KR19990022893A - 조절 가능한 발산을 갖는 다중채널 전반사 광학장치 - Google Patents

Abstract

X선, 감마선, 대전입자, 그리고 중성자를 포함하는 중성입자들의 집중된 방사선빔의 발산량을 조절할 수 있는 장치와 방법이 개시된다. 본 발명의 장치는 방사선 차단장치(54, 142, 218, 240)의 새로운 사용을 특징으로 하며, 다중채널 전반사 광학장치(10)와 결합될 때 사용자가 조절 가능한 출력빔의 발산을 제공하여 광학장치의 융통성을 증가시킨다.

Description

조절 가능한 발산을 갖는 다중채널 전반사 광학장치

시료의 구조, 화학적 성질 또는 구성원소를 분석하기 위하여 X선 또는 중성입를 사용하는 여러 종류의 장치와 방법들이 개발되어 왔다. 그러나 이들 장치의 대부분은 충분한 방사 강도를 얻을 수 없어서 측정시간이 지나치게 길어지는 문제점이 발생하고, 이로 인해 실험적 오류가 생길 가능성이 높았다. 일부 조사 대상 시료가 불안정한 경우에 있어서는 장시간의 측정은 불가능한 경우도 있으며, 상업적 활용에 있어서는 시간이 곧 돈이므로 측정시간을 단축시키는 수단이 요구되어 왔다.

미국특허 제5,016,267호에는 단일 전 외부반사를 사용하여 X선 및 입자 방사선빔 초점을 맞추는 다중채널판이 윌킨스(Wilkins)에 의해 개시되어 있다. 또한 미국특허 제5,192,869호에는 방사선원에서 방사선을 포착하여 높은 강도로 작은 초점지역에 방사선을 집중시키는 다중채널 다중 전 외부반사 X선, 감마선, 대전입자 그리고 중성자를 포함하는 중성입자 광학장치가 쿠마코프(Kumakhov)에 의해 개시되어 있다. 또한 이러한 광학장치들은 높은 강도 이득을 제공하는 외에 시료 상에 방사선을 집중시키는 부분의 크기가 작아짐으로 인해 높은 공간적 해상도를 제공한다. 그러나 강도와 이득을 함께 얻으려고 하는 것은 빔의 발산을 유발시킨다(대부분 발산량은 광학장치의 물리적 구조에 의해 영향을 받는다). X선 회절, X선 및 중성자 스캐터링과 같은 다중채널 전반사 광학장치의 응용에 있어서 높은 강도의 방사선빔을 얻음과 함께, 출력되는 빔의 발산을 조절할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 또한 다중채널 전반사 광학장치를 사용하여 발산하는 방사선빔을 형성하는 것이 가능하다. 이 경우 빔의 발산을 조절하는 것도 또한 요구된다.

방사선 차폐 방법 및 빔 차단방법이 이 기술분야에 잘 알려져 있다. 이들 중 일부는 조절 가능하다. 이것은 예를 들어 타다오구보다의 일본 특허 제56-30295호(A)에서 찾아볼 수 있다. 빔차단장치는 전형적으로 납 또는 강철과 같은 방사선 흡수 재료로 만들어지고, 중성자의 경우 리튬을 함유하는 재료로 만들어진다. 대부분 도든 수행단계에서는 아니지만 그들의 기능은 방사선빔의 공간적 범위를 제한하는 것이다. 상기 종래기술을 가지고 본 발명은 다중채널 전반사 광학장치에 빔 차단 및 차폐의 기술을 이용하여 빔 발산량을 조절한다.

본 발명은 X선, 감마선, 대전입자 및 중성자를 포함하는 중성입자와 관련된 광학장치에 관한 것으로, 특히 다중채널 전반사 광학장치에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 X선, 감마선, 대전입자 및 중성 입자의 방사선을 집중시키고 그 발산량을 조절할 수 있는 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명의 목적, 장점과 특징들은 첨부된 도면을 참고로 하여 발명의 바람직한 실시예에 대한 하기 상세한 기술에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 다중채널 전반사 광학장치의 구성도이며, 집중된 방사선빔의 최대 발산각도 θ_dmax를 보여준다;

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성도로서, 광학장치의 입력단 이전에 위치한 빔차단장치를 구비한 포커싱 광학장치를 나타내며, 집중된 빔의 발산각이 θ'_dθ_dmax이 된 것을 보여준다;

도 3a~3c는 본 발명에 의해 기술된 바와 같은 다중 채널 전반사 광학장치와 결합하여 사용되며, 서로 다른 크기의 구멍 D를 가진 상호 교환 가능한 빔차단장치의 예를 나타낸다;

