정할 수 있으며, 이러한 가정에 의하면 타원 방정식의 장축(a)와 단축(b)의 길이, 초점(f), 타워 방정식은 하기와 같이 구할 수 있다.
위의 타원 방정식의 초점을 원점(O)으로 이동시킨다면 하기 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
유사하게, 포물선 반사체의 높이가 100mm, 길이가 1500mm를 가진다면, 곡률(p)은 상술한 수학식 1에 따라 3.333mm이며, 초점(f)는 1.67mm가 된다. 이러한 포물선 방정식의 초점을 원점(O)으로 이동시킨다면 하기 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다. 이러한 포물선 반사체의 설계 과정은 도 1에 도시된 복수의 포물선 반사체(130) 각각에 적용될 수 있다.
한편, 도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 광 집속 장치의 설계 과정을 도시한 도면이다. 도 4에서는 발명의 이해를 돕기 위해, 각도는 다소 과장되게 도시하였으며, 3개의 타원 반사체(121 내지 123)와 2개의 포물선 반사체(131 내지 132)만을 도시하였으며, 광 집속 장치는 초점(f1, f22, f23)을 지나는 중심축을 기준으로 대칭되게 설계될 수 있음에 유의하여야 한다.
또한, 도 4에서 초점(f21)은 타원 반사체(121)의 지점 P1(1000, 100)에 1도의 분산각으로 입사한다고 가정할 경우 가상의 초점이며, 초점(f22)는 타원 반사체(122)의 지점 P3(405, 67)에 1도의 분산각으로 입사한다고 가정할 경우 가상의 초점이다.
또한, 지점 P1(1000, 100)은 가상의 초점(f21)에서 분산각 1도로 입사하는 광(RB)이 입사하는 타원 반사체(121)의 일단의 좌표이며, 지점 P3(668, 67)는 1도의 분산각을 가지고 입사된 광(RB)이 최상부 타원 반사체(131)에 의해 반사되어 입사하는 지점의 좌표이며, 지점 P3(405 67)는 타원 반사체(121)의 타단의 좌표이며, 지점 P4(673.24, 44.9)는 포물선 반사체(131)의 상부 높이의 지점에서 반사된 광이 입사하는 지점의 좌표이다.
도 4에 도시된 구체적인 수치는, 상술한 수학식을 통해 구할 수 있는바, 구체적인 연산 과정은 생략하였다.
도 4에 도시된 바와 같이, 광 집속 장치는 서로 다른 곡률을 가지고 인접한 타원 반사체로부터 연장되며, 각 타원 반사체는 2개의 초점 중 제1 초점(f1)을 공유하도록 배치된 복수의 타원 반사체(121 내지 123)와, 서로 다른 곡률을 가지고 상호 일정 간격으로 이격되게 구비되며, 각 포물선 반사체는 제1 초점(f1)을 공유하도록 배치된 복수의 포물선 반사체(131 내지 132)를 포함할 수 있다.
상술한 광 집속 장치에 의하면, 제1 초점(f1)을 통과하는 중심축(CL)에 평행하게 입사하는 광(PB)은, 복수의 포물선 반사체(131 내지 132)에 반사된 후 제1 초점(f1)으로 집속되며, 중심축(CL)과 소정의 분산각(예: 1도)을 가지고 입사하는 광(RB)은, 복수의 포물선 반사체(131 내지 132)를 투과하여 복수의 타원 반사체(131 내지 133)에 반사된 후 제1 초점(f1)으로 집속될 수 있다.
이를 위해, 복수의 포물선 반사체(131 내지 132) 각각은, 중심축(CL)과 평행하게 입사하는 광의 입사각을 전반사각으로 하는 M값을 가지는 물질로 코팅되며, 복수의 타원 반사체(121 내지 123) 각각은, 중심축(CL)과 기설정된 분산각(예: 1도)을 가지고 입사하는 광의 입사각을 전반사각으로 하는 M값을 가지는 물질로 코팅될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 복수의 타원 반사체(121 내지 123) 각각의 상부 높이는 복수의 포물선 반사체(131 내지 132) 중 대응하는 포물선 반사체의 상부 높이와 동일하고, 하부 높이는 복수의 포물선 반사체(131 내지 132) 중 대응하는 포물선 반사체의 하부 높이와 동일하되, 복수의 타원 반사체(120) 중 최상부 타원 반사체(121)의 상부 높이는 기 설정된 높이(100mm)이고, 하부 높이는 기 설정된 분산각을 가지고 입사된 광(RB)이 최상부 타원 반사체(121)에 의해 반사되어 복수의 포물선 반사체(130) 중 최상부 포물선 반사체(131)로 입사하는 지점의 높이(67mm)와 동일할 수 있다.
