KR20110009887A - 서브-테라헤르츠 액티브 실시간 이미징 시스템 및 그 방법 - Google Patents

서브-테라헤르츠 액티브 실시간 이미징 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 서브-테라헤르츠 액티브 실시간 이미징 시스템 및 그 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 시스템은 고출력의 서브-테라헤르츠 방사선을 발생하는 고출력 진공관 기반의 소스; 상기 서브-테라헤르츠 방사선을 확대하여 피사체에 조사하는 제1 광학계; 상기 피사체를 투과한 서브-테라헤르츠 방사선을 집속하여 제1 초점면에 조사하는 제2 광학계; 상기 피사체에 반사된 서브-테라헤르츠 방사선을 집속하여 제2 초점면에 조사하는 제3 광학계; 상기 제2 광학계로부터 조사된 상기 서브-테라헤르츠 방사선에 의해 상기 제1 초점면에 형성된 이미지를 검출하는 제1 초점면 어레이 검출기; 및 상기 제3 광학계로부터 조사된 상기 서브-테라헤르츠 방사선에 의해 상기 제2 초점면에 형성된 이미지를 검출하는 제2 초점면 어레이 검출기를 포함한다. 이처럼, 본 발명은 고출력 진공관을 소스로 이용하여 고출력의 서브-테라헤르츠 방사선을 제공함으로써, 초전어레이 카메라와 같은 초점면 어레이 검출기의 낮은 SNR을 극복하고, 실시간 검사를 수행할 수 있다.
고출력 진공관, 서브-테라헤르츠, 테라헤르츠, 초점면 어레이 검출기, 어레이 검출기

Description

서브-테라헤르츠 액티브 실시간 이미징 시스템 및 그 방법{sub-terahertz active real-time imaging system and method thereof}
본 발명은 서브-테라헤르츠 액티브 실시간 이미징 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 테라헤르츠 방사선(terahertz radiation)은 투과성을 가진 전자파로 10의 12제곱을 뜻하는 테라(Tera)와 진동수 단위인 헤르츠(Hz)를 합성한 용어로서, 가시광선이나 적외선보다 파장이 길어 X-선처럼 강력한 투과력을 갖지만 에너지가 낮아 인체에 해를 입히지 않다는 특성을 가지고 있다.
이러한 범위의 파장은 공항 안전조치에 사용되는 엑스레이(X-ray)와 거의 같은 방법으로 사람의 몸에 숨겨진 금속 및 비금속 무기의 위치를 찾는데 사용될 수 있다. 그래서 오늘날 증가하고 있는 테러리스트 활동의 위협에 대항하는데 있어서 유용한 수단으로 사용되고 있다.
또한, 테라헤르츠 방사선은 방사선 위험(radiation hazard)으로부터 안전하기 때문에 생산라인에서 건조나 냉동식품의 품질을 관리하기 위하여 사용될 수도 있다.
이처럼 테라헤르츠 방사선을 이용하여 사람의 몸에 숨겨진 금속 및 비금속 무기 등을 찾거나 건조나 냉동식품의 품질을 관리하기 위한 이미징 시스템을 제공하되, 향상된 해상도의 이미지를 제공하려는 노력이 계속되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고출력 진공관을 소스로 이용하여 고출력의 서브-테라헤르츠 방사선을 제공함으로써, 초점면 어레이 검출기의 낮은 SNR(Signal-to-Noise Ratio)을 극복할 수 있도록 하는 서브-테라헤르츠 액티브 실시간 이미징 시스템 및 그 방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 고출력 진공관을 소스로 이용하여 고출력의 서브-테라헤르츠 방사선을 제공함으로써, 실시간 검사를 수행할 수 있도록 하는 서브-테라헤르츠 액티브 실시간 이미징 시스템 및 그 방법을 제공하는데 있다.
