KR101937893B1 - 투과형 편광간섭 장치 및 이를 이용한 광위상 측정 장치 - Google Patents

Abstract

광원에서 조사되는 광을 입사하는 광입력 단자와, 상기 입사된 광을 분리하는 편광 빔 스플리터와, 상기 편광 빔 스플리터의 제1 면에 설치되어, 상기 편광 빔 스플리터를 투과한 제1 편광을 상기 편광 빔 스플리터로 반사하는 제1 미러와, 상기 제1 면에 수직으로 상기 편광 빔 스플리터의 제2 면에 부착되어, 상기 편광 빔 스플리터에서 반사된 제2 편광을 상기 편광 빔 스플리터로 반사하는 제2 미러와, 상기 제1 편광 및 상기 제2 편광이 복합되어 생성된 복합파가 투과 시료를 투과한 후 상기 투과 시료를 투과한 복합파를 외부로 출사하는 광출력 단자를 포함하는 투과형 편광간섭 장치가 제공된다. 여기서, 상기 광입력 단자, 상기 편광 스플리터, 상기 제1 미러, 상기 제2 미러, 상기 광출력 단자는 하우징 내에 수용된다.
또한, 상기 제2 미러는 상기 제2 면에 대해 고정된 고정 미러이고, 상기 제1 미러는 상기 제1 면에 대해 수직인 방향으로 변위될 수 있는 가동 미러이며, 상기 제1 미러의 변위에 의해 상기 제1 편광의 경로 길이와 상기 제2 편광의 경로 길이 간의 차이가 조절될 수 있다.

Description

투과형 편광간섭 장치 및 이를 이용한 광위상 측정 장치{Polarization interferometer for measuring transmissive objects and optical phase metrology device using the same}

본 발명은 측정 대상이 되는 시료를 투과한 광의 분광편광 정보를 나타내는 스토크스 벡터를 측정하기 위한 편광간섭 장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 각각의 구성 부품들을 어셈블리 별로 모듈화하여 휴대 가능한 패키지로 구현한 편광간섭 장치에 관한 것이다.

분광 스펙트럼 측정 기술은, 여러 분야에서 가장 정확하고 기대되는 해결방법 중에 하나로 손꼽히고 있다. 이러한 간섭계를 통한 편광 측정 기술을 조합하기 위하여, SD PS-OCT(spectral domain polarization-sensitive optical coherence tomography), 실시간 고감도 SPR(surface-plasmon resonance) 바이오 센싱 및 CD(circular dichroism) 와 같은 수많은 연구들이 이루어지고 있다. 또한 최근에는, 스토크스 벡터를 유도할 수 있는 분광 타원 측정기의 측정값으로부터 도출하고, 스펙트럼 간섭기와 스캐닝 방법을 대체하기 위하여, 복굴절 결정이나 듀얼 스펙트럼 감지 모듈을 간섭계와 조합한 스펙트럼 접근방식이 제안되고 있다.

그러나, 통상 PEM(photoelastic modulation) 방식을 이용한 기술은 정밀 측정능력을 갖추고 있으나, 단파장의 스토크스 벡터를 측정하는 경우 10ms, 스펙트럼 전 영역의 스토크스 벡터를 구하기 위해서는 수초 이상이 소요됨으로써, 측정 속도 면에서 단점이 있다.

이러한 문제점을 고려하여, 한국특허공보 제1812608호는, 외부 진동 등에 의한 외란에 강인한 일체형 편광간섭계(polarization interferometer) 및 이를 적용한 스냅샷 기반의 편광계(spectrometer)를 제안한 바 있다. 이러한 스냅샷 기반의 분광계를 통해, 종래의 기계적인 편광소자 회전방식이나 전기적인 변조소자 방식의 분광편광 측정기술에서 문제 되었던 측정의 반복도 및 안정도 성능을 제공할 수 있게 되었다.

이러한 편광간섭계 및 분광계를 통해 스냅샷 기반으로 신속하고 안정적인 측정이 가능해진다. 다만, 이러한 편광간섭계 및 분광계는 고가이면서도 대형화된 제품으로 구현되는 것이 일반적이다. 따라서, 신속하고 안정적인 측정이 가능하면서도, 장치의 크기를 소형화하여 휴대가 가능하게 하고, 시료의 장착이나 부품의 교체를 용이하게 할 수 있는 편광간섭계 및 분광계를 개발할 필요가 있다.

