KR101174403B1 - Spectroscopy Analysis Method and Apparatus for Spectroscopy and Imaging using Waveguide with Antenna - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소스로부터 발생된 전자기파를 안테나를 이용하여 집속함과 동시에 도파관을 통하여 전송하고, 이때 도파관 내부에 시료를 삽입하여 시료의 분광 특성을 조사할 수 있는 분광 분석 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일면에 따른 분광 분석 방법은, 도파관의 어느 한쪽 끝단 또는 양쪽 끝단에 전자기파의 집속을 위한 안테나가 결합된 구조물을 이용하여, 상기 안테나에 의하여 집속된 전자기파를 상기 도파관 내부의 시료에 통과시키고, 상기 시료를 통과한 전자기파를 검출하여 분광을 분석하기 위한 것을 특징으로 한다. 또한, 도파관 또는 안테나의 전자기파 출사 끝단에 시료를 설치하여 상기 분광 분석을 할 수 있으며, 상기 구조물 또는 시료의 이동을 이용한 시료에 대한 이미징을 얻을 수 있다.The present invention relates to a spectroscopic analysis method and apparatus for focusing electromagnetic waves generated from a source using an antenna and simultaneously transmitting them through a waveguide, and inserting a sample into the waveguide to investigate the spectral characteristics of the sample. In the spectroscopic analysis method according to an aspect of the present invention, by using a structure in which an antenna for focusing the electromagnetic wave is coupled to one or both ends of the waveguide, the electromagnetic wave focused by the antenna passes through the sample inside the waveguide. And detecting spectroscopy by detecting electromagnetic waves passing through the sample. In addition, the spectroscopic analysis may be performed by installing a sample at the end of the electromagnetic wave output of the waveguide or antenna, and imaging of the sample using the movement of the structure or the sample may be obtained.
Description
본 발명은 전자기파(electromagnetic wave)를 이용한 시료의 분광 분석 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히, 소스로부터 발생된 전자기파를 안테나를 이용하여 집속함과 동시에 도파관을 통하여 전송하고, 이때 도파관 내부에 시료를 삽입하거나 또는 전자기파 출사 끝단에 시료를 삽입하여 시료를 통과한 전자기파를 검출하여 분광 특성을 조사할 수 있는 분광 분석 방법 및 장치에 관한 것이다. 또한, 상기 구조물 또는 시료의 이동을 이용한 시료에 대한 이미징을 얻을 수 있다.The present invention relates to a method and apparatus for spectroscopic analysis of a sample using electromagnetic waves. In particular, the electromagnetic wave generated from a source is focused using a antenna and simultaneously transmitted through a waveguide, and a sample is inserted into the waveguide. The present invention relates to a spectroscopic analysis method and apparatus capable of investigating spectral characteristics by detecting an electromagnetic wave passing through a sample by inserting a sample at the end of electromagnetic wave emission. In addition, imaging of the sample using the movement of the structure or the sample can be obtained.
분광분석법이란 원자 또는 분자, 이온에 의해 유발되는 전자기파의 흡수, 방출, 산란을 이용하여 원자나 분자의 정성 및 정량적 특성을 측정하는 것을 말한다. 과거에는 주로 가시광선을 이용하여 프리즘을 이용, 파장별로 분리되는 스펙트럼을 사용하였으나 점차 자외선, 적외선, X-선, 마이크로파, 라디오파 등의 다양한 전자기파의 영역으로 그 범위가 확대되었으며 최근에는 질량 분석법, acoustic, electron 등 다양한 방법이 사용되고 있다. Spectroscopic analysis is the measurement of the qualitative and quantitative properties of an atom or molecule by the absorption, emission, and scattering of electromagnetic waves induced by atoms, molecules, or ions. In the past, the spectrum was separated by wavelength using prism mainly using visible light, but the range was gradually expanded to various electromagnetic waves such as ultraviolet rays, infrared rays, X-rays, microwaves, and radio waves. Various methods, such as acoustic and electron, are used.
가장 일반적으로 많이 사용되고 있는 분광 분석 방법으로는, 도 1의 110과 같이 시료의 유무에 따른 신호(R/S)의 주파수에 대한 변화를 측정하거나, 도 1의 120과 같이 시료의 회전에 따른 반사율의 변화(brewster's angle)를 측정하여 시료가 가지는 실수 굴절률 값을 측정하거나, 또는 도 1의 130과 같이 시료에서 반사되는 신호의 주파수에 대한 변화를 측정하는 등 다양한 방법이 사용되고 있다. As the spectral analysis method most commonly used, the change in the frequency of the signal (R / S) according to the presence or absence of the sample as shown in 110 of FIG. 1, or the reflectance according to the rotation of the sample as shown in 120 of FIG. Various methods are used to measure the real refractive index value of the sample by measuring the brewster's angle, or to measure the change in frequency of the signal reflected from the sample as shown in 130 of FIG. 1.
이러한 분광 방법은 대부분 광학 영역에서 사용되어왔으며 전자기파 영역에서도 동일한 방법이 사용되고 있다. 그러나, 동일한 측정 방법에 있어 광학적 영역에서의 측정에서는 시료의 양에 한계성이 적으나 전자기파를 이용한 측정 방법은 전자기파의 특성 상 시료의 양 뿐만 아니라 시료의 두께에도 많은 제약이 따른다. 하나의 해결 방안으로 도 2의 210과 같은 두 개의 평판면이나 프리즘을 이용한 입사파의 다중 반사를 이용한 ATR (attenuated total reflection) 방법이 사용되고 있다. 그러나, 이러한 방법은 전자기파의 입사 및 정렬, 반사 횟수 등에 많은 제약이 따른다. 한 예로 최근 테라헤르츠 전자기파(Terahertz electromagnetic wave)를 이용한 시료의 분광 분석이 이루어지고 있으나 여전히 박막이나 미립자 형태의 시료의 양이 적을 경우 그 측정이 매우 어렵다. 이를 해결하기 위하여, 도 2의 220과 같이 도파관 양 끝단에 렌즈를 부착하고 도파관 내부에 전자기파를 집속하여 측정한 결과가 보고된 바 있다. 그러나, 이러한 광학계를 이용할 경우 광학계 자체에 의한 반사 손실(도 3의 320)뿐만 아니라 광학계의 위치에 따른 (도 3의 330) 반사 및 회절이 발생한다. 또한, 초점 거리에 따른 집속 효율 및 주파수에 따른 광학 재료의 굴절률 차이에 의해 디포커싱(defocusing)(도 3의 340)이 발생하게 된다. Most of these spectroscopic methods have been used in the optical domain, and the same method is used in the electromagnetic domain. However, in the same measurement method, the amount of sample is limited in the measurement in the optical domain, but the measurement method using electromagnetic waves has many limitations on the thickness of the sample as well as the amount of the sample due to the characteristics of the electromagnetic wave. As one solution, an attenuated total reflection (ATR) method using multiple reflections of incident waves using two flat surfaces or prisms as shown in FIG. 2 is used. However, this method is subject to a number of restrictions, such as the incident and aligned electromagnetic waves, the number of reflections. As an example, spectroscopic analysis of samples using terahertz electromagnetic waves has been performed recently, but the measurement is very difficult when the amount of samples in the form of thin films or particles is still small. In order to solve this problem, as shown in FIG. 2, the measurement results are obtained by attaching a lens to both ends of the waveguide and focusing electromagnetic waves inside the waveguide. However, when such an optical system is used, reflection and diffraction occur depending on the position of the optical system (330 of FIG. 3) as well as the reflection loss due to the optical system itself (320 of FIG. 3). In addition, defocusing (340 of FIG. 3) may occur due to a focusing efficiency according to a focal length and a refractive index difference of an optical material according to a frequency.
