KR20130040520A - 구동 반사경 기반의 헤테로다인 간섭계 및 이를 이용한 센서 - Google Patents

구동 반사경 기반의 헤테로다인 간섭계 및 이를 이용한 센서 Download PDF

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Abstract

본 발명은 구동 반사경 기반의 헤테로다인 간섭계 및 이를 이용한 센서가 개시한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 광신호를 출력하는 광원; 상기 광원에서 출력된 광신호를 반사광 및 투과광으로 분리하는 광분할기; 상기 반사광 및 투과광을 서로 다른 주파수로 변조하여 반사하는 구동 반사경; 및 상기 구동 반사경에 의해 주파수 변조된 광신호를 분석하는 검출부를 포함하는 헤테로다인 간섭계가 제공된다. 본 실시예에 따르면 저가의 비용으로 검출 정밀도를 높일 수 있는 장점이 있다.

Description

구동 반사경 기반의 헤테로다인 간섭계 및 이를 이용한 센서{Reflector-based optical heterodyne interferometry and sensor thereof}
본 발명은 구동 반사경 기반의 헤테로다인 간섭계 및 이를 이용한 센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저가로 제조되며 정밀도가 향상된 헤테로다인 간섭계 및 이를 이용한 센서에 관한 것이다.
두 개의 빛(혹은 파동)이 한 지점에서 만날 때, 이들을 서로 중첩되어 공간상에 그 에너지가 균일하게 분포되지 않고 어느 점에서는 극대가 되고 다른 점에서는 극소가 되는 현상이 발생한다. 이를 빛의 간섭 현상이라고 한다.
한 지점으로 조사되는 두 가지 빛의 상호 간섭 작용을 이용하는 간섭계(interferometry) 기반의 광학 센서 기술은 종래에 단순히 고정된 주파수만 가지는 서로 다른 두 개의 광원을 사용하던 것에서 최근에는 주파수 변조기 등을 사용하여 다양한 주파수를 가지는 다수의 광원을 사용하는 것에까지 그 영역이 확장되었다.
이러한 간섭계 기반 광학 센서 기술은 계측 대상을 통과(혹은 반사)한 신호 빛(signal light)과 참조 빛(reference light)과의 간섭 정보를 이용하여, 신호 빛의 변이를 유도시킨 물리량의 변화를 비접촉식으로 측정할 수 있다는 특성이 있다.
또한 간섭 현상을 이용하는 방법은 측정 정밀도가 높으며 비교적 넓은 범위의 변위를 측정할 수 있는 장점 때문에 간섭계의 구성 방법 면에서나 이를 이용한 광학 센서의 개발 분야에서 매우 활발히 연구되고 있다. 한편, 간섭 현상을 이용한 측정 기술은 간섭을 일으키는 두 빛의 주파수에 따라서 호모다인 간섭계과 헤테로다인 간섭계로 나뉜다.
현재 열, 위상 변화 감지 등의 각종 센서 분야에서 사용되고 있는 호모다인 간섭계 기반의 측정 기술은 이미 오래 전에 제시, 개발되어 널리 사용되고 있다.
호모다인 간섭계에서는 간섭을 일으키는 두 빛의 주파수가 일치하며, 간섭 신호의 변화로부터 신호 빛의 진폭이나 유도된 위상 값을 측정할 수 있으나 신호 빛의 진폭과 위상이 동시에 변하는 경우에는 이를 구분하기가 어려운 단점이 있다.
반면, 헤테로다인 간섭계는 신호 빛과 참조 빛이 서로 다른 주파수를 가지며, 간섭된 두 빛의 비트(beat) 주파수를 측정함으로써 호모다인 간섭계가 가지는 장점을 그대로 유지하면서도 신호 빛의 크기와 무관하게 변위를 측정할 수 있는 장점을 가지고 있다.