예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 타원 반사체(120) 중 최상부 타원 반사체(121)의 상부 높이는 기 설정된 높이(100mm)이고, 하부 높이는 기 설정된 분산각을 가지고 입사된 광(즉, 초점(f21)에서 입사하는 광)(RB)이 최상부 타원 반사체(121)에 의해 반사되어 복수의 포물선 반사체(130) 중 최상부 포물선 반사체(131)로 입사하는 지점 P2의 높이(67mm)와 동일할 수 있다.
또한, 예를 들면, 복수의 타원 반사체(121 내지 123) 중 타원 반사체(122)의 상부 높이는 복수의 포물선 반사체(131 내지 132) 중 대응하는 포물선 반사체(132)의 상부 높이(67mm)와 동일하고, 하부 높이는 복수의 포물선 반사체(131 내지 132) 중 대응하는 포물선 반사체(132)의 하부 높이(44.9mm)와 동일할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 복수의 포물선 반사체(131 내지 132) 각각의 상부 높이는 복수의 포물선 반사체(131 내지 132) 중 직상부에 배치된 포물선 반사체의 하부 높이와 동일하고, 하부 높이는 복수의 포물선 반사체(131 내지 132) 중 직상부에 배치된 포물선 반사체의 상부 높이의 지점에서 반사된 광이 입사하는 지점의 높이와 동일하되, 복수의 포물선 반사체(131 내지 132) 중 최상부 포물선 반사체(131)의 상부 높이는 기 설정된 높이(100mm)와 동일하고, 하부 높이는 기 설정된 분산각(예: 1도)을 가지고 입사된 광이 최상부 타원 반사체(131)에 의해 반사되어 입사하는 지점의 높이(67mm)와 동일할 수 있다.
예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 포물선 반사체(131 내지 132) 중 최상부 포물선 반사체(131)의 상부 높이는 기 설정된 높이(100mm)와 동일하고, 하부 높이는 기 설정된 분산각(예: 1도)을 가지고 입사된 광이 최상부 타원 반사체(131)에 의해 반사되어 입사하는 지점 P2의 높이(67mm)와 동일할 수 있다.
또한, 예를 들면, 복수의 포물선 반사체(131 내지 132) 중 포물선 반사체(132)의 상부 높이는 복수의 포물선 반사체(131 내지 132) 중 직상부에 배치된 포물선 반사체(131)의 하부 높이와 동일하고, 하부 높이는 복수의 포물선 반사체(131 내지 132) 중 직상부에 배치된 포물선 반사체(131)의 상부 높이의 지점에서 반사된 광이 입사하는 지점 P4의 높이와 동일할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 복수의 타원 반사체(121 내지 123)의 중심축(CL)과 복수의 타원 반사체(131 내지 132)의 중심축(CL)은, 일치할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상술한 광 집속 장치는, 중성자 유도관(110)의 출측에 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 복수의 타원 반사체(121 내지 123)는, 중심축(CL)을 중심으로 한 절단면이 타원 방정식을 따르는 타원 반사체의 일부이며, 복수의 포물선 반사체(131 내지 132)는, 중심축(CL)을 중심으로 한 절단면이 포물선 방정식을 따르는 포물선 반사체의 일부일 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 포물선 반사체를 추가로 구비한 광 집속 장치를 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 광 집속 장치는, 제1 초점(f1)과 초점을 공유하며, 복수의 타원 반사체(120) 및 복수의 포물선 반사체(130)에 의해 반사된 광을 중심축(CL)에 평행하게 반사시키는 포물선 반사체(510)를 더 포함할 수 있으며, 이를 통해 집속되는 광을 평행광으로 변환시킬 수 있음은 물론이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 서로 다른 곡률을 가진 복수의 타원 반사체와 복수의 포물선 반사체를 초점을 공유하도록 배치하고, 초점을 통과하는 중심축에 평행하게 입사하는 광은 복수의 포물선 반사체에 반사된 후 초점으로 집속되며, 중심축과 소정의 분산각을 가지고 입사하는 광은 복수의 포물선 반사체를 투과하여 복수의 타원 반사체에 반사된 후 초점으로 집속되도록 함으로써, 광의 집속도를 높일 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
100: 광 집속 장치
120: 타원 반사체
130: 포물선 반사체
PB: 평행광
RB: 방사광

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 광 집속 장치에 있어서,
    서로 다른 곡률을 가지고 인접한 타원 반사체로부터 연장되며, 각 타원 반사체는 2개의 초점 중 제1 초점을 공유하도록 배치된 복수의 타원 반사체; 및
    서로 다른 곡률을 가지고 상호 일정 간격으로 이격되게 구비되며, 각 포물선 반사체는 상기 제1 초점을 공유하도록 배치된 복수의 포물선 반사체;를 포함하며,
    상기 제1 초점을 통과하는 중심축에 평행하게 입사하는 광은, 상기 복수의 포물선 반사체에 반사된 후 상기 제1 초점으로 집속되며,
    상기 중심축과 소정의 분산각을 가지고 입사하는 광은, 상기 복수의 포물선 반사체를 투과하여 상기 복수의 타원 반사체에 반사된 후 상기 제1 초점으로 집속되며,
    상기 복수의 타원 반사체 각각의 상부 높이는 복수의 포물선 반사체 중 대응하는 포물선 반사체의 상부 높이와 동일하고, 하부 높이는 복수의 포물선 반사체 중 대응하는 포물선 반사체의 하부 높이와 동일하되,
    상기 복수의 타원 반사체 중 최상부 타원 반사체의 상부 높이는 기 설정된 높이이고, 하부 높이는 기 설정된 분산각을 가지고 입사된 광이 상기 최상부 타원 반사체에 의해 반사되어 상기 복수의 포물선 반사체 중 최상부 포물선 반사체로 입사하는 지점의 높이와 동일한, 광 집속 장치.