한국특허공보 1812608호 (2017. 12. 20. 등록)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 소형화되고 휴대 가능한 스냅샷 기반의 편광간섭 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기 편광간섭 장치에 다양한 시료를 적응적으로 장착할 수 있고 부품의 교체나 수리를 용이하게 하는 것이다.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 편광간섭 장치에 의해 제공되는 광경로 길이의 차이도 정확하게 설정할 수 있게 함으로써 결과적으로 분광계의 분광 측정 성능을 향상시키는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 투과형 편광간섭 장치는, 광원에서 조사되는 광을 입사하는 광입력 단자; 상기 입사된 광을 분리하는 편광 빔 스플리터; 상기 편광 빔 스플리터의 제1 면에 설치되어, 상기 편광 빔 스플리터를 투과한 제1 편광을 상기 편광 빔 스플리터로 반사하는 제1 미러; 상기 제1 면에 수직으로 상기 편광 빔 스플리터의 제2 면에 부착되어, 상기 편광 빔 스플리터에서 반사된 제2 편광을 상기 편광 빔 스플리터로 반사하는 제2 미러; 상기 제1 편광 및 상기 제2 편광이 복합되어 생성된 복합파가 투과 시료를 투과한 후 상기 투과 시료를 투과한 복합파를 외부로 출사하는 광출력 단자; 및 상기 광입력 단자, 상기 편광 스플리터, 상기 제1 미러, 상기 제2 미러, 상기 광출력 단자를 수용하는 하우징을 포함한다.

이 때, 상기 제2 미러는 상기 제2 면에 대해 고정된 고정 미러이고, 상기 제1 미러는 상기 제1 면에 대해 수직인 방향으로 변위될 수 있는 가동 미러이며, 상기 제1 미러의 변위에 의해 상기 제1 편광의 경로 길이와 상기 제2 편광의 경로 길이 간의 차이가 조절될 수 있다.

본 발명에 따른 편광간섭 장치에 의하면, 스냅샷 기반으로 신속한 시료의 측정이 가능하면서도, 저비용, 소형화 및 휴대성을 제고할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 편광간섭 장치에 의하면, 투과 시료를 용이하게 착탈할 수 있고, 다양한 요인으로 발생하는 광경로 길이에 관한 오차도 용이하게 제거할 수 있기 때문에, 결과적으로 얻어지는 측정 정밀도를 제고할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 투과형 편광간섭 장치의 개념도이다.
도 2는 투과형 편광간섭 장치, 광원 및 분광계를 함께 패키지화 한 광위상 측정 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 투과형 편광간섭 장치의 세부적인 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 편광 빔 스플리터 및 복수의 미러들을 도시한 도면이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 투과형 편광간섭 장치의 사시도이다.
도 5b는 도 5a의 투과형 편광간섭 장치를 저면에서 바라본 사시도이다.
도 6a는 도 5a의 투과형 편광간섭 장치에서 상부 덮개들을 제거하고 상방으로부터 바라본 사시도이다.
도 6b는 도 6a의 투과형 편광간섭 장치를 상방에서 바라본 평면도이다.
도 7a는 편광간섭 어셈블리를 포함한 제1 수용 공간을 도시한 사시도이다.
도 7b는 도 7a에서 편광간섭 어셈블리만을 도시한 사시도이다.
도 8은 지그 어셈블리를 포함하는 제2 수용 공간을 도시한 사시도이다.
도 9는 광출력 어셈블리를 포함하는 제3 수용 공간을 도시한 사시도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 투과형 편광간섭 장치(100)의 개념도이다. 투과형 편광간섭 장치(100)는 광원에서 조사되는 광을 입사하는 광입력 단자(101), 편광간섭 장치(100)로부터 광을 분광계(spectrometer)로 출사하는 광출력 단자(102) 및 양 단자(101, 102)를 장착한 하우징(190)을 포함하여 구성될 수 있다. 이와 같이, 투과형 편광간섭 장치(100)는 상기 광원이나 분광계로부터 착탈 가능한 하우징(190)으로 구성될 수 있기 때문에 소형화 및 휴대가 가능하다는 장점이 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 투과형 편광간섭 장치(100)는 광원(200) 및 분광계(300)와 함께 광위상 측정 장치(500) 내에 패키지화 될 수도 있다. 이 때, 광원(200)의 광출력 단자(201)와 투과형 편광간섭 장치(100)의 광입력 단자(101) 사이, 그리고 투과형 편광간섭 장치(100)의 광출력 단자(102)와 분광계(300)의 광입력 단자(301) 사이에는, 광을 전달하는 매체로서 광 파이버(optical fiber) 내지 광 케이블(optical cable, 10, 20)이 연결될 수 있다.