그러나 헤테로다인 간섭계는 서로 다른 주파수를 가지는 두 빛을 만들어 주기 위해서 이종 모드 레이저 또는 AOM(Acousto-optic modulator)과 같은 추가적인 광학 부품이 필요하고 또 그 구성이 복잡하여 시스템 제작이 어렵고 고가의 제조 비용이 드는 단점이 있다.
미국공개특허 제2010-0328674호는 고해상도 스캐닝 표면 플라즈몬 현미경에 관한 것으로서, 헤테로다인 간섭계를 이용한 센서를 개시하고는 있으나, 고가의 AOM을 이용하기 때문에 활용도가 높지 못한 문제점이 있다.
본 발명에서는 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 저가이면서도 민감도와 신뢰성이 향상된 구동 반사경 기반의 헤테로다인 간섭계 및 이를 이용한 센서를 제안하고자 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 광신호를 출력하는 광원; 상기 광원에서 출력된 광신호를 반사광 및 투과광으로 분리하는 광분할기; 상기 반사광 및 투과광을 서로 다른 주파수로 변조하여 반사하는 구동 반사경; 및 상기 구동 반사경에 의해 주파수 변조된 광신호를 분석하는 검출부를 포함하는 헤테로다인 간섭계가 제공된다.
상기 구동 반사경은, 상기 반사광이 입사되며, 상기 반사광의 주파수를 변조하여 상기 광분할기로 다시 반사하는 제1 구동 반사경; 및 상기 투과광이 입사되며, 상기 투과광의 주파수를 변조하여 상기 광분할기로 다시 반사하는 제2 구동 반사경을 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 구동 반사경은, 상기 광분할기를 거쳐 입사되는 반사광 또는 투과광과 나란한 방향으로 미리 설정된 범위 내에서 미리 설정된 속도로 움직일 수 있다.
상기 제1 및 제2 구동 반사경은, 미리 설정된 주기로 소정 각도 범위 내에서 틸팅될 수 있다.
상기 제1 및 제2 구동 반사경에서 반사된 광신호는 상기 광분할기에 의해 투과 또는 반사되어 상기 검출부로 입력될 수 있다.
상기 광분할기와 상기 제2 구동 반사경 사이의 광 경로상에 시료 물질이 배치되며, 상기 검출부는 상기 제1 구동 반사경에서 반사되는 광신호와 상기 시료 물질을 통과한 광신호의 상관관계를 분석할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 광신호를 출력하는 광원; 상기 광원에서 출력된 광신호를 TM 편광시키는 편광기; 상기 TM 편광된 광신호를 반사광 및 투과광으로 분리하는 광분할기; 상기 반사광을 전반사하는 제1 프리즘-상기 제1 프리즘 상에는 금속 박막이 배치되며 상기 반사광에 의해 1차 표면 플라즈몬 공명 현상이 발생됨-; 상기 투과광을 전반사하는 제2 프리즘--상기 제2 프리즘 상에는 금속 박막이 배치되며 상기 투과광에 의해 1차 표면 플라즈몬 공명 현상이 발생됨-; 상기 제1 프리즘 및 제2 프리즘에서 전반사된 광신호의 주파수를 변조하여 반사하는 하나 이상의 구동 반사경; 및 상기 구동 반사경에 의해 주파수 변조된 광신호를 분석하는 검출부를 포함하는 센서가 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 광신호를 출력하는 광원; 상기 광원에서 출력된 광신호를 반사광 및 투과광으로 분리하는 제1 광분할기; 상기 반사광 및 투과광의 주파수를 변조하여 반사하는 복수의 구동 반사경; 상기 복수의 구동 반사경에 의해 주파수 변조된 광신호를 TM 편광시키는 편광기; 상기 편광된 광신호를 반사광 및 투과광으로 분리하는 제2 광분할기; 상기 제2 광분할기에서 출력된 반사광을 전반사하는 제1 프리즘-상기 제1 프리즘 상에는 금속 박막 및 시료 물질이 배치되며 상기 반사광에 의해 표면 플라즈몬 공명 현상이 발생됨-; 상기 제2 광분할기에서 출력된 투과광을 전반사하는 제2 프리즘--상기 제2 프리즘 상에는 금속 박막 및 시료 물질이 배치되며 상기 투과광에 의해 표면 플라즈몬 공명 현상이 발생됨-; 상기 제1 프리즘에서 전반사되는 광신호를 수신하는 제1 검출부; 및 상기 제2 프리즘에서 전반사되는 광신호를 수신하는 제2 검출부를 포함하는 센서가 제공된다.