전자기파를 이용한 분광이나 이미징에 있어 일반적으로는 도 4의 410 과 같이 평면파를 넓은 면적의 시료에 그대로 입사시키는 방법이 사용되고 있으나 이러한 방법은 시료의 위치별 특성 및 두께 차이에 의하여 측정 결과에 많은 오차를 수반하게 된다. 하나의 해결 방법으로 도 4의 420과 같이 좁은 핀홀(pinhole)을 이용하여 시료의 좁은 영역에만 전자기파를 투과 시키는 방법이 사용되고 있으나 이러한 방법은 신호의 손실 및 측정 신호의 신호 대 잡음비가 매우 낮은 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 도 4의 430과 같이 신호를 미리 초점 지도록 하거나 도 4의 440과 같이 초점 된 빔을 다시 핀홀을 이용하는 방법이 사용되고 있으나 여전히 신호의 감소 및 핀홀에서의 회절과 같은 문제가 발생하게 된다. In spectroscopy or imaging using electromagnetic waves, a method of injecting plane waves into a large-area sample as it is, as shown in 410 of FIG. 4 is generally used. It is accompanied. As one solution, a method of transmitting electromagnetic waves only to a narrow area of a sample using a narrow pinhole as shown in 420 of FIG. 4 has been used. However, this method has a disadvantage in that a signal loss and a signal-to-noise ratio of a measurement signal are very low. have. In order to compensate for this drawback, a method of prefocusing the signal as shown in 430 of FIG. 4 or using pinhole again in the focused beam as shown in 440 of FIG. 4 is still used. However, problems such as signal reduction and diffraction in the pinhole still occur. Done.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 빔 정렬이 용이할 뿐만 아니라 집속 효율을 높일 수 있도록 소스로부터 발생된 전자기파를 안테나를 이용하여 집속함과 동시에 도파관을 통하여 전송하고, 이때 도파관 내부에 시료를 삽입하거나 또는 전자기파 출사 끝단에 시료를 삽입하여 시료의 분광 특성을 조사할 수 있는 분광 분석 방법 및 장치를 제공하는 데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to focus the electromagnetic waves generated from a source using an antenna and transmit them through a waveguide at the same time to facilitate beam alignment and to increase the focusing efficiency. In this case, the present invention provides a spectroscopic analysis method and apparatus capable of investigating the spectral characteristics of a sample by inserting a sample inside the waveguide or by inserting the sample at the end of the electromagnetic wave emission.
또한, 다양한 형태의 안테나나 도파관의 사용이 가능하므로 시료의 종류나 형태, 시료 측정 방법, 측정 주파수 영역 등을 달리할 수 있는 분광 분석 방법 및 장치를 제공하는 데 있다. In addition, various types of antennas and waveguides can be used to provide a spectroscopic analysis method and apparatus capable of varying the type and shape of a sample, a sample measuring method, a measuring frequency range, and the like.
그리고, 분광 이외에도 시료의 고해상도 이미징이 가능하며 도파관 내부에 공진기나 필터를 설치함으로써 신호의 증폭이나 감쇠를 통하여 측정하고자 하는 주파수 범위를 선택적으로 선택할 수 있는 분광 분석 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.In addition to the spectroscopy, a high resolution imaging of a sample is possible, and a resonator or a filter is provided inside the waveguide to provide a spectroscopic analysis method and apparatus for selectively selecting a frequency range to be measured through amplification or attenuation of a signal.
먼저, 본 발명의 특징을 요약하면, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 분광 분석 방법은, 도파관의 어느 한쪽 끝단 또는 양쪽 끝단에 전자기파의 집속을 위한 안테나가 결합된 구조물을 이용하여, 상기 안테나에 의하여 집속된 전자기파를 상기 도파관 내부의 시료에 통과시키고, 상기 시료를 통과한 전자기파를 검출하여 분광을 분석하기 위한 것을 특징으로 한다.First, to summarize the features of the present invention, the spectroscopic analysis method according to an aspect of the present invention for achieving the above object, by using a structure in which an antenna for focusing the electromagnetic wave coupled to either or both ends of the waveguide And passing the electromagnetic wave focused by the antenna through a sample inside the waveguide, and detecting spectra by detecting the electromagnetic wave passing through the sample.
상기 도파관의 단면은 원형, 타원형, 또는 다각형 형태를 포함한다.The cross section of the waveguide comprises a circular, elliptical, or polygonal shape.
상기 안테나의 단면은 원형, 타원형, 다각형, 또는 코일 형태를 포함한다.The cross section of the antenna comprises a circular, elliptical, polygonal, or coil form.
상기 시료는 고체, 액체, 기체, 입자, 또는 가스 형태를 포함한다.The sample comprises a solid, liquid, gas, particle, or gaseous form.
상기 도파관 내부나 외부에 가열 수단 또는 냉각 수단을 설치하고, 상기 시료를 가열 또는 냉각하면서 전자기파를 통과시킬 수 있다.A heating means or a cooling means may be installed inside or outside the waveguide, and electromagnetic waves may be passed while heating or cooling the sample.
상기 도파관이나 안테나의 전자기파 출사 쪽 끝단에 검출기를 설치하여 신호를 바로 검출할 수 있다.A signal may be directly detected by installing a detector at an end of the electromagnetic wave emitting side of the waveguide or antenna.
상기 도파관의 중간에 홀이나 공극을 형성하고 상기 홀이나 공극을 관통하는 시료에 상기 전자기파를 통과시킬 수 있다.A hole or a gap may be formed in the middle of the waveguide, and the electromagnetic wave may pass through a sample passing through the hole or the gap.
제 1 구조물인 상기 구조물과 제 1 구조물과 유사한 제 2 구조물을 차례로 관통하도록 전자기파를 통과시키고, 제 1구조물이나 제 2구조물 내의 시료를 통과한 전자기파를 검출하여 분광을 분석할 수 있다. The electromagnetic wave may pass through the first structure and the second structure similar to the first structure, and the spectroscopic analysis may be performed by detecting the electromagnetic wave passing through the sample in the first structure or the second structure.