광원(200)으로는 백색 광원(white light source), 예를 들면 100W 텅스텐-할로겐 램프(100W Tungsten-Halogen lamp)를 사용할 수 있으나, 이에 한하지 않고 다른 종류의 광원을 사용하는 것도 가능하다. 또한, 분광계(300)는, 한국특허공보 1812608호에서도 언급된 바와 같이, 스냅샷(snapshot/single shot) 방식으로 측정 대상이 되는 투과 시료의 분광편광 정보를 나타내는 스토크스 벡터(Stokes vector)를 실시간/고속으로 측정하기 위한 장치로 구성될 수 있다.

따라서, 광위상 측정 장치(500)는 기계적 회전기구나 전기적인 변조소자를 이용하지 않고, 단일의 간섭분광 데이터만을 통해 다파장에 대한 정보를 갖는 스토크스 벡터(Stokes vector)를 실시간으로 측정할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 투과형 편광간섭 장치(100)의 세부적인 구성을 도시한 블록도이다. 투과형 편광간섭 장치(100)는 광입력 단자(101), 편광 빔 스플리터(125), 제1 미러(127), 제2 미러(129), 광출력 단자(102)를 포함하여 구성되고, 모든 구성요소들(101, 102, 125, 127, 129)은 하우징 내에 수용되어 설치될 수 있다.

광입력 단자(101)는 광원(200)에서 조사되는 광을 입사하고, 상기 입사된 광은 편광 빔 스플리터(125)에서 분리된다. 이 때, 편광 빔 스플리터(125)를 구성하는 면들 중에서 2개의 면에는 2개의 미러(127, 129)가 설치되어 있다. 이 중에서 제1 미러(127)는 편광 빔 스플리터(125)의 제1 면에 설치되어, 상기 편광 빔 스플리터(125)를 투과한 제1 편광을 상기 편광 빔 스플리터(125)로 반사한다. 또한, 제2 미러(129)는 상기 제1 면에 수직으로 상기 편광 빔 스플리터(125)의 제2 면에 부착되어, 상기 편광 빔 스플리터(125)에서 반사된 제2 편광을 상기 편광 빔 스플리터(125)로 반사한다.

상기 제1 편광은 다시 편광 빔 스플리터(125)에서 반사되어 투과 시료(132) 쪽으로 향하고, 상기 제2 편광은 다시 편광 빔 스플리터(125)를 투과하여 투과 시료(132) 쪽으로 향하게 된다. 따라서, 상기 제1 편광 및 상기 제2 편광은 서로 간섭되면서 복합파의 형태로 투과 시료(132)를 투과한 후, 광출력 단자(102)를 통해 외부의 분광계(300)로 출사된다.

여기서, 상기 광입력 단자(101)와 상기 편광 빔 스플리터(125) 사이에는 제1 광학계(121, 122, 123)가 추가로 배치될 수 있고, 상기 투과 시료(132)와 상기 광출력 단자(102) 사이에는 제2 광학계(152)가 추가로 배치될 수 있다.

제1 광학계(121, 122, 123)는 예를 들어, 콜리메이팅 렌즈(collimating lens)(121), 선형 편광자(Linear Polarizer)(122), 아이리스(iris)(123)로 구성될 수 있다. 광입력 단자(101)를 통해 입력된 광은 콜리메이팅 렌즈(121)에서 평행광으로 변환된다. 이 평행광은 선형 편광자(122)에서 45° 방향으로 선형 편광될 수 있다. 또한, 아이리스(123)는 선형 편광자(122)를 통과한 선형 편광의 크기를 조절한다. 아이리스(123)에 의해 적정 크기로 조절된 선형 편광은 편광 빔 스플리터(125)로 입사된다.