본 발명에 따르면, 구동 반사경을 이용하여 간섭계를 손쉽게 구성할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 헤테로다인 간섭계의 구성을 도시한 도면.
도 2는 구동 반사경의 움직임에 따라 주파수가 변조되는 것을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 헤테로다인 간섭계를 이용한 센서의 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤테로다인 간섭계를 이용한 표면 플라즈몬 공명 센서의 구성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 표면 플라즈몬 공명 센서의 구성을 도시한 도면.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 헤테로다인 간섭계의 구성을 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 헤테로다인 간섭계는 광원(100), 광분할기(102), 하나 이상의 구동 반사경(104,106) 및 검출부(108)를 포함할 수 있다.
광원(100)은 광신호를 출력하며, 여기서 광원에 의해 출력되는 광신호는 레이저 또는 다중 파장을 가지는 백색광일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 광원(100)에서 출력된 광신호는 광분할기(102)를 거쳐 동일한 세기를 가지는 반사광 및 투과광으로 분리되며, 반사광 및 투과광 각각이 제1 구동 반사경(104) 및 제2 구동 반사경(106)으로 입사된다.
광분할기(beam splitter)는 광원(100)에서 출력된 광신호를 동일한 세기를 가지는 두 개의 광(반사광/투과광)으로 분리하며, 반사광은 제1 구동 반사경(104)으로, 투과광은 제2 구동 반사경(106)으로 입사된다.
본 실시예에 따른 제1 및 제2 구동 반사경(104,106)은 광분할기(102)를 거쳐 입사되는 광신호의 주파수를 변조하여 반사하는 것으로서, 제1 구동 반사경(104)과 제2 구동 반사경(106)은 서로 다른 주파수를 가지면서 구동된다.
본 실시예에 따른 구동 반사경은 광분할기(102)에서 투과 또는 반사되는 광신호가 입사되는 방향과 나란한 방향으로 이동하거나, 또는 소정 각도 범위 내에서 틸팅(tilting)될 수 있다.
본 실시예에 따른 구동 반사경은 도 1에 도시된 바와 같이, 미리 설정된 속도(v)로 반복적으로 움직일 수 있으며, 이러한 구동 반사경의 움직임 속도에 따라 입사되는 광신호의 주파수와는 다른 주파수의 광신호가 반사된다.
즉, 구동 반사경이 빛이 입사되는 광신호와 나란한 방향으로 반복적으로 움직이는 경우, 도플러 시프트 효과에 의해 반사되는 광신호의 주파수가 입사되는 광신호의 주파수와 달라진다.
도 2는 구동 반사경의 움직임에 따라 주파수가 변조되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면 구동 반사경이 제1 위치()에서 제2 위치()로 이동하는 경우, 입사광과 반사광의 주파수가 달라진다.
이는 다음의 수학식으로 정리될 수 있다.
Figure pat00001
Figure pat00002
A'BC와 A'A"B로부터 다음의 수학식 3 및 4가 얻어진다.
Figure pat00003
여기서,
Figure pat00004
는 구동 반사경의 이동 속도,
Figure pat00005
는 입사각
Figure pat00006
여기서,
Figure pat00007
는 반사각
수학식 3 및 4로부터 수학식 1 및 2는 다음과 같이 정리될 수 있다.
Figure pat00008
Figure pat00009
Figure pat00010
수학식 7을 수학식 6에 대입하면,
Figure pat00011
여기서, 수학식 8은 삼각함수 공식을 이용하는 경우 수학식 9와 같이 간략화될 수 있다.
