KR20130091203A - 스미스-퍼셀 테라헤르츠 발진기 - Google Patents

스미스-퍼셀 테라헤르츠 발진기 Download PDF

Info

Publication number
KR20130091203A
KR20130091203A KR1020120012537A KR20120012537A KR20130091203A KR 20130091203 A KR20130091203 A KR 20130091203A KR 1020120012537 A KR1020120012537 A KR 1020120012537A KR 20120012537 A KR20120012537 A KR 20120012537A KR 20130091203 A KR20130091203 A KR 20130091203A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
metal grating
electron beam
electromagnetic waves
smith
parallel
Prior art date
Application number
KR1020120012537A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101934850B1 (ko
Inventor
안호영
백찬욱
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020120012537A priority Critical patent/KR101934850B1/ko
Publication of KR20130091203A publication Critical patent/KR20130091203A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101934850B1 publication Critical patent/KR101934850B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S1/00—Masers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the microwave range
    • H01S1/02—Masers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the microwave range solid
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S1/00—Masers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the microwave range
    • H01S1/005—Masers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the microwave range using a relativistic beam of charged particles, e.g. electron cyclotron maser, gyrotron
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/0632—Thin film lasers in which light propagates in the plane of the thin film
    • H01S3/0635—Thin film lasers in which light propagates in the plane of the thin film provided with a periodic structure, e.g. using distributed feed-back, grating couplers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

스미스-퍼셀 테라헤르츠 발진기가 개시된다. 개시된 스미스-퍼셀 테라헤르츠 발진기는 전자빔과 상호 작용하여 전자기파들을 발생시키는 것으로, 전자빔과 상호 작용하는 일면이 상기 전자빔의 진행 방향에 나란한 오목한 곡면으로 형성된 금속 그레이팅을 포함한다.

Description

스미스-퍼셀 테라헤르츠 발진기{Smith-Purcell terahertz oscillator}
테라헤르츠 발진기에 관한 것으로, 상세하게는 스미스-퍼셀 테라헤르츠 발진기에 관한 것이다.
마이크로 주파수 대역과 광학 주파수 대역 사이에 있는 테라헤르츠(terahertz) 주파수 대역은 분자 광학, 생물리학(biophysics), 의학(medical), 분광학(spectroscopy), 영상(imaging) 또는 보안(security) 분야에서 매우 중요한 주파수 대역이다. 즉, 테라헤르츠 주파수 대역의 전자기파는 물질 특성에 따른 흡수특성 차이가 있으며 빛의 직진성과 전파의 투과성을 동시에 지니고 있는 바, 이러한 특성들을 활용하면 물질 분석, 보안 또는 의료 스캔 분야 등에 응용이 가능하다.
이러한 테라헤르츠 대역의 중요성에도 불구하고 물리적 및 공학적 한계로 인해 기존에는 테라헤르츠파를 발생시키는 테라헤르츠 발진기나 증폭기에 대한 개발이 거의 없는 형편이었으나, 최근에는 여러 가지 새로운 이론 및 미세가공 기술의 발달로 인해 테라헤르츠 발진기에 대한 개발이 시도되고 있다. 한편, 스미스-퍼셀(Smith-Purcell) 테라헤르츠 발진기는 주기적인 요철 구조를 가지는 금속 그레이팅(grating)로 이루어진 발진회로와 이 발진 회로 위를 진행하는 전자빔과의 상호 작용에 따른 스미스-퍼셀 방사(radiation)에 의해 전자기파를 발생시키는 발진기로서, 최근에는 보다 고효율의 스미스-퍼셀 테라헤르츠 발진기를 구현하고자 하는 연구들이 진행되고 있다.
본 발명의 실시예는 고효율의 스미스-퍼셀 테라헤르츠 발진기를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 있어서,
전자빔을 방출하는 전자방출원; 및
상기 전자빔과 상호 작용하여 전자기파들을 발생시키는 것으로, 상기 전자빔과 상호 작용하는 일면이 상기 전자빔의 진행 방향에 나란한 오목한 곡면으로 형성된 금속 그레이팅(metal grating);을 포함하는 스미스-퍼셀 테라헤르츠 발진기가 제공된다.