도 4는 빔 차단 구멍을 쉽게 바꾸도록 회전 가능한 휠 상에 배치된 본 발명에 따른 상호 교환 가능한 빔차단장치를 나타낸다;

도 5는 본 발명의 조절 가능한 빔차단장치의 바람직한 예이다;

도 6은 조절가능한 4각형 빔차단장치의 바람직한 다른 예이다;

도 7은 본 발명의 다른 실시예로서, 광학축을 따라 빔 차단 위치를 변경하여 빔차단장치의 효과적으로 방사선 투과 구멍을 변화시키는 하나의 빔차단장치를 보여준다;

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예로서, 다중채널 전반사 광학장치의 출력단 밖으로 위치한 빔차단장치를 나타낸다; 그리고

도 9는 본 발명의 또 다른 예로서, 광학장치의 출력단에서 발산하는 방사선빔의 발산량이 조절되는 것을 나타낸다.

발명의 목적

본 발명의 목적은 방사선 차폐 수단과 다중채널 전반사 광학장치를 결합하여발산량을 조절할 수 있는 집중된 방사선빔을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 빔의 강도와 빔의 발산 사이에 사용자 정의의 적절한 조절수단을 제공하는 것이다.

발명의 요약

간단하게 요약하면, 본 발명은 발산량을 조절가능한 집중된 방사선빔을 제공하는 장치를 포함한다. 이 장치는 다중채널 전외부 반사 광학장치(이하 광학장치라 칭함) 와 방사선 차단 장치를 포함한다. 광학장치는 방사선을 받아들이는 입력단, 집중된 방사선을 제공하는 출력단과 광학축을 갖는다. 방사선 차단장치는 방사선이 광학장치의 최소한 하나의 광 투과채널에도 도달하지 못하도록 광학장치의 입력단에 배치되어서 광학장치의 출력단에서 집중된 방사선의 발산량을 조절한다.

본 발명의 다른 태양에 의하면, 상기 발산량을 조절가능한 집중된 방사선을 제공하는 장치와 유사한 장치를 제공한다. 이 장치에서, 방사선 차단장치는 광학장치의 출력단에 배치되어서 광학장치의 최소한 한 채널에서 나오는 방사선을 흡수하고, 이를 통해 출력단에서 상기 발산량을 조절가능한 집중된 방사선빔을 제공한다.

본 발명의 또 다른 태양에 의하면, 본 발명은 방사선 초점장치를 이용하여, 발산량을 조절가능한 집중된 방사선을 제공하는 장치를 포함한다. 방사선 초점장치는 입력, 출력, 그리고 광학축을 갖는다. 입력은 방사선을 받아들이도록 배향되고, 출력은 조절 가능한 발산량을 갖는, 집중된 방사선을 제공한다. 방사선 초점장치는 다중채널 전 외부반사 광학장치(광학장치)와 방사선 차단장치를 포함한다. 광학장치는 입력단과 출력단을 가지게 되며, 입력단은 방사선 초점장치의 입력으로 배향되며, 출력단은 방사선 초점장치의 출력으로서 배향된다. 광학장치의 중심축은 광학축으로 정의된다. 방사선 차단장치는 광학장치의 입력단 또는 출력단의 어느 한쪽에 이웃하도록 배치되어 방사선이 방사선 초점장치에서 나오는, 집중된 방사선에 기여하지 못하도록 광학장치의 최소한 한 채널을 차단한다. 이와 같은 광학장치의 최소한 한 채널의 차단은 방사선 초점장치에서는 나오는, 집중된 방사선빔의 발산량을 조절하게 된다.

본 발명의 또 다른 태양에 의하면, 방사선의 발산량을 조절하기 위한 방법들이 제공된다. 첫 번째 방법은 방사선빔을 정의하기 위하여 다중채널 전 외부반사 광학장치(광학장치)를 채택하는 것을 포함한다. 광학장치는 방사선을 받아들이기 위한 입력단과 방사선빔을 배출하기 위한 출력단을 가지고 있다. 이 방법은 또한 광학장치의 입력단에서의 방사선이 광학장치의 최소한 한 채널에도 도달하지 못하도록 차단하여 광학장치의 출력단에서 방사선의 발산량이 조절되도록 하는 방법을 더 포함한다. 다른 방식에 있어서, 광학장치의 최소한 한 채널에서 방사선을 흡수하여 그 출력단에서 방사선의 발산량이 조절되게 하는 방법을 포함한다.

