KR20230084735A - 광대역 스펙트럼 측정기 - Google Patents

광대역 스펙트럼 측정기 Download PDF

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KR20230084735A KR1020210172750A KR20210172750A KR20230084735A KR 20230084735 A KR20230084735 A KR 20230084735A KR 1020210172750 A KR1020210172750 A KR 1020210172750A KR 20210172750 A KR20210172750 A KR 20210172750A KR 20230084735 A KR20230084735 A KR 20230084735A
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Abstract

광대역 스펙트럼 측정기를 제공한다. 일 실시 예에 따른 광대역 스펙트럼 측정기는, 백색광을 주사하는 백색 광원부; 상기 백색 광원부에서 주사되는 백색광을 측정광 및 기준광으로 분리하는 분리부; 상기 분리부에서 분리된 기준광이 상기 분리부를 통과하여 검출 위치에 도달하도록 상기 기준광을 반사시키는 기준 미러부; 상기 분리부에서 분리된 측정광이 상기 분리부에 반사되어 상기 검출 위치에 도달하도록 상기 측정광을 반사시키는 측정 미러부; 상기 분리부 및 측정 미러부 사이의 측정광의 경로를 변경시키는 광경로 변경부; 상기 검출 위치에서 상기 측정광 및 기준광의 간섭으로 인한 간섭 신호를 검출하는 검출부를 포함하고, 상기 광경로 변경부는, 상기 분리부에서 분리된 측정광을 반사시키는 제1 변경 거울; 상기 제1 변경 거울에서 반사된 측정광을 상기 측정 미러부로 반사시키기 위한 제2 변경 거울; 및 상기 제1 변경 거울 및 제2 변경 거울을 중심축을 중심으로 회전시키는 회전부를 포함할 수 있다.

Description

광대역 스펙트럼 측정기{BROADBAND SPECTRUM METER}
아래의 설명은 광대역 스펙트럼 측정기에 관한 것이다.
물질의 정성, 정량 분석과 상태 분석을 하기 위해 분광기를 이용하여 물질이 방출 또는 흡수하는 빛의 스펙트럼을 측정하는 방식이 사용된다. 특히 높은 분해능 및 정밀도를 위하여 광대역 스펙트럼 측정기를 사용하는 푸리에 분광법이 사용되고 있다.
다만, 푸리에 분광법은 광대역 스펙트럼 측정기를 통해 빛의 광로차를 변경시켜야 하므로, 구조적으로 부피가 크다는 문제가 있다. 따라서, 빛의 광로차를 정밀히 변경시키면서 소형화에 유리한 광대역 스펙트럼 측정기가 요구되는 실정이다.
전술한 배경기술은 발명자가 본원의 개시 내용을 도출하는 과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.
일 실시 예에 따른 목적은 부피가 작은 광대역 스펙트럼 측정기를 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 목적은 측정 정밀도가 높은 광대역 스펙트럼 측정기를 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 광대역 스펙트럼 측정기는, 백색광을 주사하는 백색 광원부; 상기 백색 광원부에서 주사되는 백색광을 측정광 및 기준광으로 분리하는 분리부; 상기 분리부에서 분리된 기준광이 상기 분리부를 통과하여 검출 위치에 도달하도록 상기 기준광을 반사시키는 기준 미러부; 상기 분리부에서 분리된 측정광이 상기 분리부에 반사되어 상기 검출 위치에 도달하도록 상기 측정광을 반사시키는 측정 미러부; 상기 분리부 및 측정 미러부 사이의 측정광의 경로를 변경시키는 광경로 변경부; 상기 검출 위치에서 상기 측정광 및 기준광의 간섭으로 인한 간섭 신호를 검출하는 검출부를 포함하고, 상기 광경로 변경부는, 상기 분리부에서 분리된 측정광을 반사시키는 제1 변경 거울; 상기 제1 변경 거울에서 반사된 측정광을 상기 측정 미러부로 반사시키기 위한 제2 변경 거울; 및 상기 제1 변경 거울 및 제2 변경 거울을 중심축을 중심으로 회전시키는 회전부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 광대역 스펙트럼 측정기는, 상기 회전부는, 상기 제1 변경 거울에서 반사된 측정광이 상기 제2 변경 거울로 입사되는 제1 상태보다, 상기 제1 변경 거울에서 반사된 측정광이 상기 제2 변경 거울로 입사되지 않는 제2 상태에서, 상기 제1 변경 거울 및 제2 변경 거울을 더 빠르게 회전시킬 수 있다.
