KR20190048260A - 이동반사경 고정구조를 갖는 마이켈슨 간섭계 - Google Patents

이동반사경 고정구조를 갖는 마이켈슨 간섭계 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동반사경 고정구조를 갖는 마이켈슨 간섭계가 개시된다. 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 이동반사경 고정구조를 갖는 마이켈슨 간섭계는 이동반사경 조립체, 고정반사경 조립체, 광선분할 조립체, 렌즈 조립체를 포함하는 마이켈슨 간섭계에 있어서, 복수의 광학 부품들을 고정하는 하우징을 포함하며, 상기 하우징은 2분할되어 결합되는 구조이고, 상기 이동반사경 조립체는 2분할된 하우징의 일측에 고정되는 구조이다.

Description

이동반사경 고정구조를 갖는 마이켈슨 간섭계 {MICHELSON INTERFEROMETER HAVING MOVEABLE REFLECTIVE MIRROR}
본 발명은 이동반사경 고정구조를 갖는 마이켈슨 간섭계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이동반사경 조립체를 하우징에 직접 고정시키는 구조의 이동반사경 고정구조를 갖는 마이켈슨 간섭계에 관한 것이다.
적외선 분광기(InfraRed Spectrometer)의 형태는 기기의 구조에 따라 필터형(Filter), 분산형(Dispersive), 퓨리에 변환(Fourier Transform)형 등 다양하다. 상기 분산형과 필터형은 검출기에 도달되는 빛이 약하다는 문제점을 가지므로, 현재 상용화되어 있는 적외선 분광기는 대부분 퓨리에 변환 적외선 분광기(FTIR)이다.
FTIR(Fourier Transform InfraRed) 분광기에 적용되는 마이켈슨형 간섭계는 입사되는 광원이 광선분할 조립체에 의해 분할되어 일측은 고정반사경에, 타측은 이동반사경에 각각 입사되고 이때 고정반사경과 이동반사경에 각각 반사되는 광의 상대적인 경로차에 의해 간섭이 발생하게 되고, 이를 검출기로 측정함으로써 간섭신호를 획득하게 된다.
이러한 마이켈슨 간섭계는 광선분할 조립체, 고정반사경 조립체, 이동반사경 조립체, 렌즈 조립체 등 다수의 광학 부품들이 존재하며 또한, 정확한 지점에 위치하여야하기 때문에, 이러한 광학 부품들에 대한 조립 및 정렬에 매우 민감한 광학 장치이다.
그러나, 종래의 마이켈슨 간섭계에 적용되던 하우징 구조는 육면체의 일체형 구조로 마이켈슨 간섭계를 구성하는 광학 부품들인 상기 광선분할 조립체, 고정반사경 조립체, 이동반사경 조립체, 렌즈 조립체 등 다수의 광학 부품들을 위치시킬 때 별도의 지지대가 필요함은 물론, 간섭계에 대한 광학 정렬시 고려해야 할 정렬요소들이 많아 조립 및 정렬에 많은 시간과 노력이 필요로 하게 된다.
특히, 이동반사경 조립체의 경우, 도 1에 예시된 바와 같이 이동반사경 조립체를 구동하기 위한 구동부와 함께 별도의 지지구조를 통해 마이켈슨 간섭계의 하우징에 고정되므로 외부의 충격 또는 진동시 이동반사경의 광축정렬이 흐트러지게 되므로 광학 정렬이 더욱 어렵게 되는 문제가 있다.
대한민국 등록실용신안출원 제 20-0312921 호
본 발명의 일 실시 예는 상기 종래 기술의 문제점을 극복하기 위하여 이동반사경 조립체와 하우징의 안정적인 고정구조를 통해 외부 진동 및 충격으로 인한 광축 틀어짐을 방지하고, 이동반사경의 광축 정렬을 유지하여 정밀성을 향상시킬 수 있는 이동반사경 고정구조를 갖는 마이켈슨 간섭계를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 이동반사경 조립체, 고정반사경 조립체, 광선분할 조립체, 렌즈 조립체를 포함하는 마이켈슨 간섭계에 있어서, 복수의 광학 부품들을 고정하는 하우징을 포함하며, 상기 하우징은 2분할되어 결합되는 구조이고, 상기 이동반사경 조립체는 2분할된 하우징의 일측에 고정되는 구조일 수 있다.