본 발명은 상기 언급한 목적을 수행함에 있어서, 방사선 불투과성 빔 차단 또는 차단장치와 결합된 다중채널 전반사 광학장치로 구성된 장치를 사용한다. 청구범위를 포함하여 본 명세서에서 사용된 방사선이라는 용어는 X선, 감마선, 대전입자, 중성자를 포함하는 중성 입자를 포함하는 것을 의미한다. 광학장치는 작은 지점으로 입사 방사선을 집중하는 형태이거나, 미리 예정된 방법으로 입사 방사선빔을 발산시키는 형태일 수 있다. 이 두 가지 설계에 있어서, 많은 수의 전반사에서 한 개의 전반사에 이르기까지 방사선이 광학장치를 가로지르도록 요구된다. 모든 경우에 있어서, 빔차단장치는 많은 광채널중 어느것을 출력시키느냐를 조절하는 것이다. 빔차단장치는 방사선원과 광학장치의 사이에 배치되거나, 방사선이 광학장치를 통과한 후에 빔차단장치와 상호 작용하도록 배치될 수 있다.

빔차단장치는 전형적으로 방사선이 통과할 수 있는 구멍을 갖는 방사선 불투과성 물질로 만들어진다. 구멍은 용도에 따라 다양한 형태를 가질 수 있으며, 예를 들어 원형, 슬릿형, 사각형 형태로 될 수 있다. 그러나 다른 형태의 것도 사용될 수 있다. 일부 빔차단장치의 구멍 형태 또는 크기는 사용자에 의해 조절될 수 있다. 그 조절은 다양한 구멍을 갖는 빔차단의 형태를 가지거나, 다르게 고정된 구멍의 크기, 위치와 모양을 갖는 일련의 독립적인 빔차단장치의 상호교환을 통해 이루어질 수 있다. 이 빔차단장치는 구멍이 광학장치의 광학축 주위로 배치되도록 설치된다. 본 명세서에서 사용되는 주위로 배치하다라는 어구는 광학축을 교차하거나 교차하지 않는 구멍을 포함하는 것을 의미한다. 예를 들어 일부 응용에 있어서, 광학장치 내에서 서로 다른 위치에 놓인 연속적인 광채널이 방사선에 의한 최종 출력 빔에 대한 기여를 가능하게 하는 것이 유리할 수 있다. 이러한 연속적인 광채널에 놓인 구멍들은 광학축, 즉 광중심채널을 교차하거나 교차하지 않을수 있다.

일반적으로 빔차단장치는 방사선빔의 크기를 조절하기 위하여 사용된다. 놀랍게도 다중채널 전반사 광학장치의 초점에 위치한 초점부분의 공간적 범위 또는 크기는 상기 빔차단장치의 함유물 또는 배치에 의해 본질적으로 바뀌지 않는다. 초점부분의 공간적인 범위는 독립적인 채널의 출력단의 폭 또는 독립적인 다중채널 다발의 폭에 의해 기본적으로 결정된다. 본 발명에 있어서, 집중된 빔의 발산량과 강도만이 본질적으로 변화한다. 그러나 발산하는 빔을 형성하는 광학장치가 사용되면 최종 빔의 크기가 바뀔 수 있다. 다중채널 전반사 광학장치와 사용될 때 본 발명은 빔차단장치의 새로운 사용법, 즉 빔 발산량의 제어를 제공한다. 따라서 본 발명은 방사선 분석 기술에 있어서 새롭고 유용한 장치를 제공하게 된다.

도 1은 다중채널 전반사 광학장치(10)의 간략도이다. 많은 방사선 투과 채널 중에서 대표적인 몇 가지만을 나타낸다. 이들은 외곽채널(12), 중간채널(14)와 중심채널(16)을 포함한다. 광학장치의 입력단(20)의 빈 채널 부분에 입사하는 방사선(18)은 매끄러운 내부 채널 벽(22)으로 연속적인 전 외부반사를 형성함에 따라 빈 채널을 통해 유도된다. 광학계의 출력단(24)에서, 광학축 위의 채널 높이는 거리 y로 나타내었다. 외곽채널(12)는 광학축(26)에서의 최대거리 y로 나타내고, 반면에 중간채널(14)는 축(26)에서 더 짧은 거리로 위치한다. 개략적으로 광학장치의 출력단의 모든 채널은 채널의 출력단을 통해 광학장치를 나오는 대부분의 방사선이 광학축(26)상의 점(28)부분을 향하도록 배향된다. 이 점은 광학장치의 초점으로서 알려져 있다. 렌즈의 출력단과 초점 사이의 거리 'f'는 렌즈의 초점거리라고 알려져 있다. 광학축에서 더 먼 거리에 있는 채널의 출력단에서 나오는 방사선은 축에서 더 가까운 채널에서 나오는 방사선보다 더 큰 각을 갖는 초점에서 광학축을 가로지르는 일반적이 경향이 있다. 이 각들은 초점에서의 빔의 발산으로 정의된다. 더욱 정량적으로, 출력 채널축이 광학축으로부터의 거리 y인 특정 채널의 발산각은 대략 다음의 식에 의해 주어진다.