상기 전자빔은 곡면 형상의 단면을 가지며, 상기 금속 그레이팅의 일면은 상기 전자빔의 형상에 대응하는 형상의 오목한 곡면을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 금속 그레이팅의 일면은 원호 형상 또는 포물선 형상의 단면을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 금속 그레이팅의 일면은 상기 전자빔의 진행 방향을 따라 주기적인 요철 구조를 가질 수 있다.
상기 스미스-퍼셀 테라헤르츠 발진기는 상기 금속 그레이팅과 이격되게 마련되어 상기 전자기파들을 반사시키는 반사 미러를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 반사 미러는 상기 금속 그레이팅 상에서 방사되는 전자기파들을 반사시켜 일방향으로 서로 나란하게 진행시키는 포물선 형상의 반사면을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 있어서,
전자빔을 방출하는 전자 방출원;
상기 전자빔과 상호 작용하여 전자기파들을 발생시키는 것으로, 상기 전자빔과 상호 작용하는 일면이 상기 전자빔의 진행 방향에 나란한 오목한 곡면으로 형성된 금속 그레이팅; 및
상기 금속 그레이팅과 이격되게 마련되어 상기 전자기파들을 반사시키는 반사 미러;를 포함하는 스펙트로스코피용 광원 장치가 제공된다.
상기 전자빔은 곡면 형상의 단면을 가지며, 상기 금속 그레이팅의 일면은 상기 전자빔의 형상에 대응하는 형상의 오목한 곡면을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 반사 미러는 상기 금속 그레이팅 상에서 방사되는 전자기파들을 반사시켜 일방향으로 서로 나란하게 진행시키는 포물선 형상의 반사면을 포함할 수 있다.
상기 스펙트로스코피용 광원 장치는 나란하게 진행하는 전자기파들 중 적어도 하나를 통과시키는 슬릿(slit)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 금속 그레이팅의 일면을 전자빔의 진행 방향에 나란한 오목한 곡면으로 형성함으로써 금속 그레이팅 상에서 방사되는 전자기파들을 효과적으로 포커싱할 수 있다. 그리고, 포물선 형상의 반사 미러를 이용하여 금속 그레이팅 상에서 방사되는 전자기파들을 반사시켜 일방향으로 서로 나란하게 진행시킴으로서 방향성을 가지는 전자기파들을 포커싱할 수 있다. 이에 따라 고출력, 고효율의 전자기파 발생장치를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 스미스-퍼셀 테라헤르츠 발진기를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 스미스-퍼셀 테라헤르츠 발진기의 단면을 도시한 것이다.
도 3은 도 1에 도시된 금속 그레이팅을 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ'선을 따라 본 단면도이다.
도 5는 도 3의 Ⅴ-Ⅴ'선을 따라 본 단면도이다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 분산형 스펙트로스코피(dispersive spectroscopy)용 광원 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다.
이하에서 설명되는 본 발명의 실시예에 따른 테라헤르츠 발진기는 주기적인 요철 구조를 가지는 금속 그레이팅과 그 위를 진행하는 전자빔과의 상호 작용에 따른 스미스-퍼셀 방사(radiation)에 의해 전자기파를 발생시켜 방사하는 스미스-퍼셀(Smith-Purcell) 테라헤르츠 발진기이다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 스미스-퍼셀 테라헤르츠 발진기를 개략적으로 도시한 사시도이다. 그리고, 도 2는 도 1에 도시된 스미스-퍼셀 테라헤르츠 발진기의 단면을 도시한 것이다. 도 3은 도 1에 도시된 금속 그레이팅을 도시한 사시도이다. 그리고, 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ'선을 따라 본 단면도이며, 도 5는 도 3의 Ⅴ-Ⅴ'선을 따라 본 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 스미스-퍼셀 테라헤르츠 발진기는 전자빔(B)을 방출하는 전자방출원(110)과, 상기 전자빔(B)과 상호 작용하여 전자기파들을 발생시키는 금속 그레이팅(metal grating,120)을 포함한다. 본 실시예에서, 상기 전자방출원(110)은 곡면 형상의 단면을 가지는 전자빔(B)을 방출시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 전자방출원(110)은 원형 또는 타원형의 단면을 가지는 전자빔(B)을 일방향(예를 들면, 도 1의 x방향)으로 방출시켜 상기 금속 그레이팅(120)의 상면 위로 진행하게 할 수 있다. 한편, 상기 전자방출원(110)이 곡면 형상 이외의 형상의 단면을 가지는 전자빔을 방출하고, 이렇게 방출된 전자빔이 소정 유닛을 통해 곡면 형상의 단면을 가지는 전자빔으로 변형될 수도 있다.