상기 도파관 내부에 공진기, 격자, 또는 광결정 구조물을 설치하여, 상기 전자기파의 신호의 증폭, 감쇠, 또는 주파수 변환이 이루어지도록 할 수 있다.A resonator, a grating, or a photonic crystal structure may be installed inside the waveguide to perform amplification, attenuation, or frequency conversion of the signal of the electromagnetic wave.
상기 도파관 내부에 시료를 채울 수 있도록 일정 공간이 형성된 공진기 구조물을 설치하고, 상기 전자기파에 의하여 상기 공진기 구조물 내부의 시료의 유전율 변화에 따른 공진 특성 변화를 분석할 수 있다.A resonator structure in which a predetermined space is formed to fill a sample inside the waveguide may be installed, and a change in resonance characteristics may be analyzed according to a change in dielectric constant of the sample inside the resonator structure by the electromagnetic wave.
그리고, 본 발명의 다른 일면에 따른 분광 분석 장치는, 도파관; 및 상기 도파관의 어느 한쪽 끝단 또는 양쪽 끝단에 전자기파의 집속을 위하여 결합된 안테나가 포함된 구조물을 포함하고, 상기 안테나에 의하여 집속 된 전자기파를 시료에 통과시키고, 상기 시료를 통과한 전자기파를 검출하여 분광을 분석하기 위한 것을 특징으로 한다.And, the spectroscopic analysis device according to another aspect of the present invention, the waveguide; And a structure including an antenna coupled to one or both ends of the waveguide for focusing electromagnetic waves, passing the electromagnetic waves focused by the antenna through a sample, and detecting the electromagnetic waves passing through the sample. Characterized in that for analyzing.
상기 도파관의 전자기파 출사 쪽 끝단에 검출기를 설치하여 신호를 바로 검출할 수 있다.A signal may be directly detected by installing a detector at an end of the electromagnetic wave emitting side of the waveguide.
상기 분광 분석 장치는, 상기 도파관의 전자기파 출사 쪽 끝단에 시료를 설치할 수 있으며 시료의 2차원 이동을 이용한 고해상도 이미징도 가능하다. The spectroscopic analyzer may be provided with a sample at the end of the electromagnetic wave emitting side of the waveguide, and high resolution imaging using two-dimensional movement of the sample may be possible.
상기 도파관 전자기파 출사 쪽 끝단에 시료를 설치 한후 다시 도파관을 연결하여 진행된 전자기파를 검출하여 상기 분광 분석이 이루어 질 수 있다.The spectroscopic analysis may be performed by installing a sample at the end of the waveguide electromagnetic wave emitting side, and then detecting the advanced electromagnetic wave by connecting the waveguide again.
상기 도파관의 중간에 홀이나 공극을 형성하고 상기 홀이나 공극을 관통하는 시료에 상기 전자기파를 통과시킬 수 있다. 이때, 시료의 2차원 이동을 이용한 고해상도 이미징도 가능하다.A hole or a gap may be formed in the middle of the waveguide, and the electromagnetic wave may pass through a sample passing through the hole or the gap. In this case, high resolution imaging using two-dimensional movement of the sample is also possible.
제 1 구조물인 상기 구조물과 제 1 구조물과 유사한 제 2 구조물 사이에 시료를 설치하고 제 1구조물, 시료, 제 2구조물을 통과한 전자기파를 검출하여 분광을 분석할 수 있다. 또한, 상기 도파관 끝에 일정한 형태의 안테나를 형성, 안테나 끝단에 시료를 설치한후 다시 안테나를 이용하여 신호를 집속하여 집속된 신호를 이용하여 분광 분석이 이루어 질 수 있다. 이때, 시료의 2차원 이동을 이용한 고해상도 이미징도 가능하다.Specimens may be analyzed by installing a sample between the first structure, a second structure similar to the first structure, and detecting electromagnetic waves passing through the first structure, the sample, and the second structure. In addition, a certain type of antenna is formed at the end of the waveguide, a sample is installed at the end of the antenna, and then the signal is focused by using the antenna, and spectroscopic analysis may be performed using the focused signal. In this case, high resolution imaging using two-dimensional movement of the sample is also possible.
상기 도파관 또는 안테나 끝단에 탐침봉을 접속시켜 탐침봉을 따라 전자기파를 전파시킬 수 있으며 탐침봉을 따라 진행한 전자기파를 탐침봉의 끝을 좁게 하여 진행된 전자기파를 시료의 좁은 영역에 집속, 좁은 영역에 대한 시료의 분광 분석이 가능하다. 또한, 시료의 2차원 이동을 이용한 고해상도 이미징도 가능하다.The probe rod may be connected to the end of the waveguide or antenna to propagate the electromagnetic wave along the probe rod, and the electromagnetic wave propagated along the probe rod may be narrowed at the tip of the probe rod to focus the electromagnetic wave on a narrow region of the sample, and spectroscopic analysis of the sample on the narrow region. This is possible. In addition, high resolution imaging using two-dimensional movement of a sample is also possible.
상기 도파관 내부에 공진기, 격자, 또는 광결정 구조물을 설치하여, 상기 전자기파의 신호의 증폭, 감쇠, 또는 주파수 변환이 이루어지도록 할 수 있다.A resonator, a grating, or a photonic crystal structure may be installed inside the waveguide to perform amplification, attenuation, or frequency conversion of the signal of the electromagnetic wave.
상기 도파관 내부에 시료를 채울 수 있도록 일정 공간이 형성된 공진기 구조물을 설치하고, 상기 전자기파에 의하여 상기 공진기 구조물 내부의 시료의 유전율 변화에 따른 공진 특성 변화를 분석할 수 있다.A resonator structure in which a predetermined space is formed to fill a sample inside the waveguide may be installed, and a change in resonance characteristics may be analyzed according to a change in dielectric constant of the sample inside the resonator structure by the electromagnetic wave.
본 발명에 따른 분광 분석 방법 및 장치에 따르면, 기존의 전자파 집속을 위한 반사경이나 렌즈를 안테나로 대체함으로써 빔 정렬이 용이할 뿐만 아니라 집속효율을 높일 수 있다. According to the spectroscopic analysis method and apparatus according to the present invention, by replacing an existing reflector or lens for the focusing of the electromagnetic wave with an antenna, not only beam alignment is easy but also the focusing efficiency can be increased.
또한, 다양한 형태의 안테나나 도파관의 사용이 가능하므로 시료의 종류나 형태, 시료 측정 방법, 측정 주파수 영역 등을 달리할 수 있다. In addition, various types of antennas and waveguides can be used, and thus the type and shape of a sample, a sample measuring method, and a measurement frequency range can be varied.