한편, 제2 광학계(152)도 투과 시료(132)를 통과한 복합파를 45° 방향으로 선형 편광시키기 위한 선형 편광자(152)를 더 포함할 수 있으며, 이외에도 다양한 종류의 렌즈를 더 포함할 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 편광 빔 스플리터(125)는 제1 광학계(121, 122, 123)를 통과한 광을 편광 변조하는 일체형 편광 간섭계로서, 제1 면 및 제2 면에 각각 제1 미러(127) 및 제2 미러(129)가 설치되어 있다. 이러한 편광 빔 스플리터(125)는 제1 편광(P 편광)은 투과시켜 제1 미러(127)로 입사시키고, 제2 편광(S 편광)은 반사하여 제2 미러(129)로 입사시킨다. 구체적으로, 제1 미러(127)은 편광 빔 스플리터(125)의 일 측면에 부착되어 상기 P 편광을 반사하고, 제2 미러(129)는 편광 빔 스플리터(125)의 하면에 부착되어 상기 S 편광을 반사할 수 있다.

분광편광 신호에 고주파 신호를 생성하기 위해, 편광 빔 스플리터(125)를 투과한 후 제1 미러(127)에서 반사된 후 다시 편광 빔 스플리터(125)에서 상방으로 반사되는 P 편광의 광경로 길이와, 편광 빔 스플리터(125)에서 반사된 후 제2 미러(129)에서 반사되는 S 편광의 광경로 길이는 차이가 있다. 즉, 어느 한 광경로 길이가 다른 한 광경로 길이보다 대략 20~60μm 길게 형성할 수 있다. 이 때, P 편광의 광경로 길이가 길어도 무방하고 S 편광의 광경로 길이가 길어도 무방하다.

이러한 광경로 길이 차이를 발생시키기 위해, 편광 빔 스플리터(125)의 제1 면과 제1 미러(127)의 간격과, 편광 빔 스플리터(125)의 제2 면과 제2 미러(129) 간의 간격에 차이를 둘 수 있다. 즉, 제1 미러(127)와 제2 미러(129) 중 어느 하나가 다른 하나 보다 편광 빔 스플리터(125)의 해당 면으로부터 상기 광경로 길이의 차이(대략 20~60μm) 만큼 더 떨어져 있을 수 있다.

그런데, 투과형 편광간섭 장치(100)에 의해 제공되는 광경로 길이의 차이는 미세한 차이만으로도 최종 측정 결과에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 제조 오차나 외부 온도 등 다양한 요인에 의해 발생할 수 있는 투과형 편광간섭 장치(100)에서의 광경로 길이의 차이에 관한 오차를, 사전에 수행되는 캘리브레이션 과정을 통해 제거할 필요가 있다.

이를 위하여 본 발명에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 편광 빔 스플리터(125)의 서로 다른 면에 형성된 미러들(127, 129) 중 적어도 하나를 가동 미러로 구현하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 편광 빔 스플리터(125)의 하면에 형성된 제2 미러(129)는 편광 빔 스플리터(125)에 대해 고정된 고정 미러이고, 상기 제1 미러(127)는 편광 빔 스플리터(125)의 측면에 대해 수직인 방향으로 변위될 수 있는 가동 미러이다. 이와 같이, 제1 미러(127)를 가동 미러로 구현하여 편광 빔 스플리터(125)와의 간격을 조절함으로써 상기 광경로 길이의 차이를 최적으로 설정할 수 있는 것이다.

결국, 편광 빔 스플리터(125)에서 편광 변조된 두 개의 편광(P 편광, S 편광)은 복합파로서 편광 빔 스플리터(125)에서 상방으로 방출된 후 투과 시료(132)를 통과한다. 이와 같이 투과 시료(132)를 통과한 복합파는 선형 편광자(152)에서 45°방향으로 선형편광 됨으로써 간섭이 발생한다. 이러한 간섭파는 분광 센싱 모듈 내지 분광계(spectrometer, 300)로 입사된다. 분광계(300)는 예를 들어 센서 어레이 타입일 수 있으며, 투과 시료(132)의 분광편광 정보를 나타내는 스토크스 벡터를 스냅샷 방식으로(실시간 및 고속으로) 측정할 수 있다.

이하 도 5a 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 투과형 편광간섭 장치(100)의 구체적인 구성을 도시한 도면들이다. 전술한 광입력 단자(101), 제1 광학계(121, 122, 123), 편광 스플리터(125), 제1 미러(127), 제2 미러(129), 제2 광학계(127) 및 광출력 단자(102)는 하우징(190) 내에 수용된다.