이를 위하여, 본 발명의 한 관점에 따른 서브-테라헤르츠 액티브 실시간 이미징 시스템은 고출력의 서브-테라헤르츠 방사선을 발생하는 고출력 진공관 기반의 소스; 상기 서브-테라헤르츠 방사선을 확대하여 피사체에 조사하는 제1 광학계; 상기 피사체를 투과한 서브-테라헤르츠 방사선을 집속하여 제1 초점면에 조사하는 제2 광학계; 상기 피사체에 반사된 서브-테라헤르츠 방사선을 집속하여 제2 초점면에 조사하는 제3 광학계; 상기 제2 광학계로부터 조사된 상기 서브-테라헤르츠 방사선에 의해 상기 제1 초점면에 형성된 이미지를 검출하는 제1 초점면 어레이 검출기; 및 상기 제3 광학계로부터 조사된 상기 서브-테라헤르츠 방사선에 의해 상기 제2 초점면에 형성된 이미지를 검출하는 제2 초점면 어레이 검출기를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 서브-테라헤르츠 방사선의 주파수는 0.1 THz ~ 1 THz 범위 로, 해상도와 대기 또는 대상물의 흡수도를 고려하되, 원거리 탐색의 경우에는 대기 윈도우에 해당하는 0.1~0.55 THz, 0.5~0.75 THz, 0.76~0.98 THz, 0.99~1.09 THz 중 어느 하나를 의미할 수 있다.
상기 고출력 진공관은 10mW 이상의 서브-테라헤르츠 방사선을 발생할 수 있는 고출력의 진공관으로서, BWO(Backward Wave Oscillator), clinotron, gyrotron, FEL(Free Electron Laser), orotron, EIO(Extended Interaction Oscillator) 중 어느 하나를 의미할 수 있다.
상기 제1 및 제2 초점면 어레이 검출기는 특정 주파수에 민감하게 좌우되지 않는 초전 어레이 카메라(pyroelectric array camera)를 의미할 수 있다.
상기 제1 및 제2 초점면 어레이 검출기는 각 픽셀을 구성하는 초전 물질(pyroelectric material)의 크기가 사용하고자 하는 신호원의 파장에 해당하는 macroscopic cell로 구성된 어레이 카메라를 의미할 수 있다.
상기 제1 및 제2 초점면 어레이 검출기는 2차원 검출기로서, heterodyne detector array, EO crystal과 CCD 카메라를 포함한 electro-optic sampling, styrofoam의 필터로 적외선을 차단하고 흡수체의 구조를 서브-테라헤르츠 대역에 최적화한 micro-bolometer array 중 어느 하나를 의미할 수 있다.
상기 제1 및 제2 초점면 어레이 검출기는 상기 제2 광학계 및 상기 제3 광학계로부터 조사된 서브-테라헤르츠 방사선에 의해 형성되는 이미지 상의 배율을 조정하기 위한 렌즈 또는 곡면 거울을 포함할 수 있다.
필요에 따라, 상기 고출력 진공관은 발생되는 상기 서브-테라헤르츠 방사선 간의 코헤런스(coherence)를 없애기 위하여, 지연 피드백 기술을 적용하여 동작 주파수 대역폭 범위 내에서 화이트 노이즈(white noise)에 가까운 무질서한 서브-테라헤르츠 방사선을 발생하는 진공관을 의미할 수 있다.
필요에 따라 상기 고출력 진공관은 소정 피사체의 주파수에 따른 검출도 변화를 감지하기 위하여 주파수 가변이 가능한 진공관을 의미할 수도 있다.
본 발명의 다른 한 관점에 따른 서브-테라헤르츠 액티브 실시간 이미징 방법은 (a) 고출력 진공관을 이용하여 고출력의 서브-테라헤르츠 방사선을 발생하는 단계; (b) 발생된 상기 서브-테라헤르츠 방사선을 확대하여 피사체에 조사하는 단계; (c) 상기 피사체를 투과한 서브-테라헤르츠 방사선을 집속하여 제1 초점면에 조사하는 단계; (d) 상기 피사체에 반사된 서브-테라헤르츠 방사선을 집속하여 제2 초점면에 조사하는 단계; (e) 상기 (c) 단계에서 조사된 상기 서브-테라헤르츠 방사선에 의해 상기 제1 초점면에 형성된 이미지를 검출하는 단계; 및 (f) 상기 (d) 단계에서 조사된 상기 서브-테라헤르츠 방사선에 의해 상기 제2 초점면에 형성된 이미지를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 서브-테라헤르츠 방사선의 주파수는 0.1 THz ~ 1 THz 범위로, 해상도와 대기 또는 대상물의 흡수도를 고려하되, 원거리 탐색의 경우에는 대기 윈도우에 해당하는 0.1~0.55 THz, 0.5~0.75 THz, 0.76~0.98 THz, 0.99~1.09 THz 중 어느 하나를 의미할 수 있다.