그리고, 본 발명에 따른 분광 분석 장치의 구조는 분광 이외에도 시료의 고해상도 이미징이 가능하며 도파관 내부에 공진기나 필터를 설치함으로써 신호의 증폭이나 감쇠를 통하여 측정하고자 하는 주파수 범위를 선택적으로 선택할 수 있다. In addition, the structure of the spectroscopic analyzer according to the present invention enables high resolution imaging of a sample in addition to spectroscopy, and by selecting a resonator or a filter inside the waveguide, a frequency range to be measured can be selectively selected through amplification or attenuation of a signal.
도 1은 종래의 분광 분석 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래의 다른 분광 분석 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 종래의 또 다른 분광 분석 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 종래의 평면파를 이용한 시료의 좁은 영역에 대한 분광 분석 및 이미징 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 분광 분석 장치의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 6는 본 발명의 일실시예에 따른 분광 분석 장치의 안테나와 도파관에 대한 다양한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 분광 분석 장치를 통한 시료의 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 분광 분석 장치의 도파관 내부에 가열/냉각 수단을 설치한 예이다.
도 9은 본 발명의 일실시예에 따른 분광 분석 장치의 도파관 한쪽 끝에 검출기를 설치한 예이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 안테나와 도파관을 이용한 시료의 분광 분석 및 이미징을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 분광 분석 장치의 도파관 내부에 공진기/격자/ 광결정을 설치한 예이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 분광 분석 장치의 도파관 내부에 설치된 공진기에 시료를 채워 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a conventional spectroscopic analysis method.
2 is a view for explaining another conventional spectroscopic analysis method.
3 is a view for explaining another conventional spectroscopic analysis method.
4 is a view for explaining the spectroscopic analysis and imaging method for a narrow region of a sample using a conventional plane wave.
5 is a view for explaining the concept of a spectroscopic analysis device according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of the antenna and the waveguide of the spectroscopic analysis device according to an embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining a method of measuring a sample through a spectroscopic analysis device according to an embodiment of the present invention.
8 is an example in which heating / cooling means is installed in a waveguide of a spectroscopic analyzer according to an embodiment of the present invention.
9 is an example in which a detector is installed at one end of a waveguide of a spectroscopic analyzer according to an embodiment of the present invention.
10 is a view for explaining the spectroscopic analysis and imaging of a sample using an antenna and a waveguide according to an embodiment of the present invention.
11 is an example in which a resonator / lattice / photonic crystal is installed inside a waveguide of a spectroscopic analyzer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a view for explaining a method of measuring a sample by filling a resonator installed in a waveguide of a spectroscopic analysis device according to an embodiment of the present invention.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.
도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 분광 분석 장치의 개념을 설명하기 위한 도면이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 분광 분석 장치는, 도파판(waveguide)과 도파관의 어느 한쪽 끝단 또는 양쪽 끝단에 결합된 안테나를 포함한다. 도파판과 안테나는 소정 금속으로 이루어질 수 있다. 5 is a view for explaining the concept of a spectroscopic analysis device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, a spectroscopic analysis device according to an embodiment of the present invention includes a waveguide and an antenna coupled to one or both ends of the waveguide. The waveguide and the antenna may be made of a predetermined metal.
도 6는 본 발명의 일실시예에 따른 분광 분석 장치의 안테나와 도파관에 대한 다양한 단면도이다. 도 6와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 분광 분석 장치의 도파관의 단면은 정사각형, 직사각형, 원형 등일 수 있으며, 필요에 따라 타원형이나, 마름모, 사다리꼴 등 다른 다각형 모양으로도 할 수 있다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따른 분광 분석 장치의 안테나의 끝 단면은 정사각형, 직사각형, 원형, 또는 복수 라인이 동심원으로 형성된 형태(예를 들어, 코일 형태) 등일 수 있고, 필요에 따라 타원형이나, 마름모, 사다리꼴 등 다른 다각형 모양으로도 할 수 있다.6 is a cross-sectional view of the antenna and the waveguide of the spectroscopic analysis device according to an embodiment of the present invention. As shown in Figure 6, the cross section of the waveguide of the spectroscopic analysis device according to an embodiment of the present invention may be square, rectangular, circular, etc., if necessary, may be in the shape of another polygon, such as oval, rhombus, trapezoid. In addition, the end cross section of the antenna of the spectroscopic analysis device according to an embodiment of the present invention may be a square, rectangular, circular, or a plurality of concentric circles (for example, coil form), etc. You can also use other polygon shapes, such as, rhombus, and trapezoids.
도 5와 같은 구조에서, 소정 소스에서 발생한 전자기파를 도파판을 통과시키고 한쪽 끝으로부터 출사되는 전자기파는 소정 검출기에서 분석되어 주파수별 신호 크기 등에 대한 전기적 신호가 생성될 수 있다. 이와 같은 검출기의 출력은 외부의 다른 프로세서의 처리를 거쳐 소정 디스플레이 수단에 전송됨으로써 그래프 등의 영상 형태로 화면에 표시될 수 있다. In the structure as shown in FIG. 5, the electromagnetic wave generated from a predetermined source passes through the waveguide and the electromagnetic wave emitted from one end may be analyzed by a predetermined detector to generate an electrical signal such as a signal size for each frequency. The output of such a detector may be displayed on the screen in the form of an image such as a graph by being transmitted to a predetermined display means after being processed by another external processor.