최대 발산각 θ_dmax을 갖는 방사선은 외곽 채널(12)에서 대부분 출력된다. 내부 채널에서의 작은 임계 반사각에 기인하여 다른 광파이버로부터 나오는 빔의 부가적인 발산량이 존재한다.

도2는 본 발명의 실시예(50)로서, 작은 공간지역에서 평행빔을 집중하도록 설계된 다중채널 다중 전 외부반사 광학장치(이하 광학장치)(52)와, 광학장치의 입력단에 배치된 빔차단장치 또는 방사선 차단장치(54)로 이루어져 있다. 발산하는 방사선을 붙잡아서 초점을 맞추거나 발산 출력빔을 형성하는 것과 같은 다른 광학 적 조합이 응용에 따라 바람직한 형태로 고려될 수 있다. 빔차단장치(54)는 광파이버 광학장치의 입력단(56)의 앞에 설치되는 것이 바람직하다. 그러나 하기 설명처럼 광학장치의 출력단 뒤에 빔 차단장치를 위치시키는 것도 가능하다.

빔 차단장치(54)는 스텐레스 강철같은 방사선 흡수 재료로 구성되고, 폭 D의 방사선 투과 구멍을 가지고 있다. 방사선원의 성질에 따라 평행빔을 차단시키는 빔차단장치의 기능에 영향을 줄 수 있으며, 이로 인해 광학장치의 입력단에 닿지 않을 정도로 가급적 가까이 빔차단장치를 위치시키는 것이 바람직하다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 빔차단장치의 불투명 부분의 역할은 입사방사선(58)이 외곽채널(60)로 들어가는 것을 방지하는 것이다. 따라서 출력단이 광학축(62)에서 더 짧은 거리에 있는 채널들만이 입사방사선을 내보낸다. 방사선이 외부 채널을 통과하지 못하기 때문에 초점에서 출력빔의 발산은 광학축(62)에 더 가까운 채널에 의해 결정된다. 결과적인 효과는 어떤 채널의 방사선이 통과하느냐를 선택하여 초점에서 출력빔의 발산이 조절될 수 있다는 것이다. 초점부분의 공간범위가 빔차단장치의 함유물에 의해 변하지 않는다는 것은 중요하다. 초점부분의 공간범위는 대략 개별적인 채널의 출력단의 폭이나 다중채널 다발의 폭에 의해 결정된다.

도면에 나타내지는 않았지만, 제2의 빔차단장치가 제1의 빔차단장치 앞에 얼마간의 거리를 두고 놓여질 수 있다. 이 제2의 빔차단장치는 채널벽을 직접적으로 통과하는 배경 방사선이 초점 지역 또는 그 주변 지역에 도달하지 못하도록 제한한다.

도 3a, 3b와 3c는 직경이 다른 방사선 투과 구멍 D을 갖는 일련의 상호 변환 가능한 빔차단장치(80)를 나타낸다. 방사선을 차단하기에 충분한 빔차단장치의 두께 d는 차단되는 방사선의 유형과 에너지에 따라 달라진다. 8keV X선에 대해 바람직한 빔차단 재료는 대략 1cm의 두께를 갖는 스테인레스 강철이다. 냉 중성자 입자 방사선의 경우에 대략 3mm 이상의 두께를 갖는⁶Li 유리로 만들어진 빔차단장치가 바람직하다. 이미 언급된 바와 같이, 정방형 또는 사각형과 같은 다른 형태의 구멍과 다른 구성 물질은 특별한 경우에 대해서 바람직할 수 있다.

도4는 방사선 불투과성 회전 가능한 휠(90)을 나타내며, 각각 다른 구멍의 너비를 갖는 복수의 개별적인 빔차단장치(92)를 포함한다. 휠은 축(94)주위를 회전한다. 특정한 빔차단장치는 휠을 회전시켜 제 위치에 자리잡게 함으로써 선택될 수 있다. 개개의 빔차단장치가 휠상에서 제거되거나 교체될 수 있으므로 사용자에게 빔차단 구멍의 크기를 여러 가지로 선택하게 할 수 있는 융통성을 부여한다.