상기 고출력 진공관은 10mW 이상의 서브-테라헤르츠 방사선을 발생할 수 있 는 고출력의 진공관으로서, BWO(Backward Wave Oscillator), clinotron, gyrotron, FEL(Free Electron Laser), orotron, EIO(Extended Interaction Oscillator) 중 어느 하나를 의미할 수 있다.
필요에 따라, 상기 고출력 진공관은 발생되는 상기 서브-테라헤르츠 방사선 간의 코헤런스(coherence)를 없애기 위하여, 지연 피드백 기술을 적용하여 동작 주파수 대역폭 범위 내에서 화이트 노이즈(white noise)에 가까운 무질서한 서브-테라헤르츠 방사선을 발생하는 진공관을 의미할 수 있다.
필요에 따라 상기 고출력 진공관은 소정 피사체의 주파수에 따른 검출도 변화를 감지하기 위하여 주파수 가변이 가능한 진공관을 의미할 수도 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 서브-테라헤르츠 액티브 실시간 이미징 시스템 및 그 방법을 첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명은 고출력 진공관을 소스로 이용하여 고출력의 서브-테라헤르츠 방사선을 제공하여 이 대역에서 SNR이 낮은 초전 어레이 카메라(pyroelectric array camera)를 초점면 어레이 검출기로 사용할 수 있는 방안을 제공하고자 하는 것이다.
특히, 본 발명에 따른 이미징 시스템에 적용하고자 하는 서브-테라헤르츠 방사선은 비전리 방사선(non-ionizing radiation)으로서, 광과 전파의 중간적 특성을 지니고 있기 때문에 광학적으로 불투명한 건조 유전체 예컨대, 의류, 플라스틱, 종이, 세라믹 등에 대한 투시가 가능하고 아래 예시한 응용기술에 충분한 해상도 구현이 가능할 수 있다. 또한, 서브-테라헤르츠는 X-선과 달리 에너지가 낮으므로 분 자 수준에서 화학적인 손상이나 이온화를 유발하지 않기 때문에, 피검체 및 검사자의 건강이나 안전에 관한 잠재적인 위해 가능성을 걱정하지 않고 보안 영상 예컨대, 신체 내 은닉 무기 원거리 검색 등이나 건조 또는 냉동식품의 품질 관리 예컨대, 결함, 외부 이물질, 내부 변형 등에 대한 비침습적 진단 등에 적용할 수 있는 주파수를 의미할 수 있다.
이때, 1 THz를 중심으로 대부분의 건조유전체에서 흡수도가 주파수에 따라 증가하기 때문에, 1 THz이상 보다는 그 이하의 sub-THz 대역이 충분한 해상도를 확보할 수 있으면서 진공소자 기반의 고출력 신호 개발이 가능하므로, 원보안영상을 위한 최적의 주파수 자원이 될 수 있다.
그래서 본 발명은 일반적인 의류나 유전체에 대한 투과도가 1 THz 대역 근방에서 주파수에 따라 감소하기 때문에 충분한 투과도를 보이면서 충분한 해상도를 보유한 0.1 THz ~ 1 THz 범위의 서브-테라헤르츠 방사선을 사용하고자 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 개략적인 동작 원리를 설명하기 위한 예시도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 소스(110)에서 서브-테라헤르츠 방사선이 피사체(120)에 조사되면, 조사된 서브-테라헤르츠 방사선은 2개의 경로를 통해 2개의 초점면 어레이 검출기(130, 132) 각각으로 입사될 수 있다.
예컨대, 소스(110)에서 조사된 서브-테라헤르츠 방사선의 일부는 피사체(120)에 투과하여 제1 초점면 어레이 검출기(130)에 입사되고, 서브-테라헤르츠 방사선의 나머지는 피사체(120)를 반사되어 제2 초점면 어레이 검출기(132)에 입사될 수 있다.