이와 같이, 본 발명에 따른 분광 분석 장치에서는, 기존의 렌즈를 안테나로 대체함으로써 렌즈 정렬 및 반사에 따른 빔 손실을 배제할 수 있도록 하였다. 대부분의 렌즈의 경우 주파수에 따른 재료의 굴절률 차이에 의하여 초점 거리가 달라지는 특성이 있으나 본 발명에서는 안테나를 이용함으로써 이러한 디포커싱(defocusing) 등의 영향이 없도록 한 것이다. 또한, 일정 소스로부터 발생된 전자기파는 안테나에 의하여 집속되어 도파관으로 입사되거나 출사됨으로써 집속 효율을 높일 수 있으며, 다양한 형태의 안테나 사용이 가능하므로 시료의 종류 및 특성에 따라 다양한 형태의 도파관을 접목 시킬 수 있도록 하였다. As described above, in the spectroscopic analyzer according to the present invention, by replacing an existing lens with an antenna, it is possible to exclude beam loss due to lens alignment and reflection. In the case of most lenses, the focal length is changed by the refractive index difference of the material according to the frequency, but in the present invention, the antenna is used so that such defocusing is not affected. In addition, electromagnetic waves generated from a certain source can be focused by the antenna to be incident or emitted into the waveguide to increase the focusing efficiency, and various types of antennas can be used so that various types of waveguides can be combined according to the type and characteristic of the sample. It was made.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 분광 분석 장치를 통한 시료의 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining a method of measuring a sample through a spectroscopic analysis device according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일실시예에 따른 분광 분석 장치는 도파관을 이용하여 시료를 측정이 가능하게 한 구조로서, 별도의 시료 홀더가 불필요하며, 도 7과 같이 시료의 종류, 두께, 양 등에 관계없이 시료를 도파관 내부 공간에 삽입하여 측정이 가능하다. 도 7의 710과 같이 도파관 내부에 소정 생물 또는 무생물의 박막 형태의 고체(solid)나 액체(Liquid) 등을 삽입하거나, 도 7의 720과 같이 도파관 내부에 좀 더 두꺼운 형태의 고체(solid)나 액체(Liquid) 등을 삽입하거나, 도 7의 730과 같이 소정 입자(particle), 가스(gas), 또는 기체(vapor) 상태의 물질을 삽입하고, 전자기파를 통과시켜 그 분광 스펙트럼을 분석할 수 있다. 즉, 측정하고자 하는 시료의 형태에 따라 그에 맞는 주파수 영역에서의 분광 스펙트럼 분석이 가능하도록 다양한 형태의 안테나나 도파관 사용이 가능하다. Spectroscopic analysis device according to an embodiment of the present invention is a structure that allows the sample to be measured using a waveguide, and does not require a separate sample holder, as shown in Figure 7 regardless of the type, thickness, quantity, etc. of the sample It can be measured by inserting into the waveguide internal space. As shown in 710 of FIG. 7, a solid or liquid, such as a thin film of a living or non-living matter, is inserted into the waveguide, or a thicker solid or liquid such as a thinner wave is shown in 720 of FIG. 7. A liquid or the like may be inserted, or a material in a particle, gas, or vapor state may be inserted as shown in 730 of FIG. 7, and the spectra spectrum may be analyzed by passing electromagnetic waves. . That is, according to the type of sample to be measured, various types of antennas or waveguides may be used to enable spectral spectrum analysis in a frequency domain corresponding thereto.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 분광 분석 장치의 도파관 내부에 가열/냉각 수단을 설치한 예이다.8 is an example in which heating / cooling means is installed in a waveguide of a spectroscopic analyzer according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 분광 분석 장치의 도파관 내부에는 도 8의 810과 같이 소정 가열 수단이 설치되거나 도 8의 820과 같이 소정 냉각 수단이 설치될 수 있다. 가열 수단은 외부에서 전압을 인가면 열을 발생시킬 수 있도록 일정 전기 전도도를 갖는 필라멘트 형태일 수 있으며, 냉각 수단은 외부의 차가운 온도를 전달하는 코일 형태로 권선한 소정 금속이거나 냉각수를 흐르게 할 수 있는 금속 파이프를 코일 형상으로 감은 형태일 수 있다. Inside the waveguide of the spectroscopic analyzer of the present invention, predetermined heating means may be installed as shown in 810 of FIG. 8 or predetermined cooling means as shown in 820 of FIG. 8. The heating means may be in the form of a filament having a constant electrical conductivity so as to generate heat when an external voltage is applied, and the cooling means may be a predetermined metal wound in the form of a coil that transmits an external cold temperature or may flow coolant. The metal pipe may be wound in a coil shape.
기존의 경우 온도 유지를 위한 별도로 챔버가 필요하였지만, 이와 같이 본 발명에서는 고온(high temperature)이나 극저온(Cryogenic spectroscopy) 하에서의 시료 측정에 있어, 도파관 내부에 소정 가열 수단이나 냉각 수단을 설치함으로써 쉽게 일정 온도를 유지하며 시료의 분광 스펙트럼 분석이 가능하다. In the conventional case, a separate chamber was required for maintaining the temperature. However, in the present invention, in the measurement of a sample under high temperature or cryogenic spectroscopy, a predetermined temperature is easily provided by installing a predetermined heating means or cooling means inside the waveguide. Spectral spectrum analysis of the sample is possible while maintaining.
도 8에는 도파관 내부에 소정 가열 수단이나 냉각 수단이 설치되는 예를 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 소정 가열 수단이나 냉각 수단이 도파관 외부에 설치될 수도 있다. 이때, 도파관 외부의 길이 방향을 따라 코일 또는 필라멘트 형태의 소정 가열 수단이나 냉각 수단을 감아 설치할 수 있다. 8 illustrates an example in which a predetermined heating means or a cooling means is installed inside the waveguide, but is not limited thereto, and the predetermined heating means or cooling means may be provided outside the waveguide as necessary. At this time, a predetermined heating means or cooling means in the form of a coil or filament may be wound around the longitudinal direction of the outside of the waveguide.
도 9은 본 발명의 일실시예에 따른 분광 분석 장치의 도파관 한쪽 끝에 검출기(detector)를 설치한 예이다.9 is an example in which a detector is installed at one end of the waveguide of the spectroscopic analysis device according to the embodiment of the present invention.
도 9와 같이, 본 발명의 분광 분석 장치는 전자기파가 입사되는 도파관의 한쪽 끝에 안테나를 결합하고, 도파관의 다른 쪽 끝은 검출기를 결합한 구조를 포함하고, 이에 따라 분광 측정을 쉽게 할 수 있다. 검출기는 도파관을 통과한 전자기파의 주파수 특성을 분석하여 주파수별 신호 크기 등에 대한 전기적 신호를 생성할 수 있다. 이와 같은 검출기의 출력은 외부의 다른 프로세서의 처리를 거쳐 소정 디스플레이 수단에 전송됨으로써 그래프 등의 영상 형태로 화면에 표시될 수 있다. As shown in FIG. 9, the spectroscopic analyzer of the present invention includes a structure in which an antenna is coupled to one end of a waveguide on which electromagnetic waves are incident, and the other end of the waveguide is coupled to a detector, thereby facilitating spectroscopic measurements. The detector may analyze the frequency characteristics of the electromagnetic wave passing through the waveguide to generate an electrical signal such as a signal size for each frequency. The output of such a detector may be displayed on the screen in the form of an image such as a graph by being transmitted to a predetermined display means after being processed by another external processor.