도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 투과형 편광간섭 장치(100)의 사시도이다. 상기 장치(100)의 하우징(190)은 복수의 수용 공간(110, 130, 150)으로 구성될 수 있다. 제1 수용 공간(110)은 광입력 단자(101), 편광 스플리터(125), 제1 미러(127) 및 제2 미러(129)를 수용하기 위한 공간이다. 또한, 제2 수용 공간(130)은 상기 편광 스플리터(125)로부터 출사되는 복합파의 진행 방향과 나란하게 상기 투과 시료(132)를 고정하는 지그 어셈블리(140)를 수용하기 위한 공간이며, 제3 수용 공간(150)은 상기 투과 시료(132)를 투과한 복합파를 외부로 출사하는 광출력 단자(102)를 수용하기 위한 수용 공간이다.

이 때, 제1 수용 공간(110)에 형성된 광입력 단자(101)로 광이 입사되는 방향과, 제3 수용 공간(150)에 형성된 광출력 단자(102)로부터 광이 출사되는 방향은 서로 수직이다.

상기 제2 수용 공간(130)은 투과 시료(132)의 출납이 용이하도록 상기 제2 수용 공간(130)의 일면에 형성된 도어(139)를 포함한다. 이러한 도어(139)는 상기 편광 스플리터(125)로부터 출사되는 복합파의 진행 방향과 평행한 방향으로 연장되는 힌지부(131)에 의해 회동 가능하게 지지될 수 있다. 그리고, 후술하는 도 6b에서 보여지는 바와 같이, 사용자가 투과형 편광간섭 장치(100)를 편리하게 휴대하거나 이동할 수 있도록, 상기 도어(139)가 형성된 상기 제2 수용 공간(130)의 일면과 수직인 다른 면에 핸들(135)이 형성되어 있다. 또한, 제1 수용 공간(110)의 상면에는 상기 제1 수용 공간(110) 내부에 축적된 열을 외부로 배출할 수 있는 통기구(103)가 형성될 수 있다.

도 5a의 투과형 편광간섭 장치(100)를 저면에서 바라본 도 5b를 참조하면, 하우징(190)의 저면에는 상기 제1 내지 제3 수용 공간(110, 130, 150)을 일체로 커버하는 일체형 패널(105)이 형성된다. 즉, 하우징(190)의 상면은 각각의 수용 공간 별로 덮개(lid)가 형성되어 각 수용 공간 별 착탈이 가능한 구조로 되어 있음에 비해, 하우징(190)의 저면은 공통으로 된 일체형 패널(105)로 커버되므로, 조립이 보다 간편하고 견고한 구조를 제공할 수 있다.

이러한 일체형 패널(105)에는 상기 하우징(190)을 바닥으로부터 지지하기 위한 복수의 탄성 지지부(108)와, 상기 투과 시료(132)의 크기가 다소 큰 경우를 대비하여 투과 시료(132)가 외부로 연장되어 돌출될 수 있도록 투과창(107)이 형성될 수 있다.

도 6a는 도 5a의 투과형 편광간섭 장치(100)에서 상부 덮개들을 제거하고 상방으로부터 바라본 사시도이다. 여기서, 제1 수용 공간(110)과 제2 수용 공간(130)은 제1 격벽(104a)에 의해 구획되어 있으며, 제2 수용 공간(130)과 제3 수용 공간(150)은 상기 제1 격벽(104a)에 평행하게 대향하는 제2 격벽(104b)에 의해 구획되어 있다.

또한, 상기 제1 격벽(104a)에는 상기 제1 수용 공간(110)과 상기 제2 수용 공간(130) 사이에 연통할 수 있는 제1 연통구(106a)가 형성되고, 상기 제2 격벽(104b)에는 상기 제2 수용 공간(130)과 상기 제3 수용 공간(150) 사이에 연통할 수 있는 제2 연통구(106b)가 형성된다. 이러한 연통구(106a, 106b)의 존재로 인해, 각각 분리된 수용 공간(110, 130, 150)에도 불구하고, 상호 간의 광 전달에는 장애가 발생하지 않는다.