일 실시 예에 따른 광대역 스펙트럼 측정기는, 상기 회전부는, 상기 제1 변경 거울에서 반사된 측정광이 상기 제2 변경 거울로 입사되는 제1 상태를 유지하는 범위 내에서, 상기 제1 변경 거울 및 제2 변경 거울을 회전시킬 수 있다.
일 실시 예에 따른 광대역 스펙트럼 측정기는, 상기 검출부에서 검출된 간섭 신호를 보정하기 위해 기준 레이저를 주사하는 기준 레이저부를 더 포함하고, 상기 백색광 및 기준 레이저의 경로는 서로 중첩되지 않으며, 상부에서 바라보았을 때, 상기 기준 레이저의 경로의 적어도 일부는 상기 백색광와 경로와 오버랩될 수 있다.
일 실시 예에 따른 광대역 스펙트럼 측정기는, 상기 기준 미러부는, 상기 기준광이 상기 기준 미러부로 입사되는 방향과 평행한 방향으로 이동 가능할 수 있다.
일 실시 예에 따른 광대역 스펙트럼 측정기는 광경로 변경부로 광경로를 변경하여 소형화 될 수 있다.
일 실시 예에 따른 광대역 스펙트럼 측정기는 백색광의 간섭 신호를 정밀하게 측정할 수 있다.
일 실시 예에 따른 광대역 스펙트럼 측정기의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 일 실시 예에 따른 광대역 스펙트럼 측정기의 개략적인 사시도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 검출부에서 검출되는 측정광 및 기준광의 간섭으로 인한 간섭 신호를 도시하는 그래프이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 광경로 변경부의 상부에서 바라본 평면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 일 실시 예에 따른 광경로 변경부가 측정광의 경로를 변경하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 광경로 변경부에서 제1 변경 거울 및 제2 변경 거울의 위치를 설명하기 위한 도면이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시 예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안 된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 산업통상자원부 소재부품기술개발사업의 일환인 "FO-PLP 고정밀 재분배 배열 공정 및 검사장비 개발(세부과제번호 20014784)" 사업의 지원에 의한 것이다.
도 1은 일 실시 예에 따른 광대역 스펙트럼 측정기(1)의 개략적인 사시도이며, 도 2는 일 실시 예에 따른 검출부(16)에서 검출되는 측정광(W1) 및 기준광(W2)의 간섭으로 인한 간섭 신호를 도시하는 그래프이다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 광대역 스펙트럼 측정기(1)는 백색 광원부(11), 분리부(12), 기준 미러부(13), 측정 미러부(14), 광경로 변경부(15), 검출부(16), 레이저 검출부(16') 및 기준 레이저부(18)를 포함할 수 있다.
백색 광원부(11)는 백색광(W)을 주사할 수 있다. 백색 광원부(11)는 백색광(W)을 발생시키는 광원 및 광원으로부터 발생된 광을 집적시키는 렌즈를 포함할 수 있다. 한편, 도면에는 도시되지는 않았으나, 백색 광원부(11)는 광대역 스펙트럼 측정기(1)의 구조에 따라, 렌즈를 통과한 광을 후술하는 분리부(12) 방향으로 조사하기 위한 광원 미러(미도시)를 포함할 수도 있다.