소스(110)는 고출력 예컨대, 10 mW 이상의 서브-테라헤르츠 방사선을 발생할 수 있는 고출력 진공관을 의미하는데, 고출력 진공관을 통해 얻어지는 서브-테라헤르츠 방사선의 공간 분포가 우수하고 고출력 진공관을 원하는 응용에 최적화된 주파수에서 동작하도록 설계하는 것이 가능하다는 장점이 있다. 이러한 고출력 진공관은 예컨대, BWO(Backward Wave Oscillator), clinotron, gyrotron, FEL(Free Electron Laser), orotron, EIO(Extended Interaction Oscillator) 등을 의미할 수 있다.
또한, 고출력 진공관은 투시 또는 검사하고자 하는 대면적 피사체 전영역에 서브-테라헤르츠 방사선을 확대하면, 초점면 어레이 검출기의 각 픽셀(pixel)에서 감지 가능한 최소 출력밀도를 얻기에 충분한 피크 출력(peak power)을 갖는 것이 바람직하다.
이러한 고출력 진공관 기반의 소스(110)로부터 발생되는 서브-테라헤르츠 방사선의 주파수는 해상도와 대기/대상물의 흡수도를 고려하여 선택될 수 있는데, 예컨대, 원거리 탐색의 경우에는 대기 윈도우(window)에 해당하는 0.1~0.55 THz, 0.5~0.75 THz, 0.76~0.98 THz, 0.99~1.09 THz 중 어느 하나일 수 있다.
또한, 상황에 따라서는, 고출력 진공관에 지연 피드백 등의 기술을 적용하여 고출력 진공관의 동작 주파수 대역폭 범위 내에서 화이트 노이즈(white noise)에 가까운 무질서한 광대역 신호 즉, 서브-테라헤르츠 방사선을 발생시킴으로써, 발생 되는 서브-테라헤르츠 방사선 간의 코헤런스(coherence)를 없애고, 이로 인해 코헤런스를 갖는 신호들 간의 간섭으로 생기는 에탈론 효과(etalon effect)를 제거함으로써, 이미지의 SNR 향상이 가능할 수 있다.
그리고 고출력 진공관의 동작 조건 예컨대, 전압, 전류, 입출력단 반사도 등을 초전 어레이 카메라의 초핑 레이트(chopping rate)보다 빠르게 변조하여 조사되는 서브-테라헤르츠 방사선의 주파수의 코헤런스를 없앨 수도 있다.
초점면 어레이 검출기(130, 132)는 특정 주파수에 민감하게 좌우되지 않는 초전 어레이 카메라(pyroelectric array camera)를 의미할 수 있다. 특히, 이러한 초전 어레이 카메라를 사용하면, 시간 소모가 큰 스캔(scan) 과정을 제거하여 현장에서 실시간 적용 가능하고 검사를 위해 줄을 서서 대기하거나 정지할 필요도 없게 된다.
경우에 따라서 초점면 어레이 검출기(130, 132)는 각 픽셀을 구성하는 초전 물질(pyroelectric material)의 크기가 사용하고자 하는 신호원의 파장에 해당하는 macroscopic cell로 구성된 어레이 카메라를 의미할 수 있다.
또한, 초점면 어레이 검출기(130, 132)는 2차원 검출기로서, 예컨대, heterodyne detector array, EO crystal과 CCD 카메라를 포함한 electro-optic sampling, styrofoam 등의 필터로 적외선을 차단하고 흡수체의 구조를 서브-테라헤르츠 대역에 최적화한 micro-bolometer array 등을 의미할 수 있다.
이때, 고출력의 진공관을 사용하기 때문에, 상온에서 동작하는 초점면 어레이 검출기의 SNR이 향상될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이미징 시스템의 구성을 나타내는 제1 예시도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 이미징 시스템은 앞의 도 1에 도시된 소스로부터 제1 초점면 어레이 검출기까지의 구성을 보다 상세하게 나타내는 것으로 소스(210), 제1 광학계(220), 피사체(230), 제2 광학계(240), 및 제1 초점면 어레이 검출기(250) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
소스(210)로부터 소정 주파수의 서브-테라헤르츠 방사선이 조사되면, 제1 광학계(220)는 조사된 서브-테라헤르츠 방사선을 확대하여 피사체(230)에 조사할 수 있다.
제2 광학계(240)는 피사체(230)로부터 투과된 서브-테라헤르츠 방사선을 집속하여, 집속된 서브-테라헤르츠 방사선을 초점면 어레이 검출기(250)에 조사하고, 초점면 어레이 검출기(250)는 초점면에 형성된 이미지 또는 상을 감지할 수 있다.