상기 하우징은 육면체 형상에서 대각선 방향으로 분할된 제 1 하우징과 제 2 하우징을 포함하고, 제 1 하우징과 제 2 하우징은 대각면을 맞대고 상호 결합될 수 있다.
상기 제 1 하우징은 고정 반사경 조립체가 장착되는 제 1 면, 상기 제 1 면과 직각을 이루도록 형성된 제 2 면 및 상기 제 2 면과 45도 각도를 이루며, 외부로부터 빛이 입사되는 광선분할 조립체가 장착되는 제 1 대각면을 포함할 수 있다.
상기 제 1 하우징에는 고정반사경 조립체 및 광선분할 조립체가 결합될 수 있다.
상기 제 1 하우징은 평면을 기준으로 직각 삼각형 형상을 이루는 구조일 수 있다.
상기 제 2 하우징은 이동반사경 조립체가 장착되는 제 3 면, 상기 제 3 면과 직각을 이루도록 형성된 제 4 면 및 상기 제 1 대각면에 대응되는 제 2 대각면을 포함할 수 있다.
상기 제 2 하우징은 3면이 서로 연통되어 있는 구조일 수 있다.
상기 제 2 하우징은 평면을 기준으로 직각 삼각형 형상을 이루고 있는 구조일 수 있다.
상기 제 2 하우징에는 이동반사경 조립체 및 렌즈 조립체가 결합될 수 있다.
상기 마이켈슨 간섭계는 광선분할 조립체를 제 1 하우징에 결합하는 고정고리를 더 포함할 수 있다.
상기 고정고리는 광선분할 조립체를 제 1 하우징에 고정 나사를 이용하여 결합될 수 있다.
상기 고정고리는 광선분할 조립체의 외주부의 직경보다 큰 구조일 수 있다.
본 발명의 하나의 실시 예에 따르면, 이동반사경 고정구조를 갖는 마이켈슨 간섭계는, 이동반사경 조립체를 하우징에 직접 고정시키는 구조를 적용하여 이동반사경 조립체의 안정적인 선형 구동이 가능하고, 이동반사경 조립체와 하우징의 안정적인 고정구조를 통해 외부 진동 및 충격으로 인한 광축 틀어짐을 방지하여 정밀성을 향상시키는 효과를 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 이동반사경 조립체 구동부를 도시한 모식도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 이동반사경 고정구조를 갖는 마이켈슨 간섭계의 모식도이다.
도 3은 도 2의 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 이동반사경 고정구조를 갖는 마이켈슨 간섭계의 제 1 하우징의 모식도이다.
도 4는 도 2의 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 이동반사경 고정구조를 갖는 마이켈슨 간섭계의 제 2 하우징의 모식도이다.
이하 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지는 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다.
그리고 여기서의 "연결"이란 일 부재와 타 부재의 직접적인 연결, 간접적인 연결을 포함하며, 접착, 부착, 체결, 접합, 결합 등 모든 물리적인 연결을 의미할 수 있다.
또한 '제1, 제2' 등과 같은 표현은 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하기 위한 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들이 부가될 수 있는 것으로 해석될 수 있다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 이동반사경 고정구조를 갖는 마이켈슨 간섭계의 모식도이고, 도 3은 도 2의 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 이동반사경 고정구조를 갖는 마이켈슨 간섭계의 제 1 하우징의 모식도이며, 도 4는 도 2의 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 이동반사경 고정구조를 갖는 마이켈슨 간섭계의 제 2 하우징의 모식도이다.
도 2 내지 도 4를 함께 참조하면, 이동반사경 조립체(200), 고정반사경 조립체(300), 광선분할 조립체(400), 렌즈 조립체(500) 및 상기 복수의 광학 부품들을 고정하는 하우징(100)을 포함하며, 상기 하우징(100)은 2분할되어 결합되는 구조이고, 상기 이동반사경 조립체(200)는 2분할된 하우징(100)의 일측에 고정되는 구조이다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 하우징(100)은 육면체 형상에서 대각선 방향으로 분할된 제 1 하우징(110)과 제 2 하우징(120)을 포함하고, 상기 제 1 하우징(110)과 제2 하우징(120)은 대각면을 맞대고 상호 결합된다.