때때로 다중채널 전반사 광학장치의 사용에 있어서, 광학장치의 채널들이 상호 교환 가능한 빔차단장치로 가능한 것 보다 최종으로 모아진 출력 빔에 기여할 수 있는 더 미세한 조절을 갖는 것이 바람직한 상황이 발생한다. 이러한 상황에서는, 빔차단장치의 투과 구멍의 폭 및/또는 형태를 연속적으로 변화시키는 능력이 바람직하다. 도 5는 X선에 사용하기 위해 연속적으로 변화하는(가변) 구멍의 폭을 형성하는 선회박판(102)들을 갖는 빔차단장치(100)을 나타낸다. 다시 말해 방사선 차단 부분은 사용하고자 하는 응용에 대해 특정한 에너지를 갖는 X선을 차단하는 충분한 두께의 스텐레스 강철로 구성되는 것이 바람직하다. 더 얇은 박판이 요구된다면 스텐레스 강철은 납 또는 다른 흡수물질로 코팅될 수 있다. 박판 그 자체는 또한 다른 더 좋은 흡수재료로 만들어질 수 있다. 구멍의 폭에 대한 조절은 수동 또는 모우터에 의해 행해질 수 있다.

도6은 본 발명에 사용될 수 있는 조절 가능한 빔차단장치(120)을 나타낸다. 중성자를 포함하는 입자 방사선 응용에 대해 이 빔차단장치의 방사선 차단판(122)은⁶Li 유리판으로 만들어질 수 있으며, 연속적인 조절이 가능하도록 십자이동편(124)과 미끄럼 가능하게 연결된다.⁶Li 유리는 바람직한 경우 광학장치 그 자체가 유리로 되어 있으므로 다중채널 전반사 광학장치와 결합하여 사용할 때 바람직한 중성자 차단 재료가 된다. 빔차단판과 광학장치가 대체로 같은 물질로 이루어지므로, 감마선과 같은 2차 방사선에 의한 오염은 최소로 유지된다. X선에 대해 빔 차단판은 스텐레스 강철, 납 또는 다른 방사선 불투과성 재료로 만들어질 수 있다. 판은 독립적으로, 미끄럼 방식으로 조절 가능하다. 이 구성에서 방사선 투과 구멍의 크기 뿐 아니라 모양도 변화시킬 수 있다.

빔차단장치의 효과적인 방사선-투과 구멍 폭의 본질적으로 연속적인 조절기능을 제공하는 본 발명의 다른 실시예가 도 7에 나타나 있다. 다중 채널 전반사 광학장치(140)과 단일 빔차단장치(142)가 도시되어 있다. 광학축(143)을 따라 슬라이드 방식으로 조절할 수 있는 동일한 2개의 빔차단장치가 분리되어 놓여진다. 이 예에서 광학장치의 구성은 방사선원(144)의 근접한 위치에서 방사선을 포획하여 작은 지점(146)에 방사선을 집중시키도록 설계되어 있다. 방사선원(144)는 광학장치의 입력 초점에 위치해 있으며, 광학장치의 입력단(150)에서 입력 초점거리인 f_i의 거리를 두고 있다. 광학장치의 출력단(152)에서 초점 지역인(146)까지의 거리 f_o는 출력초점거리이다. 광학장치(140)의 많은 채널중에서 단지 몇 개만을 나타내며, 한 쌍의 외곽 채널(154), 한 쌍의 중간채널(156), 중심채널(158)을 포함한다. 빔차단장치(142)가 A 위치에 있을 때 방사선원(144)의 입사방사선이 광학장치의 모든 채널에 조사되는 것을 나타낸다. 최대의 채널 조사는 집중된 빔의 최대 발산을 수반한다. 이러한 최대 발산은 도면에서 θ_A로 표시된다. 빔차단장치(142)가 B 위치로 이동할 때 방사선은 더 이상 광학장치의 외곽 채널(154)로 들어갈 수 없다. 이러한 채널들이 더 이상 모든 광학 출력에 기여하지 않으므로 초점에서 집중된 방사선의 발산각은 θ_B로 줄어든다. 축(143)을 따라 빔차단장치(142)의 최대 진행거리는 모든 광학 채널이 비춰지는 A 위치에서 빔차단장치가 광학입력에 거의 도달하는 B 위치까지의 거리로서 정의된다. 이러한 방법으로, 빔차단장치의 방사선 투과 두께가 D에서 일정하게 유지되어도, 유효폭은 계속적으로 변할 수 있다.