상기 금속 그레이팅(120)의 상면(120a)은 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 전자빔(B)의 진행 방향을 따라 주기적인 요철 구조를 가진다. 이러한 주기적인 요철 구조를 가지는 금속 그레이팅(120)의 상면(120a) 위를 전자빔(B)이 진행하게 되면, 전자빔(B)과 금속 그레이팅(120) 표면 전하의 상호작용에 의해 전자빔(B)의 분포가 변하게 되며, 이로 인해 테라헤르츠 주파수 대역의 전자기파들이 발생하여 다양한 각도로 방사되게 된다.
본 실시예에서, 상기 전자빔(B)이 그 위를 진행하는 금속 그레이팅(120)의 상면(120a)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 전자빔(B)의 진행 방향에 나란한 오목한 곡면 형상으로 형성될 수 있다. 상기 금속 그레이팅(120)의 상면(120a) 위를 진행하는 전자빔(B)이 곡면 형상의 단면을 가지는 경우에 상기 금속 그레이팅(120)의 상면(120a)은 전자빔(B)의 형상에 대응되는 형상의 오목한 곡면을 포함할 수 있다. 예를 들면, 금속 그레이팅(120)의 상면(120a) 위를 진행하는 전자빔(B)이 원형의 단면을 가지는 경우에는 상기 금속 그레이팅(120)의 상면(120a)은 전자빔(B)의 단면에 대응하는 원호 형상의 단면을 가질 수 있다. 그리고, 금속 그레이팅(120)의 상면(120a) 위를 진행하는 전자빔(B)이 타원형의 단면을 가지는 경우에는 상기 금속 그레이팅(120)의 상면(120a)은 전자빔(B)의 단면에 대응하는 형상, 예를 들면 포물선 모양(parabolic)의 단면을 가질 수 있다. 이와 같이, 전자빔(B)과 상호 작용하는 금속 그레이팅(120)의 상면(120a)이 전자빔(B)의 형상에 대응하는 오목한 곡면 형상으로 형성되면, 전자빔(B)과 금속 그레이팅(120)의 상면(120a)과의 상호 작용이 증대됨으로써 금속 그레이팅(120) 상에서 방사되는 전자기파들을 효과적으로 포커싱할 수 있다. 이에 따라 고출력, 고효율의 전자기파들을 얻을 수 있다. 이러한 금속 그레이팅(120)은 금속 물질로 이루어지거나 또는 상면이 금속으로 코팅된 물질로 이루어질 수 있다.
상기 전자빔(B)과 상기 금속 그레이팅(120)의 상호 작용에 의해 방사되는 전자기파의 파장은 전자빔(B)의 속도, 금속 그레이팅(120)의 주기 및 방사 각도 등에 따라 변하게 되며, 구체적으로 다음과 같은 식(1)로 정해지게 된다.
Figure pat00001
------ (1)
여기서, λ는 전자기파의 파장, ℓ은 금속 그레이팅(120)의 주기, n은 전자기파가 진행하는 매질의 비유전율, θ는 전자빔(B)의 진행방향에 대한 전자기파의 방사각도를 나타낸다.
상기 식(1)을 참조하면, 방사각도(θ)가 커짐에 따라 전자기파의 파장도 더 커지게 되고, 이에 따라 주파수는 더 낮아지게 된다. 도 2에는 전자빔(B)의 진행 방향에 대해 각각 θ1, θ2, θ3 및 θ4(여기서, θ1>θ2>θ3>θ4)의 각도로 방사되는 전자기파들(W1,W2,W3,W4)이 예시적으로 도시되어 있다. 여기서, θ1의 방사각도로 방출되는 전자기파(W1)가 가장 낮은 주파수를 가지게 되고, θ4의 방사각도로 방출되는 전자기파(W4)가 가장 높은 주파수를 가지게 된다.