여기서, 상기 제 1 하우징(110)은 고정 반사경 조립체(300)가 장착되는 제 1 면(111), 상기 제 1 면(111)과 직각을 이루도록 형성된 제 2 면(112) 및 상기 제 2 면(112)과 45도 각도를 이루며, 외부로부터 빛이 입사되는 광선분할 조립체(400)가 장착되는 제 1 대각면(113)을 포함하여 구성되어 있고, 상기 제 1 하우징(110)은 평면을 기준으로 직각 삼각형 형상을 이루고 있다. 즉, 상기 제 1 하우징(110)에는 고정반사경 조립체(300) 및 광선분할 조립체(400)가 결합된다.
또한, 상기 제 2 하우징(120)은 이동반사경 조립체(200)가 장착되는 제 3 면(121), 상기 제 3 면(121)과 직각을 이루도록 형성된 제 4 면(122) 및 상기 제 1 대각면(113)에 대응되는 제 2 대각면(123)을 포함하여 구성되어 있고, 상기 제 2 하우징(120)은 평면을 기준으로 직각 삼각형 형상을 이루고 있다. 즉, 상기 이동반사경 조립체(200) 및 렌즈 조립체(500)는 제 2 하우징(120)에 결합된다.
즉, 대각면들(113, 123)을 통해 분할 및 결합되는 제 1 하우징(110)과 제 2 하우징(120)의 분리 및 결합 구조를 통해, 제 1 하우징(110)에는 광학 부품들 중 고정반사경 조립체(300) 및 광선분할 조립체(400)를 결합시키고, 제 2 하우징(120)에는 이동반사경 조립체(200) 및 렌즈 조립체(500)를 결합시키게 되면, 상기 제 1 하우징(110)과 제 2 하우징(120)을 결합시키는 것만으로 마이켈슨 간섭계에 적용되는 다수의 광학 부품들에 대한 정렬을 용이하게 이룰 수 있다. 또한, 각각으로 분리된 제 1 하우징(110)과 제 2 하우징(120)에 각 광학 부품들을 고정 결합시키므로 다수의 광학 부품들에 대한 결합 역시 용이하게 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 이동반사경 고정구조를 갖는 마이켈슨 간섭계는 광선분할 조립체(400)를 제 1 하우징(110)에 결합하는 고정고리(600)를 더 포함하여 구성되어 있다.
상기 제 1 하우징(110)의 제 1 대각면(113)에는 광선분할 조립체(400)가 결합되는 구멍이 천공되어 있고, 이 결합 구멍에 광선분할 조립체(400)가 삽입되면 고정고리(600)와 나사를 이용하여 제 1 하우징(110)에 나사 결합한다.
상기 고정고리(600)는 광선분할 조립체(400)를 제 1 하우징(110)에 고정 나사를 이용하여 결합되되, 상기 고정고리(600)는 광선분할 조립체(400)의 외주부의 직경보다 큰 것이 바람직하다.
도 2 내지 도 4를 함께 참조하여 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 작동 관계를 기술하면, 이동반사경 고정구조를 갖는 마이켈슨 간섭계의 하우징(100)은 제 1 하우징(110)의 제 1 면(111)에 고정 반사경 조립체(300)를 결합하고, 제 1 대각면(113)에 광선분할 조립체(400)를 결합한다. 또한, 제 2 하우징(120)의 제 3 면(121)에 이동반사경 조립체(200)를 결합하고, 렌즈 조립체(500)를 제 4 면(122)에 결합한다.
이어서, 제 1 하우징(110)과 제 2 하우징(120)의 대각면들을 상호 대면하도록 결합한다. 상기 제 1 하우징(110)과 제 2 하우징(120)의 대각면들이 상호 마주하도록 하면 전체적인 외형은 육면체 형상을 이루는 것이 바람직하다. 이러한 육면체 형상을 이루는 하우징(100)에서 평면을 기준으로 바라본 경우에, 측면들에는 이동반사경 조립체(200), 고정반사경 조립체(300), 광선분할 조립체(500), 렌즈 조립체가 위치하고, 대각면에는 광선분할 조립체(400)가 위치하는 구조가 바람직하다.