또한 상기 빔차단장치는 렌즈의 출력단 뒤에 위치할 수 있다. 도 8은 본 발명의 그와 같은 구체적인 실시예(200)를 나타낸 간략도이다. 방사선(202)은 다중채널 전반사 광학장치(206)의 입력단에 입사된다. 마찬가지로 많은 채널 중에서 대표적인 몇 개 채널만이 표시되어 있다. 한 쌍의 외곽채널(208), 한 쌍의 중간채널(210)과 중심채널(212)가 도시되어 있다. 이 예의 광학장치(206)은 대체적으로 평행한 방사선을 포획하여 광학장치의 출력단(216)에 초점거리 f의 거리에 있는 초점인 작은 지점(214)에 집중시키도록 고안되어 있다. 빔차단장치(218)은 광학장치 (206)의 출력단(216)에 아주 근접하게 위치하고 있다. 빔차단장치(218)은 소정의 유형과 에너지를 가진 방사선을 효과적으로 차단할 수 있도록 적절한 두께를 갖는 방사선 불투과성 물질로 이루어질 수 있다. 빔차단장치(218)은 또한 폭 D의 방사선-투과 구멍을 갖는다. 빔차단장치(218)의 효과는 외곽채널(208)에서 방출되는 방사선이 초점(214)를 통과하는 방사선에 기여하지 못하도록 하는 것이다. 이것은 다시 집중된 방사선의 발산을 변화시키는 효과를 갖는다. 이러한 예에서 빔차단장치를 광학장치의 출력단 216에 닿지 않게 하면서 최대한 가깝게 근접시키는 것이 바람직하다.

도9는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내며, 빔차단장치(240)과 다중채널 다중반사 광학장치(242)로 이루어져 있다. 다시, 많은 광학 채널 중에서 단지 몇 개만을 나타낸다; 즉 한 쌍의 외곽채널(244), 한 쌍의 중간채널(246)과 중심채널(248). 광학장치(242)는 발산원(252)에서 나오는 방사선(250)을 효과적으로 포획하여 조절 가능한 발산량을 갖는 출력빔(254)을 형성하도록 고안되어 있다. 광학입력단(256)의 모든 채널은 본질적으로 방사선원(252)을 향하고 있다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 광학장치(242)의 출력단(258)에서 출력빔(254)의 발산은 광학축 (260)에서 방사선 투과채널의 거리에 따라 달라진다; 거리가 멀어질수록 출력방사선은 더욱 발산하게 된다. 빔차단장치(240)는 광학 입력단(256)에 상당히 근접하게 배치되어 방사선이 외곽채널(244)에 진입하지 못하게 한다. 점선으로 표시한 방사선 라인(262)는 빔차단장치가 존재하지 않는 경우에 방사선이 진행하는 경로를 나타낸다. 최종 출력방사선에 기여하는 광학채널을 선택하여 출력빔의 발산을 조절할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 기술분야에 숙련된 사람들에게는 본 발명의 범위와 정신 안에서 상기 실시예들의 변형과 발명의 다른 실시예들을 고려할 수 있을 것이다.

Claims (23)

1. 발산을 조절할 수 있는, 집중 방사선을 제공하는 장치에 있어서,

   이 방사선을 받아들이는 입력단, 상기 집중 방사선을 제공하기 위한 출력단,

   그리고 광학축을 갖는 다중채널 전 외부반사 광학장치(광학장치)와;