이때, 초점면 어레이 검출기(250)는 조사된 서브-테라헤르츠 방사선에 의해 형성되는 이미지 상의 배율을 조정하기 위한 렌즈 또는 곡면 거울을 포함할 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 이미징 시스템에 의해 형성된 이미지를 나타내는 예시도이다.
이때, 초점면 어레이 검출기는 초전 어레이 카메라가 사용되는데, 초전도 어 레이 카메라의 사양은 다음과 같다, 예컨대, 픽셀 크기가 85㎛X85㎛이고, 스페이싱은 100㎛X100㎛ 또는 124X124 pixels이며, 민감도(sensitivity)는 320㎻/pixel이며, 그리고 NEP는 45㎻/Hz1/2/pixel일 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 사람의 몸에 숨겨진 금속 및 비금속 무기나 생산 라인에서 건조나 냉동식품에 들어간 외부 물질을 검출 가능성을 증명하고자 봉투에 담긴 무기나 외부 물질을 모방한 금속 문자로부터 얻은 이미지를 나타내고 있다.
피사체 즉, 금속 문자를 투과한 서브-테라헤르츠 방사선을 이용하여 얻은 실시간 이미지를 통해 예컨대, 'KERI'라는 문자가 검게 보여짐을 알 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이미징 시스템의 구성을 나타내는 제2 예시도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 이미징 시스템은 앞의 도 1에 도시된 소스로부터 제2 초점면 어레이 검출기까지의 구성을 보다 상세하게 나타내는 것으로 소스(410), 제1 광학계(420), 피사체(430), 제3 광학계(440), 및 초점면 어레이 검출기(450) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
소스(410)로부터 소정 주파수의 서브-테라헤르츠 방사선이 조사되면, 제1 광학계(420)는 조사된 서브-테라헤르츠 방사선을 확대하여 피사체(430)에 조사할 수 있다.
제3 광학계(440)는 피사체(430)로부터 반사된 서브-테라헤르츠 방사선을 집 속하여, 집속된 서브-테라헤르츠 방사선을 초점면 어레이 검출기(450)에 조사하고, 초점면 어레이 검출기(450)는 초점면에 형성된 이미지 또는 상을 감지할 수 있다.
이때, 초점면 어레이 검출기(450)는 조사된 서브-테라헤르츠 방사선에 의해 형성되는 이미지 상의 배율을 조정하기 위한 렌즈 또는 곡면 거울을 포함할 수 있다.
도 5는 도 4에 도시된 이미징 시스템에 의해 형성된 이미지를 나타내는 예시도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 사람의 몸에 숨겨진 금속 및 비금속 무기나 생산 라인에서 건조나 냉동식품에 들어간 외부 물질을 검출 가능성을 증명하고자 봉투에 담긴 무기나 외부 물질을 모방한 금속 문자로부터 얻은 이미지를 나타내고 있다.
피사체 즉, 금속 문자로부터 반사된 서브-테라헤르츠 방사선을 이용하여 얻은 실시간 이미지를 통해 예컨대, 'KERI'라는 문자가 하얗게 보여짐을 알 수 있다.
이처럼 본 발명에 따른 이미징 시스템은 항만, 주요 행상장 등의 실시간 보안 검색, 건물 내의 은닉한 범죄자의 행동 감시, 홍삼 등과 같은 건조한 한약재에 대한 품질 관리 예컨대, 균열, 내부 결함, 수분함량 등, 그리고 건조 또는 냉동식품 생산라인에서의 품질 관리 예컨대, 이물질 검출 등에 사용될 수 있다.
이때, 수분함량 검사의 경우, 이미징 시스템은 피사체로부터 투과된 신호의 세기를 데이터베이스(database)의 데이터와 비교하여 검사할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 고출력의 진공관을 소스로 이용하여 고출력의 서브-테라헤르츠 방사선을 제공함으로써, 초전 어레이 카메라와 같은 초점면 어레이 검출기의 낮은 SNR(Signal-to-Noise Ratio)을 극복하고, 실시간 검사를 수행할 수 있다.