한편, 본 실시예에 따른 스미스-퍼셀 테라헤르츠 발진기는 상기 금속 그레이팅(120) 상에서 방사되는 전자기파들을 반사시키는 반사 미러(130)를 더 포함할 수 있다. 이러한 반사 미러(130)는 금속 그레이팅(120)의 상부에 마련될 수 있다. 상기 반사 미러(130)는 전자기파들을 일방향으로 서로 나란하게 반사시키는 포물선 형상의 반사면(130a)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 반사 미러(130)가 포물선 형상의 반사면(130a)을 포함하고, 금속 그레이팅(120)이 반사 미러(130)의 반사면(130a)에 의해 형성되는 포물선(P)의 초점 위치에 마련되게 되면, 금속 그레이팅 (120)상에서 다양한 방향으로 방사되는 전자기파들은 상기 반사면(130a)에서 반사된 후 일방향으로 서로 나란하게 진행될 수 있다.
도 2에는 반사미러(130)의 반사면(130a)에 의해 형성되는 포물선(P)의 초점 위치에 금속 그레이팅(120)이 마련되고, 금속 그레이팅(120) 상에서 전자빔(B) 진행 방항에 대하여 각각 θ1, θ2, θ3 및 θ4(여기서, θ1>θ2>θ3>θ4)의 각도로 방사되는 전자기파들(W1,W2,W3,W4)이 포물선 형상의 반사면(130a)에서 반사된 후 일방향(예를 들면, x 방향)으로 서로 나란하게 진행되는 모습을 예시적으로 도시하고 있다. 여기서, z 방향으로 갈수록 더 높은 주파수를 가지는 전자기파들이 진행하게 된다. 즉, θ1의 방사각도로 방사되어 반사 미러(130)에 의해 반사되는 전자기파(W1)가 가장 낮은 주파수를 가지게 되고, θ4의 방사각도로 방사되어 반사 미러(130)에 의해 반사되는 전자기파(W4)가 가장 높은 주파수를 가지게 된다.
이와 같이, 금속 그레이팅(120)의 상부에 포물선 형상의 반사면(130a)을 포함하는 반사미러(130)를 마련하게 되면, 상기 금속 그레이팅(120) 상에서 방사되는 전자기파들을 방향성을 가지고 집속시킬 수 있게 된다. 따라서, 보다 고효율 및 고출력의 전자기파 발생장치를 구현할 수 있다.
이상에서 설명된 스미스-퍼셀 테라헤르츠 발진기는 다양한 용도, 예를 들면 물질 분석, 보안 또는 의료 스캔 분야 등에 응용될 수 있다. 상기한 전자방출원(110), 금속 그레이팅(120) 및 반사 미러(130)를 포함하는 스미스-퍼셀 테라헤르츠 발진기는 전자기파를 이용하여 물질을 분석하는 스펙트로스코피(spectroscopy)에 광원 장치로 사용될 수 있다. 구체적으로, 퓨리에 변환 방식의 스펙트로스코피는 다양한 파장의 전자기파를 광원으로 사용하여 물질을 분석하는 것으로, 감도가 높고 분석 시간이 빠르다는 장점이 있다. 전술한 실시예에 따른 스미스-퍼셀 테라헤르츠 발진기는 도 2에 도시된 바와 같이 다양한 파장을 가지는 전자기파들을 서로 나란하게 방사하게 되므로, 퓨리에 변환 방식의 스펙트로스코피용 광원 장치로 적용될 수 있다. 한편, 분산형 스펙트로스코피(dispersive spectroscopy)는 선택된 파장의 전자기파만을 광원으로 사용하여 물질을 분석하는 것으로, 감도는 높지만 주파수 스캔에 시간이 소요되는 단점이 있다. 이러한 분산형 스펙트로스코피용 광원 장치에는 상기한 스미스-퍼셀 테라헤르츠 발진기로부터 방사되는 전자기파들 중 선택된 파장을 가지는 전자기파만을 통과시키는 슬릿(slit)이 마련될 수 있다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 분산형 스펙트로스코피(dispersive spectroscopy)용 광원 장치를 개략적으로 도시한 것이다. 이하에서는 전술한 실시예와 다른 점을 중심으로 설명하기로 한다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 스펙트로스코피용 광원 장치는 전술한 스미스-퍼셀 테라헤르츠 발진기와, 상기 스미스-퍼셀 테라헤르츠 발진기로부터 나란하게 나오는 전자기파들 중 선택된 파장의 전자기파만을 통과시키는 슬릿(slit,140)을 포함한다. 상기 스미스-퍼셀 테라헤르츠 발진기는 전자빔(B)을 방출하는 전자방출원(110)과, 상기 전자빔(B)과 상호 작용하여 전자기파를 발생시키는 금속 그레이팅(120)과, 상기 금속 그레이팅(120) 상에서 방사되는 전자기파들을 반사시켜 서로 나란하게 진행시키는 반사미러(130)를 포함한다.