분리부(12)는 백색 광원부(11)에서 주사되는 백색광(W)을 측정광(W1) 및 기준광(W2)으로 분리할 수 있다.
일 실시 예에서, 분리부(12)를 통과하는 측정광(W1)은 후술하는 광경로 변경부(15)를 향해 이동할 수 있다. 광경로 변경부(15)를 향해 이동한 측정광(W1)은 후술하는 측정 미러부(14)에 반사되어 다시 광경로 변경부(15)를 거쳐 분리부(12)로 입사될 수 있다. 분리부(12)로 입사된 측정광(W1)은 분리부(12)에 반사되어 검출 위치(S)로 이동할 수 있다.
일 실시 예에서, 백색광(W) 중 측정광(W1)이 분리된 기준광(W2)은 분리부(12)에 의해 반사되어 후술하는 기준 미러부(13)를 향해 이동할 수 있다. 기준 미러부(13)를 향해 이동한 기준광(W2)은 기준 미러부(13)에 반사되어 다시 분리부(12)로 입사될 수 있다. 분리부(12)로 입사된 기준광(W2)은 분리부(12)를 통과하여 검출 위치(S)로 이동할 수 있다.
예를 들어, 상부(예: -z축 방향)에서 바라보았을 때, 분리부(12)를 통과하는 측정광(W1) 및 분리부(12)에 의해 반사되는 기준광(W2)이 이루는 각도는 수직일 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 다시 분리부(12)로 입사되는 측정광(W1) 및 기준광(W2)이 동일한 지점에서 중첩된다면, 분리부(12)를 통과하는 측정광(W1) 및 분리부(12)에 의해 반사되는 기준광(W2)이 이루는 각도가 꼭 수직이어야 하는 것은 아니다.
기준 미러부(13)는 분리부(12)에서 분리된 기준광(W2)이 다시 분리부(12)를 통과하여 검출 위치(S)에 도달하도록 기준광(W2)을 반사시킬 수 있다. 일 실시 예에서, 기준 미러부(13)는, 기준 미러부(13)로 입사되는 경로와 중첩되는 경로로 기준광(W2)을 반사시킬 수 있다. 일 실시 예에서, 기준 미러부(13)는 제1 기준 미러부(131) 및 제2 기준 미러부(132)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 기준 미러부(131)는 분리부(12) 분리부(12)에서 분리된 기준광(W2)이 입사될 수 있다. 제1 기준 미러부(131)는 입사되는 기준광(W2)을 제2 기준 미러부(132)로 반사시킬 수 있다. 상부(예: -z축 방향)에서 바라보았을 때, 제1 기준 미러부(131)로 입사되는 기준광(W2) 및 제1 기준 미러부(131)에서 반사되는 기준광(W2)이 이루는 각도는 수직일 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 기준 미러부(132)는 제1 기준 미러부(131)에서 반사되어 입사하는 기준광(W2)을 다시 제1 기준 미러부(131)로 반사시킬 수 있다. 제2 기준 미러부(132)로 입사되는 기준광(W2) 및 제2 기준 미러부(132)에서 반사되는 기준광(W2)의 경로는 서로 중첩될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 기준 미러부(131)는 제2 기준 미러부(132)에서 반사되는 기준광(W2)을 다시 분리부(12)로 반사시킬 수 있다. 제1 기준 미러부(131)로 입사되는 기준광(W2) 및 제1 기준 미러부(131)에서 반사되는 기준광(W2)의 경로는 서로 중첩될 수 있다.
측정 미러부(14)는 분리부(12)에서 분리된 측정광(W1)이 다시 분리부(12)에서 반사되어 검출 위치(S)에 도달하도록 측정광(W1)을 반사시킬 수 있다. 일 실시 예에서, 측정 미러부(14)는, 측정 미러부(14)로 입사되는 경로와 중첩되는 경로로 측정광(W1)을 반사시킬 수 있다. 일 실시 예에서, 분리부(12) 및 측정 미러부(14) 사이에는 광경로 변경부(15)가 배치되며, 측정 미러부(14)에서 반사되는 측정광(W1)은 광경로 변경부(15)를 거쳐 분리부(12)로 입사될 수 있다.