도 4에서 살펴본 바와 같이, 기존의 평면파를 이용한 시료 분광 분석 방법에서는, 빔 사이즈가 클 경우 시료의 넓은 면적에 대한 특성 분석은 가능하나 시료의 두께에 따른 오차나 시료 위치에 따른 특성 차이로 인하여 분광 정보에 많은 에러가 발생하게 된다. 해결 방안으로 대부분의 분광에서는 광학계를 이용하여 전자기파를 집속하여 사용하나 입사빔의 파장에 의하여 초점 사이즈가 결정되어 한계를 가진다. 핀홀을 이용하여 초점 사이즈를 줄일 수 있으나 핀홀에 의한 반사 손실 및 회절에 의한 영향을 배제할 수 없다. As shown in FIG. 4, in the conventional method of analyzing spectroscopy using plane waves, when the beam size is large, characterization of a large area of the sample is possible, but spectroscopy due to an error according to the thickness of the sample or a characteristic difference depending on the sample position. There are many errors in the information. As a solution, most spectroscopy uses an optical system to focus electromagnetic waves, but the focal size is determined by the wavelength of the incident beam. The pinhole can be used to reduce the focal size, but the reflection loss and diffraction caused by the pinhole cannot be excluded.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 도파관의 끝단의 좁은 출구를 이용한 시료의 분광 분석 및 이미징을 설명하기 위한 도면이다.10 is a view for explaining the spectroscopic analysis and imaging of the sample using a narrow exit of the end of the waveguide according to an embodiment of the present invention.
도 10의 1010과 같이, 본 발명의 분광 분석 장치는, 전자기파가 입사되는 도파관의 한쪽 끝에 안테나를 결합하고, 도파관의 끝단에 바로 시료를 설치하여 시료의 좁은 영역에 대한 분광 분석이 가능하다. 또한, 도파관 또는 시료의 2차원 이동(좌우 또는 상하)을 이용하여 시료에 대한 고해상도의 이미징을 얻을 수 있다. As shown in 1010 of FIG. 10, the spectroscopic analyzer of the present invention combines an antenna at one end of a waveguide into which electromagnetic waves are incident, and installs a sample directly at the end of the waveguide to enable spectroscopic analysis of a narrow region of the sample. In addition, high-resolution imaging of a sample can be obtained by using two-dimensional movement (left, right, up and down) of the waveguide or the sample.
또한, 도 10의 1020과 같이, 본 발명의 분광 분석 장치는, 도파관의 중간에 소정의 공극(hole)(도파관의 위, 아래, 또는 위와 아래에 모두)을 형성하고, 그 공극 내에 시료를 삽입하여 측정이 가능한 구조를 포함한다. 전자기파의 파장보다 매우 좁게 공극을 형성하여 신호의 손실이나 왜곡이 거의 없도록 함으로써, 상기 도파관 중간의 좁은 공극(hole)에 설치된 박막 형태의 시료에 대한 분광 분석이 가능하다. 또한, 도파관 또는 시료의 2차원 이동(좌우 또는 상하)을 이용하여 시료에 대한 고해상도의 이미징을 얻을 수 있다. In addition, as in 1020 of FIG. 10, the spectroscopic analyzer of the present invention forms a predetermined hole (both above, below, or above and below the waveguide) in the middle of the waveguide, and inserts a sample into the gap. It includes a structure that can be measured. By forming pores much narrower than the wavelength of the electromagnetic wave so that there is little loss or distortion of the signal, spectroscopic analysis of a thin film type sample provided in a narrow hole in the middle of the waveguide is possible. In addition, high-resolution imaging of a sample can be obtained by using two-dimensional movement (left, right, up and down) of the waveguide or the sample.
또한, 도 10의 1030과 같이, 본 발명의 분광 분석 장치는, 도 5와 같이 도파관의 양쪽 끝에 안테나가 결합된 구조물 두 개 사이에 시료를 설치하여 분광 분석이 가능하다. 본 구조는 시료를 통과한 전자기파를 다시 안테나를 이용하여 집속시킴으로써 얇은 시료뿐만 아니라 두꺼운 시료에 대한 분광 및 도파관(두 구조물의 어느 한쪽이나 양쪽의 도파관)이나 시료의 2차원 이동을 이용한 이미징이 가능하다. 이때, 도 10의 1030과 같이, 두개의 도파관 각각의 한쪽 끝의 안테나, 즉, 시료 쪽 안테나는 입사/출사 쪽의 안테나의 크기보다 작은 것이 바람직하다. 여기서, 도파관의 양쪽 끝에 안테나가 결합된 구조물 두 개를 서로 인접하도록 붙인 후, 어느 한쪽이나 양쪽의 구조물의 도파관 내부에 시료를 설치하고 전자기파가 두 구조물을 통과할 때의 분광 분석이 이루어지게 할 수도 있다. In addition, as shown in 1030 of FIG. 10, the spectroscopic analyzer of the present invention, spectroscopic analysis is possible by installing a sample between two structures coupled to the antenna at both ends of the waveguide as shown in FIG. In this structure, the electromagnetic waves passing through the sample are focused again using an antenna, so that not only thin samples but also spectroscopic and waveguides (waveguides on one or both of the two structures) or samples can be imaged using two-dimensional movement of the sample. . At this time, as shown in 1030 of Fig. 10, the antenna at one end of each of the two waveguides, that is, the sample antenna is preferably smaller than the size of the antenna on the incident / exit side. Here, two antenna-coupled structures may be attached to both ends of the waveguide adjacent to each other, and then a sample may be installed inside the waveguides of one or both structures, and spectroscopic analysis may be performed when electromagnetic waves pass through the two structures. have.