상기 전자방출원(110)은 곡면 형상의 단면, 예를 들면 원형 또는 타원형의 단면을 가지는 전자빔(B)을 방출시킬 수 있다. 상기 금속 그레이팅(120)의 상면(도 3의 120a)은 전자빔의 진행 방향을 따라 주기적인 요철 구조를 가진다. 또한, 상기 금속 그레이팅(120)의 상면(120a)은 전자빔(B)의 진행 방향에 나란한 오목한 곡면 형상으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 금속 그레이팅(120)의 상면(120a) 위를 진행하는 전자빔(B)이 곡면 형상의 단면을 가지는 경우에 상기 금속 그레이팅(120)의 상면(120a)은 전자빔(B)의 형상에 대응되는 형상의 오목한 곡면을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 금속 그레이팅(120)의 상면(120a)은 원호 형상 또는 포물선 형상의 단면을 포함할 수 있다. 이와 같이, 전자빔(B)과 상호 작용하는 금속 그레이팅(120)의 상면(120a)이 전자빔(B)의 형상에 대응하는 오목한 곡면 형상으로 형성되면, 전자빔(B)과 금속 그레이팅(120)의 상호 작용이 증대됨으로써 금속 그레이팅(120) 상에서 방사되는 전자기파들을 효과적으로 포커싱할 수 있다.
상기 반사 미러(130)는 금속 그레이팅(120)의 상부에 마련될 수 있다. 이러한 반사 미러(130)는 전자기파들을 일방향으로 서로 나라하게 반사시키는 포물선 형상의 반사면(130a)을 포함할 수 있다. 즉, 반사 미러(130)가 포물선 형상의 반사면(130a)을 포함하고, 금속 그레이팅(120)이 상기 반사 미러(130)의 반사면(130a)에 의해 형성되는 포물선(P)의 초점 위치에 마련되게 되면, 금속 그레이팅(120) 상에서 다양한 방향으로 방사되는 전자기파들은 상기 반사면(130a)에서 반사된 후 일방향으로 서로 나란하게 진행될 수 있다. 이와 같이, 금속 그레이팅(120)의 상부에 포물선 형상의 반사면(130a)을 포함하는 반사 미러(130)을 마련하게 되면, 상기 금속 그레이팅(120) 상에서 방사되는 전자기파들을 방향성을 가지고 집속시킬 수 있게 된다.
도 6에는 전술한 도 2와 마찬가지로, 반사미러(130)의 반사면(130a)에 의해 형성되는 포물선(P)의 초점 위치에 금속 그레이팅(120)이 마련되고, 금속 그레이팅(120) 상에서 전자빔(B) 진행방향에 대하여 각각 θ1, θ2, θ3 및 θ4(여기서, θ1>θ2>θ3>θ4)의 각도로 방사되는 전자기파들(W1,W2,W3,W4)이 포물선 형상의 반사면(130a)에서 반사된 후 일방향(예를 들면, x 방향)으로 서로 나란하게 진행되는 모습을 예시적으로 도시하고 있다. 여기서, z 방향으로 갈수록 더 높은 주파수를 가지는 전자기파들이 진행하게 된다. 즉, θ1의 방사각도로 방사되어 상기 반사 미러(130)에 의해 반사되는 전자기파(W1)가 가장 낮은 주파수를 가지게 되고, θ4의 방사각도로 방사되어 상기 반사 미러(130)에 의해 반사되는 전자기파(W4)가 가장 높은 주파수를 가지게 된다.