또한, FEL이나 BWO와 같은 광대역에서 주파수 가변이 가능한 고출력 진공관을 이용하여, 의심스러운 대상에 대한 정밀한 분광영상(주파수를 바꿔가며 해당 물질의 주파수에 따른 검출도 변화를 감지한 뒤, 규제대상 표준물질의 주파수 특성과 비교)을 구현할 수 있다.
본 발명에 의한, 서브-테라헤르츠 액티브 실시간 이미징 시스템 및 그 방법은 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 형태로 변형, 응용 가능하며 상기 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 상기 실시 예와 도면은 발명의 내용을 상세히 설명하기 위한 목적일 뿐, 발명의 기술적 사상의 범위를 한정하고자 하는 목적은 아니며, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형, 및 변경이 가능하므로 상기 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아님은 물론이며, 후술하는 청구범위뿐만이 아니라 청구범위와 균등 범위를 포함하여 판단되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 개략적인 동작 원리를 설명하기 위한 예시도이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이미징 시스템의 구성을 나타내는 제1 예시도이고,
도 3은 도 2에 도시된 이미징 시스템에 의해 형성된 이미지를 나타내는 예시도이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이미징 시스템의 구성을 나타내는 제2 예시도이고,
도 5는 도 4에 도시된 이미징 시스템에 의해 형성된 이미지를 나타내는 예시도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
110, 210, 410: 소스
220, 420: 제1 광학계
130, 230, 430: 피사체
240: 제2 광학계
440: 제3 광학계
150, 250: 제1 초점면 어레이 검출기
152, 450: 제2 초점면 어레이 검출기

Claims (14)

  1. 고출력의 서브-테라헤르츠 방사선을 발생하는 고출력 진공관 기반의 소스;
    상기 서브-테라헤르츠 방사선을 확대하여 피사체에 조사하는 제1 광학계;
    상기 피사체를 투과한 서브-테라헤르츠 방사선을 집속하여 제1 초점면에 조사하는 제2 광학계;
    상기 피사체에 반사된 서브-테라헤르츠 방사선을 집속하여 제2 초점면에 조사하는 제3 광학계;
    상기 제2 광학계로부터 조사된 상기 서브-테라헤르츠 방사선에 의해 상기 제1 초점면에 형성된 이미지를 검출하는 제1 초점면 어레이 검출기; 및
    상기 제3 광학계로부터 조사된 상기 서브-테라헤르츠 방사선에 의해 상기 제2 초점면에 형성된 이미지를 검출하는 제2 초점면 어레이 검출기
    를 포함하는 서브-테라헤르츠 액티브 실시간 이미징 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 서브-테라헤르츠 방사선의 주파수는,
    0.1 THz ~ 1 THz 범위로, 해상도와 대기 또는 대상물의 흡수도를 고려하되,
    원거리 탐색의 경우에는 대기 윈도우에 해당하는 0.1~0.55 THz, 0.5~0.75 THz, 0.76~0.98 THz, 0.99~1.09 THz 중 어느 하나를 의미하는 것을 특징으로 하는 서브-테라헤르츠 액티브 실시간 이미징 시스템.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 고출력 진공관은,
    10mW 이상의 서브-테라헤르츠 방사선을 발생할 수 있는 고출력의 진공관으로서, BWO(Backward Wave Oscillator), clinotron, gyrotron, FEL(Free Electron Laser), orotron, EIO(Extended Interaction Oscillator) 중 어느 하나를 의미하는 것을 특징으로 하는 서브-테라헤르츠 액티브 실시간 이미징 시스템.
  4. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 초점면 어레이 검출기는,
    특정 주파수에 민감하게 좌우되지 않는 초전 어레이 카메라(pyroelectric array camera)를 의미하는 것을 특징으로 하는 서브-테라헤르츠 액티브 실시간 이미징 시스템.
  5. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 초점면 어레이 검출기는,
    각 픽셀을 구성하는 초전 물질(pyroelectric material)의 크기가 사용하고자 하는 신호원의 파장에 해당하는 macroscopic cell로 구성된 어레이 카메라를 의미하는 것을 특징으로 하는 서브-테라헤르츠 액티브 실시간 이미징 시스템.