그리고, 도 10의 1040과 같이, 본 발명의 분광 분석 장치는, 도 4와 같이 도파관의 양쪽 끝에 안테나가 결합된 구조물(단, 출사 쪽의 안테나는 입사 쪽의 안테나보다 작음)의 전자기파의 출사 쪽에 담침봉(Probe)을 설치하고, 담침봉을 따라 진행한 전자기파를 시료에 집속시켜 좁은 영역에 대한 분광 분석이 가능하다. 본 탐침봉을 이용한 분광 분석이나 이미징의 경우 전자기파 파장 이하의 좁은 영역에 대한 측정이 가능하다. 이때 도파관 또는 탐침봉의 2차원 이동(좌우 또는 상하)을 이용하여 시료에 대한 고해상도의 이미징을 얻을 수 있다. And, as shown in 1040 of FIG. 10, the spectroscopic analysis device of the present invention, as shown in Figure 4, the antenna is coupled to both ends of the waveguide (where the antenna on the emission side is smaller than the antenna on the incident side) to the emission side of the A probe can be installed and the electromagnetic waves traveling along the rod can be focused on the sample for spectroscopic analysis of a narrow area. In the case of spectroscopic analysis or imaging using the probe, it is possible to measure a narrow area below the electromagnetic wave wavelength. At this time, high-resolution imaging of the sample may be obtained by using two-dimensional movement (left, right, up and down) of the waveguide or probe rod.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 분광 분석 장치의 도파관 내부에 공진기/격자/ 광결정 등의 필터를 설치한 예이다.11 is an example in which a filter such as a resonator / lattice / photonic crystal is installed inside a waveguide of a spectroscopic analysis device according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 분광 분석 장치는, 도 11의 1110과 같이 도파관 내부에 소정 공진기를 설치한 구조, 도 11의 1120과 같이 소정 격자(grating) 구조물을 설치한 구조, 또는, 도 11의 1130과 같이 광결정 구조물을 설치한 구조를 포함한다. 이와 같은 구조에서는, 공진기 구조물, 격자 구조물, 또는 광결정 구조물에 의한 전자기파 신호의 공진 형성이나 일부 차폐 등에 따라 전자기파 신호의 증폭 또는 감쇠가 가능하다. 또한, 이와 같은 구조에서는, 전자기파 신호의 주파수 변환이 이루어져 선택적 윈도우(window)(주파수 영역) 형성이 가능하여, 도파관 내부의 측정 시료에 대하여 측정하고자 하는 소정 주파수 대역에서의 측정을 위한 주파수 선택을 용이하게 할 수 있다. The spectroscopic analyzer of the present invention has a structure in which a predetermined resonator is provided inside a waveguide as shown in 1110 of FIG. 11, a structure in which a predetermined grating structure is provided as in 1120 of FIG. 11, or a photonic crystal as in 1130 of FIG. 11. It includes a structure in which a structure is installed. In such a structure, the amplification or attenuation of the electromagnetic wave signal is possible according to the resonance formation or partial shielding of the electromagnetic wave signal by the resonator structure, the grating structure, or the photonic crystal structure. In addition, in such a structure, the frequency conversion of the electromagnetic wave signal is performed to form a selective window (frequency domain), so that frequency selection for measurement in a predetermined frequency band to be measured with respect to the measurement sample inside the waveguide is easy. It can be done.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 분광 분석 장치의 도파관 내부에 설치된 공진기에 시료를 채워 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 12 is a view for explaining a method of measuring a sample by filling a resonator installed in a waveguide of a spectroscopic analysis device according to an embodiment of the present invention.
도 12와 같이, 본 발명의 분광 분석 장치는, 도파관 내부에, 시료를 채울 수 있도록 일정 공간이 형성된 공진기 구조물을 설치한 구조를 포함하고, 이러한 구조에 따라 공진기 내부에 고체, 액체, 입자, 가스, 또는 증기 형태의 시료를 채우고, 전자기파를 입사하여 출사되는 전자기파를 분광 분석함으로써, 전자기파에 의한 공진기 구조물 내부의 시료의 유전율 변화에 따른 공진 특성 변화를 측정할 수 있다. As shown in FIG. 12, the spectroscopic analyzer of the present invention includes a structure in which a resonator structure in which a predetermined space is formed in the waveguide to fill a sample, and solid, liquid, particle, and gas are disposed in the resonator according to the structure. By filling the sample in the form of, or vapor, and spectroscopically analyzing the electromagnetic wave emitted from the electromagnetic wave, it is possible to measure the change in resonance characteristics according to the change in dielectric constant of the sample inside the resonator structure caused by the electromagnetic wave.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. As described above, optimal embodiments have been disclosed in the drawings and the specification. Although specific terms have been used herein, they are used only for the purpose of describing the present invention and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from this. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
Claims (25)
상기 안테나에 의하여 집속된 전자기파를 상기 도파관 내부, 또는 상기 도파관의 전자기파 출사 쪽 끝단의 시료에 통과시키고, 상기 시료를 통과한 전자기파를 검출하여 분광을 분석하되,
상기 도파관 내부나 외부에 가열 수단 또는 냉각 수단을 설치하고, 상기 시료를 가열 또는 냉각하면서 상기 전자기파를 통과시키는 것을 특징으로 하는 분광 분석 방법.Using a structure in which an antenna for focusing electromagnetic waves is coupled to one or both ends of the waveguide,
Pass the electromagnetic wave focused by the antenna inside the waveguide or a sample at the end of the electromagnetic wave emitting side of the waveguide, and detect the electromagnetic wave passing through the sample to analyze the spectroscopy,
A heating or cooling means is provided inside or outside the waveguide, and the electromagnetic wave is passed while heating or cooling the sample.
상기 도파관의 단면은 원형, 타원형, 또는 다각형 형태를 포함하는 것을 특징으로 하는 분광 분석 방법.The method of claim 1,
The cross section of the waveguide comprises a circular, elliptical, or polygonal form.
상기 안테나의 단면은 원형, 타원형, 다각형, 또는 코일 형태를 포함하는 것을 특징으로 하는 분광 분석 방법.The method of claim 1,
The cross section of the antenna comprises a circular, elliptical, polygonal, or coil form.
상기 시료는 고체, 액체, 기체, 입자, 또는 가스 형태를 포함하는 것을 특징으로 하는 분광 분석 방법.The method of claim 1,
The sample comprises a solid, liquid, gas, particle, or gaseous form.
상기 도파관의 전자기파 출사 쪽 끝단에 시료를 설치하는 경우에, 상기 시료 또는 상기 도파관의 2차원 이동을 이용하는 것을 특징으로 하는 분광 분석 방법. The method of claim 1,
And a two-dimensional movement of the sample or the waveguide when a sample is provided at the end of the electromagnetic wave emitting side of the waveguide.
상기 도파관의 중간에 공극을 형성하고 상기 공극에 삽입된 시료에 상기 전자기파를 통과시키는 것을 특징으로 하는 분광 분석 방법.The method of claim 1,
And forming an air gap in the middle of the waveguide, and passing the electromagnetic wave through a sample inserted into the air gap.
제1 구조물인 상기 구조물과
다른 도파관의 어느 한쪽 끝단 또는 양쪽 끝단에 전자기파의 집속을 위한 안테나가 결합된 제2 구조물을 이용하여,
상기 제1 구조물과 상기 제2 구조물 사이에 시료를 설치하고 상기 제1 구조물, 상기 시료, 및 상기 제2 구조물을 차례로 관통하도록 상기 전자기파를 통과시키는 것을 특징으로 하는 분광 분석 방법.The method of claim 1,
The structure and the first structure
Using a second structure in which an antenna for focusing electromagnetic waves is coupled to one or both ends of the other waveguide,
And installing a sample between the first structure and the second structure, and passing the electromagnetic wave to sequentially pass through the first structure, the sample, and the second structure.
상기 시료 또는 상기 도파관의 2차원 이동을 이용하는 것을 특징으로 하는 분광 분석 방법.9. The method according to claim 7 or 8,
A two-dimensional movement of said sample or said waveguide.
제1 구조물인 상기 구조물과
다른 도파관의 어느 한쪽 끝단 또는 양쪽 끝단에 전자기파의 집속을 위한 안테나가 결합된 제2 구조물을 이용하여,
상기 제1 구조물 또는 상기 제2 구조물의 도파관 내부에 시료를 설치하고 상기 제1 구조물 및 상기 제2 구조물을 차례로 관통하도록 상기 전자기파를 통과시키는 것을 특징으로 하는 분광 분석 방법.The method of claim 1,
The structure and the first structure
Using a second structure in which an antenna for focusing electromagnetic waves is coupled to one or both ends of the other waveguide,
Spectroscopic analysis method characterized in that the sample is installed inside the waveguide of the first structure or the second structure and the electromagnetic wave passes through the first structure and the second structure in turn.