서로 나란하게 진행하는 전자기파들의 진행 경로 상에는 상기 다양한 파장의 전자기파들 중 선택된 파장을 가지는 전자기파만을 통과시키는 슬릿(140)이 마련될 수 있다. 도 6에는 상기 슬릿(140)이 4개의 전자기파들(W1,W2,W3,W4) 중 θ2의 방사각도로 방사되어 반사 미러(130)에 의해 반사되는 전자기파(W2)가 투과되는 경우가 예시적으로 도시되어 있다. 도 6에서 슬릿을 z 방향으로 이동하게 되면 다른 파장의 전자기파(W1,W3,W4) 를 선택적으로 투과시킬 수 있다. 한편, 상기 슬릿(140)은 한 파장 뿐만아니라 2 이상의 파장을 가지는 전자기파들을 투과시키는 것도 가능하다.
상기와 같은 구조에서, 상기 반사미러(130)에 의해 반사되어 서로 나란하게 진행하는 다양한 파장의 전자기파들 중 특정 파장을 가지는 전자기파만이 상기 슬릿(140)을 통과하게 되고, 이러한 특정 파장의 전자기파가 스펙트로스코피의 광원으로 사용되어 물질을 분석하게 된다.
이상에서 본 발명의 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
110... 전자방출원 120... 금속 그레이팅
120a... 금속 그레이팅의 상면
130... 반사 미러
130a... 반사 미러의 반사면
140... 슬릿

Claims (12)

  1. 전자빔을 방출하는 전자방출원; 및
    상기 전자빔과 상호 작용하여 전자기파들을 발생시키는 것으로, 상기 전자빔과 상호 작용하는 일면이 상기 전자빔의 진행 방향에 나란한 오목한 곡면으로 형성된 금속 그레이팅(metal grating);을 포함하는 스미스-퍼셀 테라헤르츠 발진기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자빔은 곡면 형상의 단면을 가지며, 상기 금속 그레이팅의 일면은 상기 전자빔의 형상에 대응하는 형상의 오목한 곡면을 포함하는 스미스-퍼셀 테라헤르츠 발진기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 금속 그레이팅의 일면은 원호 형상 또는 포물선 형상의 단면을 포함하는 스미스-퍼셀 테라헤르츠 발진기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 금속 그레이팅의 일면은 상기 전자빔의 진행 방향을 따라 주기적인 요철 구조를 가지는 스미스-퍼셀 테라헤르츠 발진기.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 금속 그레이팅과 이격되게 마련되어 상기 전자기파들을 반사시키는 반사 미러를 더 포함하는 스미스-퍼셀 테라헤르츠 발진기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 반사 미러는 상기 금속 그레이팅 상에서 방사되는 전자기파들을 반사시켜 일방향으로 서로 나란하게 진행시키는 포물선 형상의 반사면을 포함하는 스미스-퍼셀 테라헤르츠 발진기.
  7. 전자빔을 방출하는 전자 방출원;
    상기 전자빔과 상호 작용하여 전자기파들을 발생시키는 것으로, 상기 전자빔과 상호 작용하는 일면이 상기 전자빔의 진행 방향에 나란한 오목한 곡면으로 형성된 금속 그레이팅; 및
    상기 금속 그레이팅과 이격되게 마련되어 상기 전자기파들을 반사시키는 반사 미러;를 포함하는 스펙트로스코피용 광원 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전자빔은 곡면 형상의 단면을 가지며, 상기 금속 그레이팅의 일면은 상기 전자빔의 형상에 대응하는 형상의 오목한 곡면을 포함하는 스펙트로스코피용 광원 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 반사 미러는 상기 금속 그레이팅 상에서 방사되는 전자기파들을 반사시켜 일방향으로 서로 나란하게 진행시키는 포물선 형상의 반사면을 포함하는 스펙트로스코피용 광원 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 나란하게 진행하는 전자기파들 중 적어도 하나를 통과시키는 슬릿(slit)을 더 포함하는 스펙트로스코피용 광원 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 금속 그레이팅의 일면은 원호 형상 또는 포물선 형상의 단면을 포함하는 스펙트로스코피용 광원 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 금속 그레이팅의 일면은 상기 전자빔의 진행 방향을 따라 주기적인 요철 구조를 가지는 스펙트로스코피용 광원 장치.