광경로 변경부(15)는 분리부(12) 및 측정 미러부(14) 사이의 측정광(W1)의 경로를 실시간으로 변경시킬 수 있다. 일 실시 예에서, 광경로 변경부(15)는 분리부(12) 및 측정 미러부(14) 사이에 배치될 수 있다. 분리부(12)에서 분리된 측정광(W1)은 광경로 변경부(15)로 입사할 수 있다. 광경로 변경부(15)로 입사되는 측정광(W1)은 복수개의 거울에 의해 경로가 변경되어 측정 미러부(14)로 입사될 수 있다. 분리부(12)로부터 광경로 변경부(15)를 거쳐 측정 미러부(14)로 입사되는 측정광(W1) 및 측정 미러부(14)에서 반사되어 광경로 변경부(15)를 거쳐 분리부(12)로 입사되는 측정광(W1)의 경로는 서로 중첩될 수 있다.
검출부(16)는 검출 위치(S)에서 측정광(W1) 및 기준광(W2)의 간섭으로 인한 간섭 신호를 검출할 수 있다. 백색 광원부(11)에서 주사된 백생광은 분리부(12)에서 측정광(W1) 및 기준광(W2)으로 분리되어, 기준 미러부(13) 및 측정 미러부(14)에서 반사되어, 다시 분리부(12)를 거쳐, 검출 위치(S)에서 간섭될 수 있다. 예를 들어, 검출부(16)는 검출 위치(S)에서 측정광(W1) 및 기준광(W2)의 간섭으로 인한 생성 전압을 측정하는 방식으로 중첩된 광의 세기(intensity)를 측정할 수 있다. 예를 들어, 검출부(16)는, 분리부(12)를 거치는 측정광(W1) 및 기준광(W2)이 검출 위치(S)에서 간섭되도록, 측정광(W1) 및 기준광(W2)의 경로를 변경하는 검출 미러부(161)를 포함 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 분리부(12)를 거치는 측정광(W1) 및 기준광(W2)이 별도의 검출 미러부(161) 없이 바로 검출 위치(S)에서 간섭될 수 있다.
기준 레이저부(18)는 검출부(16)에서 검출된 백색광(W)의 간섭 신호를 보정하기 위한 기준 레이저(L)를 주사할 수 있다. 예를 들어, 기준 레이저부(18)에서 주사되는 기준 레이저(L)는, He-Ne 레이저일 수 있다. 기준 레이저부(18)에서 주사된 기준 레이저(L)는, 백색광(W)과 같이, 분리부(12), 기준 미러부(13), 측정 미러부(14) 및 광경로 변경부(15)를 거쳐 레이저 검출 위치(S')에서 간섭되어 레이저 검출부(16')에 의해 검출될 수 있다. 레이저 검출 위치(S')에 의해 검출된 기준 레이저(L)의 간섭 신호는 백색광(W)의 간섭 신호를 보정하는 기준이 될 수 있다.
일 실시 예에서, 백색광(W) 및 기준 레이저(L)의 경로는 서로 중첩되지 않을 수 있다. 예를 들어, 기준 레이저(L)의 경로는 백색광(W)의 경로의 하부에 형성될 수 있다. 따라서, 백색광(W)이 백색 광원부(11)에서 조사되어 검출부(16)까지 이동하는데 있어서, 기준 레이저(L)가 백색광(W)에 영향을 주지 않을 수 있다. 일 실시 예에서, 백색광(W)의 이동 경로 및 기준 레이저(L)의 이동 경로는 적어도 일부가 평행하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 기준 레이저(L)의 이동 경로는 백색광(W)의 이동 경로로부터 하부 방향(예: -Z축 방향)으로 지정된 길이만큼 이격되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 상부(예: -Z축 방향)에서 바라보았을 때, 기준 레이저(L)의 경로의 적어도 일부는 백색광(W)의 경로와 오버랩 될 수 있다.
도 2를 참조하면, 일 실시 예에서, 광경로 변경부(15)가 실시간으로 측정광(W1)의 경로를 변경시킴에 따라 검출부(16)는 검출 위치(S)에서 측정광(W1) 및 기준광(W2)의 간섭으로 인한 간섭 신호 검출할 수 있다. x축은 측정광(W1) 및 기준광(W2)의 경로차(L)이며 y축은 검출부(16)에서 측정되는 간섭 신호의 강도(I)이다. 여기서, 간섭 신호의 강도(I)는 검출부에서 측정되는 전압의 세기를 이용하여 검출된다.
광경로 변경부(15)가 측정광(W1)의 경로를 실시간으로 변경시킴에 의해 측정광(W1) 및 기준광(W2)의 경로차가 변화하며, 그에 따른 검출부(16)에서 측정되는 전압의 세기도 변경됨을 알 수 있다. P 부분에서 전압의 세기가 피크(peak)되는 것을 알 수 있는데, 이 지점은 측정광(W1) 및 기준광(W2)의 경로차가 0이 되는 지점이다. 일 실시 예에서, 광경로 변경부(15)를 이용하여 측정광(W1) 및 기준광(W2)의 경로차를 계속 변화시켜, 측정광(W1) 및 기준광(W2)의 간섭으로 인한 간섭 신호를 검출할 수 있다.
다시 도 1 및 도2를 참조하면, 일 실시 예에서, 기준 미러부(13)는 기준광(W2)이 기준 미러부(13)로 입사되는 방향과 평행한 기준 방향(예: D13방향)으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 제2 기준 미러부(132)가 기준 방향(예: D13방향)으로 이동함에 따라 측정광(W1) 및 기준광(W2)의 경로차가 변경될 수 있다. 따라서, 도 2에서 도시되는 간섭 신호가 좌측(예: D1방향) 또는 우측(예: D2방향)으로 이동할 수 있다. 이로 인해, 측정 대상이 되는 피크를 포함하는 A 영역을 그래프의 중심부로 이동시켜, 간섭 신호의 검출을 보다 용이하고 정밀하게 할 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 광경로 변경부(15)의 상부에서 바라본 평면도이고, 도 4a 내지 도 4c는 일 실시 예에 따른 광경로 변경부(15)가 측정광(W1)의 경로를 변경하는 원리를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 일 실시 예에 따른 광경로 변경부(15)에서 제1 변경 거울(151) 및 제2 변경 거울(152)의 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 일 실시 예에 따른 광경로 변경부(15)는 제1 변경 거울(151), 제2 변경 거울(152) 및 회전부(153)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 변경 거울(151)은 분리부(12)에서 분리된 측정광(W1)을 후술하는 제2 변경 거울(152)을 향해 반사시킬 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 변경 거울(152)은 제1 변경 거울(151)에서 반사되어 입사되는 측정광(W1)을 측정 미러부(14)로 반사시킬 수 있다. 제1 변경 거울(151)로 입사된 측정광(W1) 및 제2 변경 거울(152)에서 반사된 측정광(W1)의 경로는 서로 평행할 수 있다.
일 실시 예에서, 회전부(153)는 제1 변경 거울(151) 및 제2 변경 거울(152)을 중심축(C)을 중심으로 시계 방향(CW) 또는 반시계 방향(CCW)으로 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 회전부(153)는, 수직축(V)을 중심으로 제1 각도(θ1)만큼 틀어져 있는 제1 변경 거울(151) 및 제2 변경 거울(152)을 시계 방향(CW)으로 회전시켜, 제1 변경 거울(151') 및 제2 변경 거울(152')의 위치를 제2 각도(θ2)로 변경시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 변경 거울(151)의 반사면 및 제2 변경 거울(152)의 반사면은 중심축(C)을 기준으로 서로 대향되도록 배치될 수 있다. 회전부(153)가 제1 변경 거울(151) 및 제2 변경 거울(152)을 회전시키더라도, 제1 변경 거울(151)로 입사되는 측정광(W1) 및 제2 변경 거울(152)에서 반사된 측정광(W1)의 경로는 서로 평행 상태를 유지할 수 있다.
도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 일 실시 예에 따른 광경로 변경부(15)가 측정광(W1)의 경로를 변경시키는 원리를 알 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는, 회전부(153)가 제1 변경 거울(151) 및 제2 변경 거울(152)을 시계 방향(CW)으로 회전시킴에 따라, 순차적으로 상부에서(예: -z축 방향) 바라본 모습을 도시한 도면이다. 도 4a에서 도 4b로 회전부(153)가 제1 변경 거울(151) 및 제2 변경 거울(152)을 회전시킴에 따라 측정광(W1)의 경로가 달라지며, 이에 따라 검출 위치(S)에서의 측정광(W1) 및 기준광(W2)의 경로차가 변경됨을 알 수 있다. 따라서, 분리부(12) 및 측정 미러부(14) 사이에 광경로 변경부(15)를 배치하여, 마이켈슨의 간섭계의 크기를 유지하면서, 측정광(W1) 및 기준광(W2)의 경로차를 변경시킬 수 있다. 또한, 회전부(153)의 회전 속도를 일정하게 유지시켜 측정광(W1) 및 기준광(W2)의 간섭에 의한 간섭 신호를 정밀하게 검출할 수 있다.
도 4c를 참고하면, 회전부(153)가 일정 각도 이상으로 제1 변경 거울(151) 및 제2 변경 거울(152)을 회전시키면 제1 변경 거울(151)에서 반사된 측정광(W1)이 제2 변경 거울(152)로 입사되지 않음을 알 수 있다.
여기서, 도 4a 및 도 4b와 같이, 제1 변경 거울(151)에서 반사된 측정광(W1)이 제2 변경 거울(152)로 입사되는 상태를 제1 상태라고 지칭하며, 제1 변경 거울(151)에서 반사된 측정광(W1)이 제2 변경 거울(152)로 입사되지 않는 상태를 제2 상태라고 지칭하도록 한다.
일 실시 예에서, 회전부(153)는, 제1 상태보다 제2상태에서 제1 변경 거울(151) 및 제2 변경 거울(152)을 더 빠르게 회전시킬 수 있다. 따라서, 검출부(16)에 측정광(W1)이 도달하지 않는 시간을 줄여, 빠른 시간 안에 측정광(W1) 및 기준광(W2)의 간섭에 의한 간섭 신호를 효율적으로 검출할 수 있다.
일 실시 예에서, 회전부(153)는, 제1 상태를 유지하는 범위 내에서 제1 변경 거울(151) 및 제2 변경 거울(152)을 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 회전부(153)는 도 4a와 같은 상태에서 도 4b와 같은 상태가 될 때까지 제1 변경 거울(151) 및 제2 변경 거울(152)을 시계 방향(CW)으로 회전시키며, 도 4b와 같은 상태에서는 다시 도 4a와 같은 상태가 될 때까지 제1 변경 거울(151) 및 제2 변경 거울(152)을 반시계 방향(CCW)으로 회전시킬 수 있다. 회전부(153)가 제1 상태를 유지시킴에 따라, 검출부(16)에 측정광(W1)이 도달하지 않는 시간을 없애, 빠른 시간 안에 측정광(W1) 및 기준광(W2)의 간섭에 의한 간섭 신호를 효율적으로 검출할 수 있다.
도 5를 참조하면, 제1 변경 거울(151) 및 제2 변경 거울(152)은 회전부(153) 상에서 지정된 위치에 배치될 수 있다.
도 5에서, d는 제1 변경 거울(151) 및 제2 변경 거울(152)의 반사면의 길이이며, r은 중심축(C)과 제1 변경 거울(151) 및 제2 변경 거울(152) 사이 거리이며, Φ는 제1 변경 거울(151) 및 제2 변경 거울(152)의 기울어진 각도이며, h는 제1 변경 거울(151)로 입사하는 측정광(W1) 및 중심축(C) 사이 거리이며, θ는 중심축(C), 제1 변경 거울(151) 및 제2 변경 거울(152)의 중심을 잇는 가상의 선에 대하여, 제1 변경 거울(151) 및 제2 변경 거울(152)이 기울어져 있는 각도이다. 일 실시 예에서, d, r, Φ, 및 h의 수치는, 제1 변경 거울(151) 및 제2 변경 거울(152)의 회전에 따라 발생하는 측정광(W1)의 경로차가 크도록 지정될 수 있다. 예를 들어, r이 35.35mm이고, d가 70.7mm이고, Φ가 53°이고, h가 50.43mm일 때, 경로차는 101.11mm로 구현될 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
1: 광대역 스펙트럼 측정기
11: 광원부
12: 분리부
13: 기준 미러부
14: 측정 미러부
15: 광경로 변경부
16: 검출부
18: 기준 레이저부

Claims (5)

  1. 백색광을 주사하는 백색 광원부;
    상기 백색 광원부에서 주사되는 백색광을 측정광 및 기준광으로 분리하는 분리부;
    상기 분리부에서 분리된 기준광이 상기 분리부를 통과하여 검출 위치에 도달하도록 상기 기준광을 반사시키는 기준 미러부;
    상기 분리부에서 분리된 측정광이 상기 분리부에 반사되어 상기 검출 위치에 도달하도록 상기 측정광을 반사시키는 측정 미러부;
    상기 분리부 및 측정 미러부 사이의 측정광의 경로를 변경시키는 광경로 변경부;
    상기 검출 위치에서 상기 측정광 및 기준광의 간섭으로 인한 간섭 신호를 검출하는 검출부를 포함하고,
    상기 광경로 변경부는,
    상기 분리부에서 분리된 측정광을 반사시키는 제1 변경 거울;
    상기 제1 변경 거울에서 반사된 측정광을 상기 측정 미러부로 반사시키기 위한 제2 변경 거울; 및
    상기 제1 변경 거울 및 제2 변경 거울을 중심축을 중심으로 회전시키는 회전부를 포함하는, 광대역 스펙트럼 측정기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회전부는,
    상기 제1 변경 거울에서 반사된 측정광이 상기 제2 변경 거울로 입사되는 제1 상태보다, 상기 제1 변경 거울에서 반사된 측정광이 상기 제2 변경 거울로 입사되지 않는 제2 상태에서, 상기 제1 변경 거울 및 제2 변경 거울을 더 빠르게 회전시키는, 광대역 스펙트럼 측정기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 회전부는,
    상기 제1 변경 거울에서 반사된 측정광이 상기 제2 변경 거울로 입사되는 제1 상태를 유지하는 범위 내에서, 상기 제1 변경 거울 및 제2 변경 거울을 회전시키는, 광대역 스펙트럼 측정기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 검출부에서 검출된 간섭 신호를 보정하기 위해 기준 레이저를 주사하는 기준 레이저부를 더 포함하고,
    상기 백색광 및 기준 레이저의 경로는 서로 중첩되지 않으며,
    상부에서 바라보았을 때, 상기 기준 레이저의 경로의 적어도 일부는 상기 백색광와 경로와 오버랩되는, 광대역 스펙트럼 측정기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기준 미러부는,
    상기 기준광이 상기 기준 미러부로 입사되는 방향과 평행한 방향으로 이동 가능한, 광대역 스펙트럼 측정기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0777404A (ja) * 1993-07-21 1995-03-20 Hewlett Packard Co <Hp> 干渉計及び光波長測定方法

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