  3. 광 집속 장치에 있어서,
    서로 다른 곡률을 가지고 인접한 타원 반사체로부터 연장되며, 각 타원 반사체는 2개의 초점 중 제1 초점을 공유하도록 배치된 복수의 타원 반사체; 및
    서로 다른 곡률을 가지고 상호 일정 간격으로 이격되게 구비되며, 각 포물선 반사체는 상기 제1 초점을 공유하도록 배치된 복수의 포물선 반사체;를 포함하며,
    상기 제1 초점을 통과하는 중심축에 평행하게 입사하는 광은, 상기 복수의 포물선 반사체에 반사된 후 상기 제1 초점으로 집속되며,
    상기 중심축과 소정의 분산각을 가지고 입사하는 광은, 상기 복수의 포물선 반사체를 투과하여 상기 복수의 타원 반사체에 반사된 후 상기 제1 초점으로 집속되며,
    상기 복수의 포물선 반사체 각각의 상부 높이는 복수의 포물선 반사체 중 직상부에 배치된 포물선 반사체의 하부 높이와 동일하고, 하부 높이는 복수의 포물선 반사체 중 직상부에 배치된 포물선 반사체의 상부 높이의 지점에서 반사된 광이 입사하는 지점의 높이와 동일하되,
    상기 복수의 포물선 반사체 중 최상부 포물선 반사체의 상부 높이는 기 설정된 높이와 동일하고, 하부 높이는 기 설정된 분산각을 가지고 입사된 광이 최상부 타원 반사체에 의해 반사되어 입사하는 지점의 높이와 동일한, 광 집속 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 복수의 포물선 반사체 각각은, 상기 중심축과 평행하게 입사하는 광의 입사각을 전반사각으로 하는 M값을 가지는 물질로 코팅되며,
    상기 복수의 타원 반사체 각각은, 상기 중심축과 기설정된 분산각을 가지고 입사하는 광의 입사각을 전반사각으로 하는 M값을 가지는 물질로 코팅된, 광 집속 장치.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 복수의 타원 반사체의 중심축과 상기 복수의 포물선 반사체의 중심축은,
    일치하는, 광 집속 장치.
  6. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 광 집속 장치는,
    중성자 유도관의 출측에 구비되는, 광 집속 장치.
  7. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 광 집속 장치는,
    상기 제1 초점과 초점을 공유하며, 상기 복수의 타원 반사체 및 상기 복수의 포물선 반사체에 의해 반사된 광을 상기 중심축에 평행하게 반사시키는 포물선 반사체;
    를 더 포함하는, 광 집속 장치.
  8. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 광 집속 장치는,
    상기 중심축을 통과하는 면이 관통되도록 구성된, 광 집속 장치.
  9. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 복수의 타원 반사체는, 상기 중심축을 중심으로 한 절단면이 타원 방정식을 따르는 타원 반사체의 일부이며,
    상기 복수의 포물선 반사체는, 상기 중심축을 중심으로 한 절단면이 포물선 방정식을 따르는 포물선 반사체의 일부인, 광 집속 장치.
  10. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 소정의 분산각은, 1도인, 광 집속 장치.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101767107B1 (ko) 2011-01-31 2017-08-10 삼성전자주식회사 반도체 장치의 캐패시터
KR101922973B1 (ko) * 2017-01-25 2018-11-28 (주)엘립소테크놀러지 4-반사경을 적용한 마이크로 스폿 분광 타원계

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101696250B1 (ko) * 2015-09-03 2017-01-16 한국원자력연구원 다중 비구면 미러를 이용한 집속형 중성자 유도관

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