이 중에서, 광선분할 조립체(400)를 제 1 하우징(110)에 결합하는 경우에 고정고리(600)를 이용해서 결합하되, 상기 고정고리(600)는 광선분할 조립체(400)의 외주부를 일부 덮으면서 제 1 하우징(110)에 고정 나사를 이용하여 결합한다.
본 발명의 하나의 실시 예에 따른 이동반사경 고정구조를 갖는 마이켈슨 간섭계는 이동반사경 조립체를 하우징에 직접 고정시키는 구조를 적용하여 이동반사경 조립체의 안정적인 선형 구동이 가능하고, 이동반사경 조립체와 하우징의 안정적인 고정구조를 통해 외부 진동 및 충격으로 인한 광축 틀어짐을 방지하여 정밀성을 향상시키는 효과를 제공할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 여러 가지 실시 가능한 예 중에서 당 업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시 예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 제시된 실시 예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시 예가 가능함을 밝혀둔다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. 또한 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어가 정의된 것으로서, 통상적이거나 사전적인 의미로만 한정해서 해석되어서는 아니되어야 한다. 더불어, 상술하는 과정에서 기술된 구성의 순서는 반드시 시계열적인순서대로 수행될 필요는 없으며, 각 구성 및 단계의 수행 순서가 바뀌어도 본 발명의 요지를 충족한다면 이러한 과정은 본 발명의 권리범위에 속할 수 있음은 물론이다.
100: 하우징 110: 제 1 하우징
111: 제 1 면 112: 제 2 면
113: 제 1 대각면 120: 제 2 하우징
121: 제 3 면 122: 제 4 면
123: 제 2 대각면 200: 이동반사경 조립체
300: 고정반사경 조립체 400: 광선분할 조립체
500: 렌즈 조립체 600: 고정고리

Claims (11)

  1. 이동반사경 조립체, 고정반사경 조립체, 광선분할 조립체, 렌즈 조립체를 포함하는 마이켈슨 간섭계에 있어서,
    복수의 광학 부품들을 고정하는 하우징을 포함하며,
    상기 하우징은 2분할되어 결합되는 구조이고, 상기 이동반사경 조립체는 2분할된 하우징의 일측에 고정되는 구조인 것을 특징으로 하는 마이켈슨 간섭계.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은 육면체 형상에서 대각선 방향으로 분할된 제 1 하우징과 제 2 하우징을 포함하고, 제 1 하우징과 제 2 하우징은 대각면을 맞대고 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 마이켈슨 간섭계.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 하우징은 고정 반사경 조립체가 장착되는 제 1 면, 상기 제 1 면과 직각을 이루도록 형성된 제 2면 및 상기 제 2 면과 45도 각도를 이루며, 외부로부터 빛이 입사되는 광선분할 조립체가 장착되는 제 1 대각면을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이켈슨 간섭계.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 하우징에는 고정반사경 조립체 및 광선분할 조립체가 결합되는 것을 특징으로 하는 마이켈슨 간섭계.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 하우징은 평면을 기준으로 직각 삼각형 형상을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 마이켈슨 간섭계.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 하우징은 이동 반사경 조립체가 장착되는 제 3 면, 상기 제 3 면과 직각을 이루도록 형성된 제 4 면 및 상기 제 1 대각면에 대응되는 제 2 대각면을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이켈슨 간섭계.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 하우징에는 이동반사경 조립체 및 렌즈 조립체가 결합되는 것을 특징으로 하는 마이켈슨 간섭계.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 하우징은 평면을 기준으로 직각 삼각형 형상을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 마이켈슨 간섭계.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 마이켈슨 간섭계는 광선분할 조립체를 제 1 하우징에 결합하는 고정고리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이켈슨 간섭계.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 고정고리는 광선분할 조립체를 제 1 하우징에 고정 나사를 이용하여 결합되는 것을 특징으로 하는 마이켈슨 간섭계.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 고정고리는 광선분할 조립체의 외주부의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 마이켈슨 간섭계.
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