KR1020120012537A 2012-02-07 2012-02-07 스미스-퍼셀 테라헤르츠 발진기 KR101934850B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120012537A KR101934850B1 (ko) 2012-02-07 2012-02-07 스미스-퍼셀 테라헤르츠 발진기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120012537A KR101934850B1 (ko) 2012-02-07 2012-02-07 스미스-퍼셀 테라헤르츠 발진기

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130091203A true KR20130091203A (ko) 2013-08-16
KR101934850B1 KR101934850B1 (ko) 2019-01-03

Family

ID=49216508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120012537A KR101934850B1 (ko) 2012-02-07 2012-02-07 스미스-퍼셀 테라헤르츠 발진기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101934850B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101677682B1 (ko) * 2015-08-12 2016-11-21 한국원자력연구원 선편광 극초단 테라헤르츠 파 발생장치
KR20180049530A (ko) * 2016-11-03 2018-05-11 한국원자력연구원 전자기파 발생 장치
CN108550509A (zh) * 2018-05-21 2018-09-18 中国科学技术大学 一种电磁波辐射系统及电磁波辐射方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101677682B1 (ko) * 2015-08-12 2016-11-21 한국원자력연구원 선편광 극초단 테라헤르츠 파 발생장치
WO2017026819A1 (ko) * 2015-08-12 2017-02-16 한국원자력연구원 선편광 극초단 테라헤르츠 파 발생장치
US10511133B2 (en) 2015-08-12 2019-12-17 Korea Atomic Energy Research Institute Device for generating linearly polarized ultra-short terahertz wave
KR20180049530A (ko) * 2016-11-03 2018-05-11 한국원자력연구원 전자기파 발생 장치
CN108550509A (zh) * 2018-05-21 2018-09-18 中国科学技术大学 一种电磁波辐射系统及电磁波辐射方法
CN108550509B (zh) * 2018-05-21 2019-10-25 中国科学技术大学 一种电磁波辐射系统及电磁波辐射方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR101934850B1 (ko) 2019-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11604397B2 (en) Phase front shaping in one and two-dimensional optical phased arrays
JP5715054B2 (ja) アンテナ用途のための金属グリッドを備えた平面誘電体導波管
JP5209364B2 (ja) テラヘルツ波ビーム走査装置と方法
JP7076822B2 (ja) 光受信器アレイ、及びライダー装置
US20150117817A1 (en) Optical device for redirecting incident electromagnetic wave
JP6942333B2 (ja) 光偏向デバイス、及びライダー装置
Nannetti et al. Leaky-wave based interpretation of the radiation from holographic surfaces
Kim et al. Babinet-inverted optical Yagi–Uda antenna for unidirectional radiation to free space
US7692837B2 (en) Deflection device and imaging apparatus
JP2014059222A (ja) 光レーダ装置
US7911395B2 (en) Optically driven antenna
KR101934850B1 (ko) 스미스-퍼셀 테라헤르츠 발진기
WO2008048214A2 (en) Free electron pumped terahertz laser with double grating horn arrangement for collimated free wave emission
US10069024B2 (en) Photoconductive antenna
JP2022165971A (ja) 走査装置及び測距装置
CN111684346B (zh) 光束偏转装置
KR101399985B1 (ko) 실린더형 광학계를 이용한 레이저 빔의 포컬 스폿 사이즈 조절 장치
JP2009180809A (ja) テラヘルツ電磁波発生装置
JP2017044696A (ja) 電磁波検出・発生装置
JP7088114B2 (ja) 光走査装置
US20220059250A1 (en) Optical manipulation apparatus
JP2013088724A (ja) テラヘルツ波発生装置
KR101399971B1 (ko) 레이저 빔의 초점 위치 조절 장치
WO2023195339A1 (ja) 電磁波入出力素子及び電磁波入出力ヘッド
JP6726188B2 (ja) マイクロ波周波数信号を生成し放射するための光電子部品

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant