WO2012015264A2 - 광원 스펙트럼 분석용 분광기의 전 영역 교정 장치 및 그 장치에서 정보 획득 방법 - Google Patents

광원 스펙트럼 분석용 분광기의 전 영역 교정 장치 및 그 장치에서 정보 획득 방법 Download PDF

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    • G01J3/04—Slit arrangements slit adjustment

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for calibrating a whole area of a spectroscope for light source spectrum analysis and a method for acquiring information in the apparatus, and more particularly, to obtain accurate wavelength information and pixel information on a spectrometer using a wavelength scan filter as an input light source.
  • the present invention relates to a method for calibrating a full-spectrum spectrometer for a light source spectrum analysis, and a method for acquiring information in the apparatus.
  • a spectrometer spectroscopy light emitted from a light source and a prism spectrometer using light refraction and a grating spectrometer using diffraction phenomenon are used.
  • the separation of light in the spectrometer is the width of the slit. If the width is large, the peak becomes wider and the separation is difficult. If the width is narrow, the peak becomes sharp and the separation function is improved. On the other hand, the intensity of the light decreases as the amount of light passing through decreases.
  • Spectral analysis also refers to the measurement of electromagnetic radiation absorbed, scattered, and emitted by an analyte.
  • Spectrum analysis is the largest class of instrumental analysis because there are so many types of radiation that can be recorded and the way in which it is measured is very different for each method.
  • the most commonly used spectral analysis is to measure the amount of electromagnetic radiation emitted by the instrument when it is absorbed by the analyte.
  • Absorption occurs when a quantum of radiation, known as a photon, strikes a molecule and causes the molecule to become excited (high energy). When absorption occurs, the incident radiation passes through the sample, reducing its intensity.
  • Absorption spectrophotometry or absorption spectrophotometry is a technique for measuring the amount of absorption for sample analysis.
  • the analyte is placed in a container and the absorption is measured by examining the wavelength of the incident and absorbed radiation over the spectral region.
  • the radiation intensity or absorption obtained here can be plotted as a function of the wavelength or energy of the incident line, and the component of the analyte can be identified from the wavelength at which the peak appears.
  • the existing spectral analysis method is very complicated.
  • the pixel information of the spectrometer is obtained by using a separate light source, and the approximate pixel information of the corresponding wavelength is obtained instead of the entire pixel.
  • the approximate pixel information of the corresponding wavelength is obtained instead of the entire pixel.
  • the present invention is for analyzing the light source spectrum for obtaining accurate wavelength information of the input light source by scanning the pixel information of the light source on the spectrometer and the entire area of the input light source using a wavelength scanning filter
  • the present invention provides a method for calibrating an entire region of a spectroscope and a method for obtaining information in the apparatus.
  • the apparatus for calibrating a full-spectrum spectrometer for a light source spectrum analysis includes: a wavelength scan filter for scanning a light generated from an input light source and selecting a specific wavelength; A spectrometer which detects a signal of pixel information through the camera in the incident light when light having a specific wavelength selected by the wavelength scan filter is incident; And obtain light spectral wavelength information through light spectral analysis on light of a specific wavelength selected by the wavelength scan filter, and obtain one-to-one mapping between the obtained light spectral wavelength information and the pixel information sensed by the spectrometer. And an optical spectrum analyzer for acquiring wavelength information and pixel information.
  • the information acquisition method in the full-field calibration apparatus of the spectrometer for light source spectrum analysis to achieve the objects of the present invention, the step of selecting a specific wavelength by scanning the light generated from the input light source; Detecting a signal of pixel information through a camera in the selected specific wavelength of light; Obtaining light spectral wavelength information through light spectral analysis on the light of the selected specific wavelength; And one-to-one mapping of the obtained light spectrum wavelength information and the sensed pixel information to obtain accurate wavelength information and pixel information of the entire area of the input light source.
  • the wavelength information and the pixel information of the spectrometer and the entire area of the input light source can be scanned using a wavelength scan filter to obtain simple and accurate wavelength information and pixel information compared to the conventional complex method. This is possible and marketability is good.
  • FIG. 1 is a view showing the structure of a full-range calibration device of the spectrometer for light source spectrum analysis according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a view showing the structure of each type of wavelength scan filter in the full-range calibration apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a method for acquiring wavelength information and pixel information in a full area calibration apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a graph showing pixel versus wavelength information of a light source measured in a full area calibration apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a view showing the structure of the full-range calibration device of the spectrometer for the light source spectrum analysis according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a structure of each type of wavelength scan filter in the full-range calibration device according to an embodiment of the present invention Figure is shown.
  • the apparatus for calibrating a full region includes a circulator 10, a wavelength scanning filter 20, an optical fiber coupler 30, and a spectrometer 40. ), And an optical spectrum analyzer (OSA) 50.
  • OSA optical spectrum analyzer
  • the circulator 10 transmits the light generated from the input light source to the wavelength scan filter 20.
  • the wavelength scan filter 20 scans the light emitted from the circulator 10 and separates the light into wavelengths, and selects a specific wavelength from the separated wavelengths so that the light of the selected wavelength is passed through the spectrometer 40 through the optical fiber coupler 30. ) And the light spectrum analyzer 50.
  • the wavelength scan filter 20 may be configured as a transmissive wavelength variable filter or a reflective wavelength variable filter as shown in FIG. 2B, as shown in FIG. 2A, and in addition, an embodiment of the present invention. You can also apply other types of filters that can perform.
  • the optical fiber coupler 30 is a device for distributing and combining optical signals in an optical fiber, and an embodiment of the present invention distributes light having a wavelength selected by the wavelength scan filter 20 to the spectrometer 40 and the optical spectrum analyzer 50. .
  • the spectrometer 40 detects pixel information from light of a selected wavelength incident from the wavelength scan filter 20, that is, a line scan camera (CMOS camera or CCD array) detects light of the wavelength selected and incident from the wavelength scan filter 20. A signal is detected by pixel information of a corresponding wavelength through the array (44).
  • CMOS camera or CCD array line scan camera
  • the spectrometer 40 also includes a collimator 41, a diffraction grating or prism 42, a focusing lens 43, and a line scan camera 41. can do.
  • the collimator 41 receives the light separated through the wavelength scan filter 20, and makes the incident light (light) into parallel light.
  • the incident light is emitted with the effective NA at the end of the optical fiber.
  • the diffraction grating 42 diffracts incident light at a predetermined angle for each wavelength. At this time, the diffracted light proceeds aligned by wavelength.
  • the focusing lens 43 makes the diffracted light emitted by the diffraction grating 42 at an angle back into parallel light.
  • the optical spectrum analyzer 50 obtains the wavelength information of the light spectrum by analyzing the light spectrum from the incident light, and performs a one-to-one mapping of the pixel information of the camera detected by the spectrometer 40 and the wavelength information of the light spectrum. Acquire accurate wavelength information and pixel information of the region.
  • the wavelength scan filter 20 since the wavelength scan filter 20 selects and sends a wavelength, the wavelength scan filter 20 has a diffraction angle suitable for the path of the wavelength.
  • the diffracted light of the corresponding wavelength is thus passed through the focusing lens 43 and is incident on the line scan camera (CCD or CMOS camera) 44.
  • the line scan camera CCD or CMOS camera
  • the spectrometer 40 in the line scan camera 44 when the light source is separated by the slit in the wavelength scan filter 20 to be the pixel position corresponding to the wavelength, the spectrometer 40 in the line scan camera 44, the position information for all the pixels Since it is obtained, information about the pixels of the spectrometer 40 can be known.
  • the pixel information of the wavelength can be known but the exact value of the wavelength is not known. Measure and get the exact value of the wavelength.
  • the wavelength scan filter 20 may be configured as one of a transmission wavelength tunable filter and a reflection wavelength tunable filter.
  • the wavelength scan filter 20 may include a collimator 101 and a diffraction grating. a grating 102, a focusing lens 103, a slit 104, and a mirror 105.
  • the collimator 101, the diffraction defect 102, and the focusing lens 103 are formed in pairs of symmetrical structures with respect to the slit, and the light of a specific wavelength selected from the slit 104 is advanced again in the reverse order.
  • a mirror 105 is formed to reflect light of a specific wavelength selected from the slit 104 so that the light proceeds in the reverse order.
  • the collimator 101 injects the light incident through the circulator 10 into the diffraction grating 102 as parallel light, and passes the light incident from the diffraction grating 102 in the reverse order to the spectrometer 40 and the light spectrum. Incident to the analyzer 50.
  • the diffraction grating 102 speculates the incident parallel light at different wavelengths and injects light incident from the focusing lens 103 in the reverse order to the collimator 101.
  • the focusing lens 103 aligns the spectroscopic light incident from the diffraction grating 102 for each wavelength and injects light incident from the slit 104 in the reverse order to the diffraction grating 102.
  • the slit 104 is a unitary structure that can move from side to side and selects a particular wavelength spectra from the spectroscopic light incident through the focusing lens 103.
  • the spectrometer for the light source spectrum configured as described above has all the pixel information for each wavelength and shows more accurate spectral performance by using the pixel information for the entire region. .
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a method for acquiring wavelength information and pixel information in a full area calibration apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the apparatus for correcting the entire area receives the light source and injects light from the input light source into the wavelength scan filter 20 through the circulator 10.
  • step 220 the wavelength scan filter 20 of the full-field calibration apparatus scans the light of the incident input light source to select a specific wavelength, and then, in step 230, the spectrometer 40 and the optical spectrum analyzer 50 Incident).
  • the steps 220 and 230 the light of the incident light source is incident on the diffraction grating 102 by parallel light by the collimator 101, and is spectroscopically diffracted by the diffraction grating 102 at different wavelengths.
  • the spectroscopic light proceeds aligned by the focusing lens 103, and only a specific wavelength is selected by the slit 104, and the light of the selected wavelength is again focused in the focusing lens 103, the diffraction grating 102 and the collimator. Incident on the spectrometer 40 and the optical spectrum analyzer 50 via 101.
  • the spectrometer 40 of the full-area calibration apparatus detects a signal having pixel information of the light of the selected wavelength through the camera. Accordingly, in step 250, the optical spectrum analyzer 50 performs a one-to-one mapping of the signal detected by the spectrometer 40, that is, the pixel information of the camera and the optical spectrum wavelength information obtained by optical spectrum analysis of the light of the incident wavelength. Thus, in operation 260, the full-range calibration apparatus acquires accurate wavelength information and pixel information of the entire area of the input light source according to the one-to-one mapping result.
  • the results obtained through this process can be displayed as a graph of the pixel-to-wavelength information of the measured light source as shown in FIG. 5 attached thereto. You can get information.

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Abstract

본 발명은 광원 스펙트럼 분석용 분광기의 전 영역 교정 장치 및 그 장치에서 정보 획득 방법에 관한 것으로서, 상기 전 영역 교정 장치는 파장 스캔 필터를 통해 입력 광원에서 발생한 빛을 스캔하여 특정 파장을 선택하고, 스펙트로미터에서 상기 선택된 특정 파장의 빛에서 카메라를 통해 픽셀 정보의 신호를 감지하고, 광 스펙트럼 분석기에서 상기 선택된 특정 파장의 빛에서 광 스펙트럼 분석을 통해 광 스펙트럼 파장 정보를 얻고, 얻은 광 스펙트럼 파장 정보와 상기 감지된 픽셀 정보를 일대일 매핑시킴으로써, 기존의 복잡한 방식에 비해 간단하면서 정확한 파장 정보 및 픽셀 정보를 얻을 수 있으므로 광원 분야 및 여러 가지 광원에 대한 적용이 가능하여 시장성이 좋은 효과가 있다.

Description

광원 스펙트럼 분석용 분광기의 전 영역 교정 장치 및 그 장치에서 정보 획득 방법
본 발명은 광원 스펙트럼 분석용 분광기의 전 영역 교정 장치 및 그 장치에서 정보 획득 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 입력 광원을 파장 스캔형 필터를 이용하여 정확한 파장 정보 및 스펙트로미터 상의 픽셀 정보를 획득하기 위한 광원 스펙트럼 분석용 분광기의 전 영역 교정 장치 방법 및 그 장치에서 정보 획득 방법에 관한 것이다.
일반적으로 분광기는 광원으로부터 방출되는 광을 분광시키는 것으로 빛의 굴절을 이용한 프리즘 분광기와 회절 현상을 이용한 격자(grating) 분광기가 있다. 분광기에서 광의 분리에 관계되는 것은 슬릿의 넓이로서 넓이가 크면 피크는 넓어져 분리가 잘 안되고, 좁으면 피크가 날카로와져서 분리 기능이 좋아진다. 반면 광의 세기는 통과 광량이 적어져 감소한다.
또한, 스펙트럼 분석법은 분석물에 의해 흡수, 산란, 방출되는 전자기 복사선을 측정하는 것을 말한다. 기록할 수 있는 복사선의 종류가 매우 많고 이를 측정하는 방식이 각 방법마다 매우 다르기 때문에 스펙트럼 분석법이 기기분석의 가장 큰 부류를 이룬다. 가장 많이 사용되는 스펙트럼 분석법은 기기에 의해 방출되는 전자기 복사선이 분석물에 의해 흡수될 때 그 흡수량을 재는 것이다. 광자로 알려진 복사선의 한 양자가 분자에 충돌해 그 분자가 어떤 들뜬 상태(에너지가 높은 상태)로 될 때 흡수가 일어난다. 복사선에 대한 흡수가 일어나면 입사되는 복사선은 시료를 통과하면서 그 세기가 감소한다. 시료분석을 하기 위해 흡수량을 측정하는 기술이 흡광광도법 혹은 흡수분광광도법이다.
분석물을 용기 속에 넣고 스펙트럼 영역에 걸쳐 입사·흡수되는 방사선의 파장을 조사하여 그 흡수량을 측정한다. 여기서 얻게 되는 복사선 세기 또는 흡수량을 입사선의 파장이나 에너지의 함수로 표시하여 그림으로 나타내면, 피크가 나타나는 파장으로부터 분석물의 성분을 확인할 수 있다.
이와 같이 기존의 스펙트럼 분석 방법은 매우 복잡한 방식이며, 기존 방식에서 픽셀 정보를 얻기 위해서는 별도의 광원을 사용하여 스펙트로미터의 픽셀 정보를 전체 픽셀이 아닌 해당 파장에 대한 대략적인 픽셀 정보를 얻고 나머지 영역에 대해서는 산술적 계산을 통해 획득하여 정확한 픽셀정보를 얻기 어렵다는 문제점이 있다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 스펙트로미터 상에서 광원의 픽셀 정보와, 입력 광원의 전 영역을 파장 스캔형 필터를 사용하여 스캔함으로써 정확한 입력 광원의 파장 정보를 획득하기 위한 광원 스펙트럼 분석용 분광기의 전 영역 교정 장치 방법 및 그 장치에서 정보 획득 방법을 제공함에 있다.
상기 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 광원 스펙트럼 분석용 분광기의 전 영역 교정 장치는, 입력 광원에서 발생한 빛을 스캔하여 특정 파장을 선택하는 파장 스캔 필터; 상기 파장 스캔 필터에서 선택된 특정 파장의 빛이 입사되면 입사된 빛에서 카메라를 통해 픽셀 정보의 신호를 감지하는 스펙트로미터; 및 상기 파장 스캔 필터에서 선택된 특정 파장의 빛에서 광 스펙트럼 분석을 통해 광 스펙트럼 파장 정보를 얻고, 얻은 광 스펙트럼 파장 정보와 상기 스펙트로미터에서 감지된 픽셀 정보를 일대일 매핑시켜 입력 광원의 전 영역에 대한 정확한 파장 정보 및 픽셀 정보를 획득하는 광 스펙트럼 분석기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 광원 스펙트럼 분석용 분광기의 전 영역 교정 장치에서 정보 획득 방법은, 입력 광원에서 발생한 빛을 스캔하여 특정 파장을 선택하는 단계; 상기 선택된 특정 파장의 빛에서 카메라를 통해 픽셀 정보의 신호를 감지하는 단계; 상기 선택된 특정 파장의 빛에서 광 스펙트럼 분석을 통해 광 스펙트럼 파장 정보를 얻는 단계; 및 상기 얻은 광 스펙트럼 파장 정보와 상기 감지된 픽셀 정보를 일대일 매핑시켜 입력 광원의 전 영역에 대한 정확한 파장 정보 및 픽셀 정보를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 스펙트로미터의 픽셀 정보와 입력 광원의 전 영역을 파장 스캔 필터를 사용하여 스캔함으로써 기존의 복잡한 방식에 비해 간단하면서 정확한 파장 정보 및 픽셀 정보를 얻을 수 있으므로 광원 분야 및 여러 가지 광원에 대한 적용이 가능하여 시장성이 좋다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광원 스펙트럼 분석용 분광기의 전 영역 교정 장치의 구조를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전 영역 교정 장치에서 파장 스캔 필터의 종류별 구조를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 전 영역 교정 장치에서 파장 정보 및 픽셀 정보를 획득하기 위한 방법을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 전 영역 교정 장치에서 측정된 광원의 픽셀 대 파장 정보의 그래프를 도시한 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
우선, 본 발명의 실시예에 따른 광원 스펙트럼 분석용 분광기의 전 영역 교정 장치의 구조를 첨부된 도면들을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광원 스펙트럼 분석용 분광기의 전 영역 교정 장치의 구조를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전 영역 교정 장치에서 파장 스캔 필터의 종류별 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, 전 영역 교정 장치는 써큘레이터(Circulator)(10), 파장 스캔 필터(Wavelength Scanning Filter)(20), 광섬유 커플러(Fiber Coupler)(30), 스펙트로미터(Spectrometer)(40), 광 스펙트럼 분석기(OSA : Optical Spectrum Analyzer)(50)를 포함하여 구성할 수 있다.
써큘레이터(10)는 입력 광원에서 발생한 빛을 파장 스캔 필터(20)로 전달한다.
파장 스캔 필터(20)는 써큘레이터(10)로부터 나온 빛을 스캔하여 빛을 파장별로 분리하고, 분리된 파장에서 특정 파장을 선택하여 선택된 파장의 빛을 광섬유 커플러(30)를 통해 스펙트로미터(40) 및 광 스펙트럼 분석기(50)로 입사시킨다. 또한, 파장 스캔 필터(20)는 상기 도 2a에 도시된 바와 같이, 투과형 파장 가변형 필터 또는 상기 도 2b에 도시된 바와 같이, 반사형 파장 가변형 필터로 구성될 수 있으며, 이 외에도 본 발명의 실시예를 수행할 수 있는 다른 종류의 필터를 적용할 수도 있다.
광섬유 커플러(30)는 광섬유에서 광 신호를 분배 결합하는 장치로서, 본 발명의 실시예서는 파장 스캔 필터(20)에서 선택된 파장의 빛을 스펙트로미터(40) 및 광 스펙트럼 분석기(50)로 분배한다.
스펙트로미터(40)는 파장 스캔 필터(20)로부터 입사된 선택된 파장의 빛에서 픽셀 정보를 감지 즉, 파장 스캔 필터(20)에서 선택되어 입사된 파장의 빛을 라인 스캔 카메라(CMOS 카메라 또는 CCD 어레이(array))(44)를 통해 해당 파장의 픽셀 정보로 신호를 감지한다.
또한, 스펙트로미터(40)는 콜리메이트(collimator)(41), 회절격자(diffraction grating, 또는 프리즘)(42), 포커싱 렌즈(focusing lens)(43) 및 라인 스캔 카메라(41)를 포함하여 구성할 수 있다.
콜리메이터(41)는 파장 스캔 필터(20)를 통해 분리된 빛이 입사되고, 입사된 빛(광)을 평행광으로 만들어준다. 여기서 입사된 빛은 광파이버의 끝단에서 유효NA를 지니고 발산하게 된다. 회절 격자(42)는 일정각을 가지고 입사된 빛을 파장별로 회절시킨다. 이때 회절된 빛은 파장별로 정렬되어 진행된다. 포커싱 렌즈(43)는 회절 격자(42)에 의해 일정각을 가지고 발산되는 회절된 빛을 다시 평행광으로 만들어준다.
광 스펙트럼 분석기(50)는 입사된 빛에서 광 스펙트럼 분석하여 광 스펙트럼의 파장 정보를 얻고, 스펙트로미터(40)에서 감지된 카메라의 픽셀 정보와 상기 광 스펙트럼의 파장 정보를 일대일 매핑시킴으로써 입력 광원의 전 영역의 정확한 파장 정보와 픽셀 정보를 획득한다.
상술한 바와 같이, 파장 스캔 필터(20)에서 파장을 선택하여 보내므로 해당 파장의 경로에 적합한 회절각을 지니게 된다. 따라서 회절된 해당 파장의 빛은 포커싱 렌즈(43)를 통과해 라인 스캔 카메라(CCD 또는 CMOS의 카메라)(44)로 입사된다. 이때 반응하는 픽셀이 해당 파장에 대한 픽셀 위치가 되는 것으로 파장 스캔 필터(20)에서 광원을 슬릿에 의해 분리할 경우, 스펙트로미터(40)에서는 라인 스캔 카메라(44)에서 모든 픽셀들에 대한 위치 정보를 획득하므로 스펙트로미터(40)의 픽셀에 대한 정보를 알 수 있게 된다. 하지만 상기 도 1의 파장 스캔 필터(20)와 스펙트로미터(40)만을 사용할 경우 해당 파장에 대한 픽셀 정보는 알 수 있으나 해당 파장의 정확한 값을 알지 못하므로 광 스펙트럼 분석기(50)를 통해 해당 파장 값을 측정하여 해당 파장의 정확한 값을 구한다.
상기 도 2를 참조하면, 파장 스캔 필터(20)는 투과형 파장 가변형 필터 및 반사형 파장 가변형 필터 중 하나로 구성될 수 있으며, 파장 스캔 필터(20)는 콜리메이터(collimator)(101), 회절 격자(diffraction grating)(102), 포커싱 렌즈(focusing lens)(103), 슬릿(Translating slit)(104) 및 거울(105)로 이루어져 있다. 여기서 투과형 파장 가변형 필터는 슬릿을 기준으로 콜리메이터(101), 회절 결자(102), 포커싱 렌즈(103)가 대칭 구조의 쌍으로 형성되어, 슬릿(104)에서 선택된 특정 파장의 빛을 역순으로 다시 진행되도록 한다. 반면, 반사형 파장 가변형 필터는 슬릿(104)에서 선택된 특정 파장의 빛을 반사시켜 빛이 역순으로 진행되도록 하기 위한 거울(105)이 형성되어 있다.
콜리메이터(101)는 써큘레이터(10)를 통해 입사된 빛을 평행광으로 회절 격자(102)에 입사시키고, 회절 격자(102)로부터 역순으로 진행되어 입사되는 빛을 스펙트로미터(40) 및 광 스펙트럼 분석기(50)로 입사시킨다.
회절 격자(102)는 입사된 평행광을 각기 다른 파장으로 분광시키고, 포커싱 렌즈(103)에서 역순으로 입사되는 빛을 콜리메이터(101)로 입사시킨다.
포커싱 렌즈(103)는 회절 격자로(102)부터 입사된 분광된 빛을 파장별로 정렬하고, 슬릿(104)으로부터 역순으로 입사되는 빛을 회절 격자(102)로 입사시킨다.
슬릿(104)은 좌우로 움직일 수 있는 단일 구조로서, 포커싱 렌즈(103)를 통해 입사된 분광된 빛에서 분광된 특정 파장을 선택한다.
이와 같이 구성된 광원 스펙트럼 분석용 분광기는 상술한 바와 같은 스펙트로미터(40)를 이용함으로써, 각 파장에 대한 픽셀 정보를 모두 함께 지니게 되며, 전 영역에 대한 픽셀 정보를 이용하여 보다 정확한 분광성능을 보이게 된다.
그러면 이와 같은 구조를 갖는 광원 스펙트럼 분석용 분광기의 전 영역 교정 장치에서 정확한 파장 정보 및 픽셀 정보를 획득하기 위한 방법을 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 전 영역 교정 장치에서 파장 정보 및 픽셀 정보를 획득하기 위한 방법을 도시한 도면이다.
상기 도 3을 참조하면, 210단계에서 전 영역 교정 장치는 광원을 입력받아 입력된 광원에서 나온 빛을 써큘레이터(10)를 통해 파장 스캔 필터(20)로 입사시킨다.
220단계에서 전 영역 교정 장치의 파장 스캔 필터(20)에서는 입사된 입력 광원의 빛을 스캔하여 특정 파장을 선택한 후, 230단계에서 선택된 특정 파장의 빛을 스펙트로미터(40) 및 광 스펙트럼 분석기(50)로 입사시킨다. 이러한 220단계 및 230단계를 구체적으로 설명하면, 입사된 광원의 빛은 콜리메이터(101)에 의해 평행광으로 회절 격자(102)에 입사되어 회절 격자(102)에 의해 각기 다른 파장으로 분광된다. 이렇게 분광된 빛은 포커싱 렌즈(103)에 의해 정렬되어 진행하고 슬릿(104)에 의해 특정 파장만이 선택되고, 선택된 파장의 빛은 다시 역순으로 포커싱 렌즈(103), 회절 격자(102) 및 콜리메이터(101)를 거쳐 스펙트로미터(40) 및 광 스펙트럼 분석기(50)로 입사된다.
240단계에서 전 영역 교정 장치의 스펙트로미터(40)에서는 입사된 선택 파장의 빛을 카메라를 통해 픽셀 정보로 신호를 감지한다. 이에 따라 250단계에서 광 스페트럼 분석기(50)는 스펙트로미터(40)에서 감지된 신호 즉, 카메라의 픽셀 정보와, 입사된 파장의 빛을 광 스펙트럼 분석하여 얻은 광 스펙트럼 파장 정보를 일대일 매핑시킨다. 이로 인해 260단계에서 전 영역 교정 장치는 일대일 매핑 결과에 따라 입력 광원의 전 영역에 대한 정확한 파장 정보 및 픽셀 정보를 획득한다.
이러한 과정을 통해 얻은 결과를 첨부된 도 5에 도시된 바와 같이 측정된 광원의 픽셀 대 파장 정보의 그래프로 표시할 수 있으며, 이를 통해 본 발명의 실시예에서는 입력 광원의 전 영역에 대한 픽셀 대 파장 정보를 얻을 수 있다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예들에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예들에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 발명청구의 범위뿐 만 아니라 이 발명청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (8)

  1. 입력 광원에서 발생한 빛을 스캔하여 특정 파장을 선택하는 파장 스캔 필터;
    상기 파장 스캔 필터에서 선택된 특정 파장의 빛이 입사되면 입사된 빛에서 카메라를 통해 파장별 픽셀 정보를 감지하는 스펙트로미터; 및
    상기 파장 스캔 필터에서 선택된 특정 파장의 빛에서 광 스펙트럼 분석을 통해 광 스펙트럼 파장 정보를 얻고, 얻은 광 스펙트럼 파장 정보와 상기 스펙트로미터에서 감지된 픽셀 정보를 일대일 매핑시켜 입력 광원의 전 영역에 대한 정확한 파장 정보 및 픽셀 정보를 획득하는 광 스펙트럼 분석기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 스펙트럼 분석용 분광기의 전 영역 교정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    입력 광원에서 발생한 빛을 상기 파장 스캔 필터로 전달하는 써큘레이터; 및
    상기 파장 스캔 필터에서 선택된 파장의 빛을 상기 스펙트로미터 및 상기 광 스펙트럼 분석기로 분배하는 광섬유 커플러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 스펙트럼 분석용 분광기의 전 영역 교정 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 파장 스캔 필터는,
    상기 입력 광원에 발생한 빛을 평행광으로 입사시키는 콜리메이터;
    상기 콜리메이터로부터 입사된 평행광을 각기 다른 파장으로 분광시키는 회절격자;
    분광된 빛을 파장별로 정렬하는 포커싱 렌즈; 및
    상기 포커싱 렌즈를 통해 입사된 파장별 빛에서 분광된 특정 파장을 선택하는 슬릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 스펙트럼 분석용 분광기의 전 영역 교정 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 파장 스캔 필터는,
    반사형 파장 가변형 필터를 이용하며, 상기 슬릿에 의해 선택된 특정 파장의 빛을 반사시켜 역순으로 진행시키는 거울을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 스펙트럼 분석용 분광기의 전 영역 교정 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 파장 스캔 필터는 투과형 파장 가변형 필터를 이용하며, 상기 슬릿을 기준으로 상기 콜리메이터, 상기 회절 격자 및 상기 포커싱 렌즈가 서로 대칭된 구조의 쌍으로 형성되어 상기 선택된 파장의 빛을 역순으로 진행시킴을 특징으로 하는 광원 스펙트럼 분석용 분광기의 전 영역 교정 장치.
  6. 입력 광원에서 발생한 빛을 스캔하여 특정 파장을 선택하는 단계;
    상기 선택된 특정 파장의 빛에서 카메라를 통해 파장별 픽셀 정보를 감지하는 단계;
    상기 선택된 특정 파장의 빛에서 광 스펙트럼 분석을 통해 광 스펙트럼 파장 정보를 얻는 단계;
    상기 얻은 광 스펙트럼 파장 정보와 상기 감지된 픽셀 정보를 일대일 매핑시켜 입력 광원의 전 영역에 대한 정확한 파장 정보 및 픽셀 정보를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 스펙트럼 분석용 분광기의 전 영역 교정 장치에서 정보 획득 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 입력 광원에서 발생한 빛을 스캔하여 특정 파장을 선택하는 단계는,
    상기 입력 광원에 발생한 빛을 평행광으로 입사시키는 단계;
    상기 입사된 평행광을 각기 다른 파장으로 분광시키는 단계;
    분광된 빛을 파장별로 정렬하는 단계; 및
    정렬된 빛에서 분광된 특정 파장을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 스펙트럼 분석용 분광기의 전 영역 교정 장치에서 정보 획득 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 선택된 특정 파장의 빛을 역순으로 진행시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 스펙트럼 분석용 분광기의 전 영역 교정 장치에서 정보 획득 방법.
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