   그리고

   이 방사선이 상기 광학채널의 최소한 한 채널에도 도달하지 못하도록 상기

   광학장치의 입력단에 배치되어 상기 광학장치의 출력단에서 상기 집중된

   방사선의 발산을 조절하는 방사선 차단장치

   로 이루어지는 장치.
2. 상기 방사선 차단장치는 방사선 투과 부분을 포함하며, 이 방사선 투과 부분은 상기 광학장치의 광학축 주위에 배치되는 것을 특징으로 하는 제1항의 장치.
3. 상기 방사선 차단장치가 다중 방사선 투과 부분으로 이루어지고, 상기 방사선 투과 부분이 상기 다중 방사선 투과 부분중 어느 하나의 방사선 투과 부분을 포함하여 상기 광학축 주위에 배치되며, 각 방사선 투과 부분은 독특한 크기와 모양을 가지고, 상기 다중방사선 차단장치가 광학축 주위로 어느 한 방사선 투과 부분이 배치되도록 이동할 수 있고, 상기 다중 방사선 투과 부분의 방사선 투과부분 이외의 부분이 사기 광학장치의 출력단에서 집중된 방사선과 다른 발산을 유발하는 것을 특징으로 하는 제2항의 장치.
4. 상기 방사선 차단장치가 상기 광학장치의 입력단과 관련하여 상기 광학축을 따라 움직여서 상기 방사선 차단장치가 방사선이 상기 광학장치의 입력단에 관련된 상기 광학축을 따라 상기 공간적 배치에 따라 상기 광학장치의 다른 채널에 도달하지 못하도록 차단하고, 그로 인해 광학장치의 출력단에서 집중된 방사선의 발산에 영향을 미치는 것을 특징으로 하는 제2항의 장치.
5. 상기 방사선 차단장치가 광학축 주위에 배치된 방사선 투과 부분을 포함하고, 상기 방사선 투과부분이 최소한 하나의 조절 가능한 크기와 형태를 가져서 상기 광학축 주위에 배치된 상기 방사선 투과부분이 미리 예정된 범위 내에서 변화하는 것을 특징으로 하는 제1항의 장치.
6. 상기 방사선 차단장치가 복수의 조절가능한 불투명 지역을 포함하고, 각 조절가능한 불투명 지역이 방사선을 차단할 수 있고, 상기 복수의 조절가능한 불투명 부분이 상기 방사선 투과부분을 한정하도록 상호작용하며, 상기 복수의 조절가능한 불투명 지역의 조절이 상기 광학축 주위에 배치된 상기 방사선 투과부분의 크기와 모양중 최소한 하나를 변경하는 것을 특징으로 하는 제5항의 장치.
7. 상기 방사선 차단장치가 상기 복수의 방사선 차단장치 중에서 하나의 방사선차단장치를 포함하는 복수의 방사선 차단장치를 더 포함하고, 유일한 크기 또는 형태의 방사선 투과 부분을 갖는 각 방사선 차단장치는 배치되어 상기 광학장치의 입력단에 위치할 때 상기 방사선 투과부분이 상기 광학축 주위에 배치되고, 상기 방사선 차단장치는 방사선이 상기 광학장치의 최소한 한 채널에도 도달하지 못하도록 차단하고, 그로 인해 상기 광학장치의 출력단에서 상기 집중된 방사선의 발산을 조절하는 것을 특징으로 하는 제1항의 장치.
8. 상기 광학장치에서 나오는 상기 집중된 방사선 출력이 초점으로 집중되고, 상기 초점이 상기 광학장치의 출력단에서 상기 광학축을 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 제1항의 장치.
9. 상기 집중된 방사선이 상기 광학장치의 출력단에서 발산하는 것을 특징으로 하는 제1항의 장치.
10. 발산을 조절할 수 있는, 집중 방사선을 제공하는 장치에 있어서,

    방사선을 받아들이는 입력단, 상기 집중된 방사선을 제공하는 출력단과,

    그리고 광학축을 갖는 다중채널 전 외부반사 광학장치(광학장치)와;

    그리고

    상기 광학장치의 최소 한 채널에서 나오는 방사선을 흡수하기 위하여 상기

    광학장치의 상기 출력단에 배치되어서 조절된 발산을 갖는 집중된 방사선이

    제공되는 방사선 흡수장치,

    를 포함하는 장치.
11. 상기 방사선 흡수장치가 방사선 투과부분, 상기 광학장치의 광학축 주위에 배치되는 상기 방사선 투과부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 제10항의 장치.
12. 상기 집중된 방사선이 초점에 집중되고, 상기 초점이 상기 광학장치의 출력단에서 광학축을 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 제11항의 장치.
13. 상기 집중된 방사선이 상기 광학장치의 출력단에서 발산하고, 상기 방사선 흡수장치가 상기 집중된 방사선의 발산을 조절하는 것을 특징으로 하는 제11항의 장치.
14. 발산을 조절할 수 있는, 집중 방사선을 제공하는 장치에 있어서,

    입력, 출력과 광학축을 갖는 방사선 초점장치를 구비하고, 상기 입력이 방

    사선을 받도록 배향되고, 상기 출력이 상기 조절 가능한 발산을 갖는, 상기

    집중된 방사선을 제공하고, 상기 방사선 초점장치는;

    입력단과 출력단을 갖고, 상기 입력단이 상기 방사선 초점장치의

    입력으로서 배향되고, 상기 출력단이 상기 방사선 초점장치의 출력

    으로서 배향되며, 상기 광학장치의 중심축이 광학축으로 정의되는

    다중채널 외부전반사 광학장치(광학장치)와, 그리고

    상기 광학장치의 입력단과 출력단중 어느 하나에 근접하게 배치되어

    상기 방사선 초점장치에서 나오는, 집중된 방사선 출력에 기여하지

    못하도록 상기 다중채널 전 외부반사 광학장치의 최소한 한 채널을

    차단하고, 상기 광학장치의 최소한 한 채널에서의 차단은 상기 방

    사선 초점장치에서 나오는 상기 집중된 방사선출력의 발산을 조절

    하는 방사선 차단장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치,
15. 상기 방사선 차단장치가 방사선 투과 부분, 상기 광학축 주위에 배치된 방사선 투과부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 제14항의 장치.
16. 상기 방사선 차단장치가 다중 방사선 투과부분을 포함하고, 상기 방사선 투과부분이 상기 다중 방사선 투과 부분의 한 방사선 투과부분을 포함하는 상기 광학축 주위에 배치되고, 각 방사선 투과부분이 유일한 크기와 유일한 형태를 가지고, 상기 방사선 차단장치가 광학축을 갖는 상기 다중 방사선 투과 부분의 어느 한 방사선 투과부분의 위치로 이동할 수 있으며, 상기 다중 방사선 투과부분의 다른 방사선 투과 부분은 상기 방사선 초점장치의 출력에서 집중된 방사선의 다른 발산에 영향을 미치는 것을 특징으로 하는 제15항의 장치.
17. 상기 방사선 차단장치가 상기 광학장치의 입력단과 출력단 중 어느 하나와 관련하여 상기 광학축을 따라 이동할 수 있어서 상기 광학장치의 입력단과 출력단의 하나와 관련된 상기 광학축을 따라 그 공간적 배치에 따르는 상기 광학장치의 다른 채널로부터 방사선을 차단하고, 그로 인해 방사선 초점장치의 출력에서 집중된 방사선의 발산에 영향을 미치는 것을 특징으로 하는 제15항의 장치.
18. 상기 방사선 투과 부분이 최소한 하나의 조절 가능한 크기와 형태를 가져서 상기 광학축을 가로지르는 상기 방사선 투과부분이 미리 예정된 범위 내에서 변화하는 것을 특징으로 하는 제15항의 장치.
19. 상기 방사선 차단장치가 복수의 조절가능한 불투명 지역을 포함하고, 각 조절가능한 불투명 지역은 방사선을 차단할 수 있고, 상기 복수의 조절가능한 불투명 지역은 상기 방사선 투과부분을 한정하기 위하여 상호 작용하고, 상기 복수의 조절가능한 불투명 지역의 조절은 상기 광학축 주위에 배치된 방사선 투과부분의 최소한 하나의 크기와 형태를 변화시키는 것을 특징으로 하는 제18항의 장치.
20. 복수의 방사선 차단장치를 더 포함하고, 상기 방사선 차단장치가 상기 복수의 방사선 차단장치의 한 방사선 차단장치를 포함하며, 유일한 크기 또는 형태의 방사선 투과부분을 갖는 각 방사선 차단장치가 배치되어서, 상기 광학장치의 입력단과 출력단의 하나에 위치할 때 상기 방사선 투과부분이 상기 광학축 주위에 배치되고 상기 방사선 차단장치가 방사선 초점장치에서 나오는, 집중된 방사선에 방사선이 기여하지 못하도록 상기 광학장치의 최소한 한 채널에서 차단하는 것을 특징으로 하는 제14항의 장치.
21. 상기 집중된 방사선이 초점에 집중되고, 상기 초점이 상기 광학축을 따라서 상기 방사선 초점장치의 출력과 일정한 간격을 유지하는 것을 특징으로 하는 제14항의 장치.
22. 방사선빔의 발산을 조절하는 방법에 있어서,

    (a) 상기 방사선빔을 한정하기 위하여 다중채널 전 외부반사 광학장치(광

    학장치)를 사용하고, 상기 광학장치는 방사선을 받아들이는 입력단과 상기

    방사선을 방출하는 출력단을 가지며; 그리고

    (b) 상기 광학장치의 입력단에서 방사선이 상기 광학장치의 최소한 한 채

    널에 도달하지 못하도록 차단해서 광학장치의 출력단에서 방사선의 발산을

    조절하는,

    단계를 포함하는 방법.
23. 방사선빔의 발산을 조절하는 방법에 있어서,

    (a) 방사선을 한정하기 위하여 다중채널 전 외부반사 광학장치(광학장치)

    를 사용하고, 상기 광학장치가 방사선을 받아들이는 입력단과 상기 방사선을

    방출하는 출력단을 가지고; 그리고

    (b) 상기 광학장치의 상기 광학장치의 출력단에서 상기 광학장치의 최소한

    한 채널로부터 방사선을 흡수해서 상기 광학장치의 출력단에서 방사선의 발

    산이 조절되는,

    단계를 포함하는 방법.