또한, 투과형 편광간섭 장치(100)의 상하 방향의 압축력을 지지하기 위한 충분한 강성을 확보하기 위해, 각각의 수용 공간(110, 130, 150)의 코너 부분에는 복수의 코너 빔들(117a 내지 117d, 137a, 157a 내지 157d)이 형성되어 있다. 하우징(190)은 기본적으로, 이러한 복수의 코너 빔들(117a 내지 117d, 137a, 157a 내지 157d) 사이에 전술한 격벽들(104a, 104b)을 포함한 복수의 평면 패널들이 덮혀지는 구조로 되어 있다.

도 6b는 도 6a의 투과형 편광간섭 장치(100)를 상방에서 바라본 평면도이다. 도 6b를 참조하면 제1 수용 공간(110)에는 편광간섭 어셈블리(120)가, 제2 수용 공간(130)에는 지그 어셈블리(140)가, 제3 수용 공간(150)에는 광출력 어셈블리(160)가 각각 수용될 수 있다. 이와 같이, 복수의 어셈블리(120, 140, 160)들이 기능적으로 분리되어 각각의 수용 공간에 수용되는 구조로 인하여, 일부 부품의 교체가 필요하거나 투과 시료(132)의 투입/배출이 필요한 경우에 전체 하우징을 개방하지 않고도 해당 수용 공간만을 개방하여 필요한 작업을 수행할 수 있게 된다.

도 7a는 편광간섭 어셈블리(120)를 포함한 제1 수용 공간(130)을 도시한 사시도이고, 도 7b는 편광간섭 어셈블리(120)만을 도시한 사시도이다.

상기 제1 수용 공간(110)에 수용되는 상기 광입력 단자(101), 상기 제1 선형 편광자(122), 상기 편광 스플리터(125), 상기 제1 미러(127) 및 상기 제2 미러(129)는, 함께 단일의 편광간섭 어셈블리(120)로 형성된다. 편광간섭 어셈블리(120)에는 다양한 렌즈(121a, 121b) 및 아이리스(123)도 더 포함될 수 있다. 상기 렌즈(121a, 121b)는 대표적으로 콜리메이팅 렌즈를 포함할 수 있다. 여기서, 복수의 광학계들(121a, 121b, 122, 123)은 서로 나란하게 일렬로 배열되며, 복수의 지지 바(128) 상에서 함께 고정되어 지지될 수 있다.

상기 편광 스플리터(125)는 상기 제1 선형 편광자(122)를 투과하는 광을 입사하는 제1 개구부(124a)와, 상기 제1 미러(127)와 상기 제2 미러(126)에서 반사되어 복합된 상기 복합파가 상기 투과 시료(132) 쪽으로 출사하기 위한 제2 개구부(124b)를 포함한다. 이 때, 상기 제1 개구부(124a) 및 상기 제2 개구부(124b)는 서로 수직인 방향으로 배치된다.

상기 편광간섭 어셈블리(120)는, 상기 제1 미러(127)가 상기 제1 면에 대해 수직인 방향으로 변위 가능하도록 가이드하는 가이드 바(1271)와, 사용자가 희망하는 값만큼 상기 제1 미러(127)가 상기 가이드 바(1271) 상에서 변위될 수 있도록 조절하는 조절 핀(1273)을 포함한다. 조절 핀(1273)을 이용하여 제1 미러(127)가 가이드 바(1271) 상에서 이동하게 하는 구조는 예를 들어 볼트-너트 메커니즘에 의해 구현될 수 있다.

도 8은 지그 어셈블리(140)를 포함한 제2 수용 공간(130)을 도시한 사시도이다. 상기 지그 어셈블리(140)는 브라켓(141)과 조절 핀(143)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 브라켓(141)은 투과 시료(132)를 지지하기 위해 제2 수용 공간(130)의 일측에 고정되고, 상기 조절 핀(140b)은 투과 시료(132)를 상기 브라켓(141) 상에 고정하되, 투과 시료(132)의 두께에 따라 조절 가능하도록 구성된다.

도 9는 광출력 어셈블리(160)를 포함한 제3 수용 공간(150)을 도시한 사시도이다. 광출력 어셈블리(160)는 기본적으로, 상기 투과 시료(132)와 상기 광출력 단자(102) 사이에 배치되어 상기 투과 시료(132)를 투과한 복합파를 간섭시키는 제2 선형 편광자(152)와 광출력 단자(102)를 포함하며, 추가적으로 렌즈 등 다양한 광학 요소(154)를 더 포함할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 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 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.