  6. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 초점면 어레이 검출기는,
    2차원 검출기로서, heterodyne detector array, EO crystal과 CCD 카메라를 포함한 electro-optic sampling, styrofoam의 필터로 적외선을 차단하고 흡수체의 구조를 서브-테라헤르츠 대역에 최적화한 micro-bolometer array 중 어느 하나를 의미하는 것을 특징으로 하는 서브-테라헤르츠 액티브 실시간 이미징 시스템.
  7. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 초점면 어레이 검출기는,
    상기 제2 광학계 및 상기 제3 광학계로부터 조사된 서브-테라헤르츠 방사선에 의해 형성되는 이미지 상의 배율을 조정하기 위한 렌즈 또는 곡면 거울을 포함하는 것을 특징으로 하는 서브-테라헤르츠 액티브 실시간 이미징 시스템.
  8. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 고출력 진공관은,
    발생되는 상기 서브-테라헤르츠 방사선 간의 코헤런스(coherence)를 없애기 위하여, 지연 피드백 기술을 적용하여 동작 주파수 대역폭 범위 내에서 화이트 노이즈(white noise)에 가까운 무질서한 서브-테라헤르츠 방사선을 발생하는 진공관인 것을 특징으로 하는 서브-테라헤르츠 액티브 실시간 이미징 시스템.
  9. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 고출력 진공관은,
    소정 피사체의 주파수에 따른 검출도 변화를 감지하기 위하여 주파수 가변이 가능한 진공관인 것을 특징으로 하는 서브-테라헤르츠 액티브 실시간 이미징 시스템.
  10. (a) 고출력 진공관을 이용하여 고출력의 서브-테라헤르츠 방사선을 발생하는 단계;
    (b) 발생된 상기 서브-테라헤르츠 방사선을 확대하여 피사체에 조사하는 단계;
    (c) 상기 피사체를 투과한 서브-테라헤르츠 방사선을 집속하여 제1 초점면에 조사하는 단계;
    (d) 상기 피사체에 반사된 서브-테라헤르츠 방사선을 집속하여 제2 초점면에 조사하는 단계;
    (e) 상기 (c) 단계에서 조사된 상기 서브-테라헤르츠 방사선에 의해 상기 제1 초점면에 형성된 이미지를 검출하는 단계; 및
    (f) 상기 (d) 단계에서 조사된 상기 서브-테라헤르츠 방사선에 의해 상기 제2 초점면에 형성된 이미지를 검출하는 단계
    를 포함하는 서브-테라헤르츠 액티브 실시간 이미징 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 서브-테라헤르츠 방사선의 주파수는,
    0.1 THz ~ 1 THz 범위로, 해상도와 대기 또는 대상물의 흡수도를 고려하되,
    원거리 탐색의 경우에는 대기 윈도우에 해당하는 0.1~0.55 THz, 0.5~0.75 THz, 0.76~0.98 THz, 0.99~1.09 THz 중 어느 하나를 의미하는 것을 특징으로 하는 서브-테라헤르츠 액티브 실시간 이미징 방법.
  12. 제10 항 또는 제11 항에 있어서,
    상기 고출력 진공관은,
    10mW 이상의 서브-테라헤르츠 방사선을 발생할 수 있는 고출력의 진공관으로서, BWO(Backward Wave Oscillator), clinotron, gyrotron, FEL(Free Electron Laser), orotron, EIO(Extended Interaction Oscillator) 중 어느 하나를 의미하는 것을 특징으로 하는 서브-테라헤르츠 액티브 실시간 이미징 방법.
  13. 제10 항 또는 제11 항에 있어서,
    상기 고출력 진공관은,
    발생되는 상기 서브-테라헤르츠 방사선 간의 코헤런스(coherence)를 없애기 위하여, 지연 피드백 기술을 적용하여 동작 주파수 대역폭 범위 내에서 화이트 노이즈(white noise)에 가까운 무질서한 서브-테라헤르츠 방사선을 발생하는 진공관인 것을 특징으로 하는 서브-테라헤르츠 액티브 실시간 이미징 방법.
  14. 제10 항 또는 제11 항에 있어서,
    상기 고출력 진공관은,
    소정 피사체의 주파수에 따른 검출도 변화를 감지하기 위하여 주파수 가변이 가능한 진공관인 것을 특징으로 하는 서브-테라헤르츠 액티브 실시간 이미징 방법.
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