상기 도파관의 전자기파 출사 쪽 끝단에 탐침봉을 설치하여, 상기 탐침봉을 따라 진행한 전자기파를 이용하여 상기 분석이 이루어지는 것을 특징으로 하는 분광 분석 방법.The method of claim 1,
Probe rod is installed at the end of the electromagnetic wave emitting side of the waveguide, the spectroscopic analysis method characterized in that the analysis is carried out by using the electromagnetic waves traveling along the probe rod.
상기 시료 또는 상기 탐침봉의 2차원 이동을 이용하는 것을 특징으로 하는 분광 분석 방법.The method of claim 11,
Spectroscopic analysis method characterized in that using the two-dimensional movement of the sample or the probe.
상기 안테나에 의하여 집속된 전자기파를 상기 도파관 내부, 또는 상기 도파관의 전자기파 출사 쪽 끝단의 시료에 통과시키고, 상기 시료를 통과한 전자기파를 상기 도파관의 전자기파 출사 쪽 끝단에 설치된 검출기를 이용해 검출하여 분광을 분석하기 위한 것을 특징으로 하는 분광 분석 장치.wave-guide; And a structure including an antenna coupled to one or both ends of the waveguide for focusing electromagnetic waves.
Spectral analysis is performed by passing the electromagnetic wave focused by the antenna inside the waveguide or the sample at the end of the electromagnetic wave emitting side of the waveguide, and detecting the electromagnetic wave passing through the sample using a detector installed at the end of the electromagnetic wave emitting side of the waveguide. Spectroscopic analysis device characterized in that.
상기 도파관의 전자기파 출사 쪽 끝단에 시료를 설치하는 경우에, 상기 시료 또는 상기 도파관의 2차원 이동을 이용하는 것을 특징으로 하는 분광 분석 장치.16. The method of claim 15,
And a two-dimensional movement of the sample or the waveguide when a sample is provided at the end of the electromagnetic wave emitting side of the waveguide.
상기 도파관의 중간에 공극을 형성하고 상기 공극에 삽입된 시료에 상기 전자기파를 통과시키는 것을 특징으로 하는 분광 분석 장치.16. The method of claim 15,
And forming an air gap in the middle of the waveguide and passing the electromagnetic wave through a sample inserted into the air gap.
제1 구조물인 상기 구조물 이외에, 다른 도파관의 어느 한쪽 끝단 또는 양쪽 끝단에 전자기파의 집속을 위한 안테나가 결합된 제2 구조물을 더 포함하고,
상기 제1 구조물과 상기 제2 구조물 사이에 시료를 설치하고,
상기 제1 구조물, 상기 시료 및 상기 제2 구조물을 차례로 관통한 전자기파를 검출하여 분광을 분석하기 위한 것을 특징으로 하는 분광 분석 장치.16. The method of claim 15,
In addition to the first structure, the structure further includes a second structure in which an antenna for focusing electromagnetic waves is coupled to either or both ends of the other waveguide,
A sample is installed between the first structure and the second structure,
And a spectroscopic analyzer for detecting spectra by sequentially detecting electromagnetic waves passing through the first structure, the sample, and the second structure.
상기 시료 또는 상기 도파관의 2차원 이동을 이용하는 것을 특징으로 하는 분광 분석 장치.20. The method according to claim 18 or 19,
A spectroscopic analysis device using two-dimensional movement of the sample or the waveguide.
제1 구조물인 상기 구조물 이외에, 다른 도파관의 어느 한쪽 끝단 또는 양쪽 끝단에 전자기파의 집속을 위한 안테나가 결합된 제2 구조물을 더 포함하고,
상기 제1 구조물 또는 상기 제2 구조물의 도파관 내부에 시료를 설치하고 상기 제1 구조물 및 상기 제2 구조물을 차례로 관통하도록 상기 전자기파를 통과시키는 것을 특징으로 하는 분광 분석 장치.16. The method of claim 15,
In addition to the first structure, the structure further includes a second structure in which an antenna for focusing electromagnetic waves is coupled to either or both ends of the other waveguide,
Spectroscopic analysis device, characterized in that for installing the sample inside the waveguide of the first structure or the second structure and passing the electromagnetic wave to pass through the first structure and the second structure in turn.
상기 도파관의 전자기파 출사 쪽 끝단에 탐침봉을 설치하여, 상기 탐침봉을 따라 진행한 전자기파를 이용하여 상기 분석이 이루어지는 것을 특징으로 하는 분광 분석 장치.16. The method of claim 15,
Probe bar is installed at the end of the electromagnetic wave emitting side of the waveguide, the spectroscopic analysis device characterized in that the analysis is carried out by using the electromagnetic waves traveling along the probe rod.
상기 시료 또는 상기 탐침봉의 2차원 이동을 이용하는 것을 특징으로 하는 분광 분석 장치.The method of claim 22,
Spectroscopic analysis device using a two-dimensional movement of the sample or the probe rod.
상기 공진기, 격자, 또는 광결정 구조물에 의한 상기 전자기파의 신호의 증폭, 감쇠, 또는 주파수 변환이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 분광 분석 장치.The method of claim 15, further comprising a resonator, a grating, or a photonic crystal structure installed inside the waveguide,
And amplifying, attenuating, or frequency converting the signal of the electromagnetic wave by the resonator, grating, or photonic crystal structure.
상기 전자기파에 의하여 상기 공진기 구조물 내부의 시료의 유전율 변화에 따른 공진 특성 변화를 분석하는 것을 특징으로 하는 분광 분석 장치.The method of claim 15, further comprising a resonator structure having a predetermined space to fill the sample, the inside of the waveguide,
Spectroscopic analysis device characterized in that for analyzing the change in resonance characteristics according to the change in dielectric constant of the sample inside the resonator structure by the electromagnetic wave.
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|---|---|---|---|---|
| US5625293A (en) | 1995-05-01 | 1997-04-29 | Marrelli; John D. | Determination of the watercut of a multiphase flow directly from measured microwave frequency dielectric properties |
| JP2000019132A (en) * | 1998-07-02 | 2000-01-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Density measuring device for cryogenic fluid |
| JP2001194398A (en) | 2000-01-11 | 2001-07-19 | Yupiteru Ind Co Ltd | Microwave detector |
| JP2002131243A (en) * | 2000-10-25 | 2002-05-09 | Fuji Electric Co Ltd | Electromagnetic wave type apparatus for inspecting egg |
-
2010
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