100: 투과형 편광간섭 장치 101: 광입력 단자
102: 광출력 단자 103: 통기구
104a, 104b: 격벽 105: 일체형 패널
106a, 106b: 연통구 107: 투과창
108: 탄성 지지부 110, 130, 150: 수용 공간
117, 137, 157: 코너 빔 120: 편광간섭 어셈블리
121: 콜리메이팅 렌즈 122, 152: 선형 편광자
123: 아이리스 124a, 124b: 개구부
125: 편광 빔 스플리터 127: 가동 미러
128: 지지 바 129: 고정 미러
131: 힌지부 132: 투과 시료
135: 핸들 139: 도어
140: 지그 어셈블리 141: 브라켓
143: 조절 핀 160: 광출력 어셈블리

Claims (5)

1. 광원에서 조사되는 광을 입사하는 광입력 단자;
   상기 입사된 광을 분리하는 편광 빔 스플리터;
   상기 편광 빔 스플리터의 제1 면에 설치되어, 상기 편광 빔 스플리터를 투과한 제1 편광을 상기 편광 빔 스플리터로 반사하는 제1 미러;
   상기 제1 면에 수직으로 상기 편광 빔 스플리터의 제2 면에 부착되어, 상기 편광 빔 스플리터에서 반사된 제2 편광을 상기 편광 빔 스플리터로 반사하는 제2 미러;
   상기 제1 편광 및 상기 제2 편광이 복합되어 생성된 복합파가 투과 시료를 투과한 후 상기 투과 시료를 투과한 복합파를 외부로 출사하는 광출력 단자; 및
   상기 광입력 단자, 상기 편광 빔 스플리터, 상기 제1 미러, 상기 제2 미러, 상기 광출력 단자를 수용하는 하우징을 포함하되,
   상기 제2 미러는 상기 제2 면에 대해 고정된 고정 미러이고, 상기 제1 미러는 상기 제1 면에 대해 수직인 방향으로 변위될 수 있는 가동 미러이며,
   상기 제1 미러의 변위에 의해 상기 제1 편광의 경로 길이와 상기 제2 편광의 경로 길이 간의 차이가 조절될 수 있으며,
   상기 광입력 단자로 광이 입사되는 방향과, 상기 광출력 단자로부터 광이 출사되는 방향은 서로 수직이며,
   상기 하우징은,
   상기 광입력 단자, 상기 편광 빔 스플리터, 상기 제1 미러 및 상기 제2 미러를 수용하기 위한 제1 수용 공간;
   상기 편광 빔 스플리터로부터 출사되는 복합파의 진행 방향과 나란하게 상기 투과 시료를 고정하는 지그 어셈블리를 수용하기 위한 제2 수용 공간; 및
   상기 투과 시료를 투과한 복합파를 외부로 출사하는 광출력 단자를 수용하기 위한 제3 수용 공간을 포함하는, 투과형 편광간섭 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 제2 수용 공간은 상기 투과 시료의 출납이 용이하도록 상기 제2 수용 공간의 일면에 형성된 도어를 포함하고,
   상기 하우징은 상기 도어가 형성된 상기 일면의 반대쪽에서, 상기 제1 내지 제3 수용 공간을 일체로 커버하는 일체형 패널을 포함하는, 투과형 편광간섭 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 지그 어셈블리는
   상기 제2 수용 공간 내의 일측에 고정되어 상기 투과 시료를 지지하기 위한 브라켓; 및
   상기 투과 시료의 두께에 따라 조절 가능하며 상기 투과 시료를 상기 브라켓에 대해 고정하기 위한 조절 핀을 포함하는, 투과형 편광간섭 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 수용 공간에 수용되는 상기 광입력 단자, 상기 편광 빔 스플리터, 상기 제1 미러 및 상기 제2 미러는 단일의 편광간섭 어셈블리로 형성되고,
   상기 편광간섭 어셈블리는, 상기 제1 미러가 상기 제1 면에 대해 수직인 방향으로 변위 가능하도록 가이드하는 가이드 바; 및
   사용자가 희망하는 값만큼 상기 제1 미러가 상기 가이드 바 상에서 변위될 수 있도록 조절하는 조절 핀을 포함하는, 투과형 편광간섭 장치.

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