Figure pat00012
수학식 9의 파장은 주파수와 연관되며, 이에 따라 수학식 10이 도출된다.
Figure pat00013
본 실시예에 따른 구동 반사경에 나란한 방향으로 광신호가 입사되는 경우,
Figure pat00014
는 0이 되며, 이러한 경우에도 구동 반사경에 의해 반사되는 광신호의 주파수(
Figure pat00015
)는 입사되는 광신호의 주파수(
Figure pat00016
)와 달라진다.
상기에서는 구동 반사경이 입사광에 나란한 방향으로 이동하는 것을 중심으로 설명하였으나, 구동 반사경이 미리 설정된 시간 간격으로 틸팅되는 경우에도 반사광의 주파수가 입사광의 주파수와 달라질 수 있다.
한편, 각 구동 반사경(104,106)에서 반사되는 광신호는 다시 광분할기(102)를 거쳐 검출부(108)로 입력된다.
검출부(108)는 광신호의 수신이 가능한 CCD(Charge Coupled Device) 또는 포토 다이오드 일 수 있다.
검출부(108)로 입력되는 광신호, 즉 광분할기(102)를 투과하여 입력되는 광신호와 광분할기(102)에 의해 반사되어 입력되는 광신호의 주파수는 상기한 제1 및 제2 구동 반사경(104,106)에 의해 서로 다른 주파수를 가지기 때문에 간섭 현상이 발생하게 되고, 검출부(108)는 간섭된 광신호를 분석하여 시료 물질에 의해 변화량을 검출할 수 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 헤테로다인 간섭계를 이용한 센서의 구성을 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 센서에 있어서, 광원(100), 광분할기(102), 제1 및 제2 구동 반사경(104,106) 및 검출부(108)는 도 1에서 설명한 것과 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 3을 참조하면 본 실시예에 따른 센서에서, 시료 물질(300)은 광분할기(102)와 제2 구동 반사경(106) 사이에 광 경로상에 배치된다.
시료(300)의 배치에 의해, 제2 구동 반사경(106)에서 반사되는 광신호의 특성이 변경되며, 검출부(108)는 제1 구동 반사경(104)에서 반사되는 광신호와 시료 물질(300)을 통과한 광신호의 상관관계(Auto correlation)를 분석한다.
본 실시예에 따른 센서는 기존의 마이켈슨(Michelson) 간섭계와 유사한 구조를 가지면서 민감도가 향상되며, 비접촉식으로 시료 물질을 손상시키지 않고 시료의 두께와 같은 성질을 정확하게 측정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤테로다인 간섭계를 이용한 표면 플라즈몬 공명 센서의 구성을 도시한 도면이다.
플라즈몬은 금속 내의 자유전자가 집단적으로 진동하는 유사 입자를 의미하며, 복수의 나노구조 상에 존재하는 표면 플라즈몬이 입사광(광자)과 결합되어 강화된 전기장이 발생되는 현상을 표면 플라즈몬 공명이라 한다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 표면 플라즈몬 공명 센서는 광원(400), 편광기(402), 광분할기(404), 제1 프리즘(406), 제2 프리즘(408) 및 제1 구동 반사경(410), 제2 구동 반사경(412) 및 검출부(414)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광원(400)에서 출력된 광신호는 편광기(402)에 의해 TM 편광되어 광분할기(404)로 입사되며, 광분할기(404)에서 반사된 광신호는 제1 프리즘(406)으로, 투과된 광신호는 제2 프리즘(408)으로 입사된다.
도면에 도시되지 않았으나, 제1 프리즘(406) 및 제2 프리즘(408) 상에는 금속 박막이 배치될 수 있다.
여기서, 금속 박막은 금, 크롬, 니켈, 티타늄, 알루미늄, 몰리브덴, 구리, 백금, 팔라듐 및 이들의 산화물 중 적어도 하나 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있으며, 생체 유기 분자의 분석을 위해 금이 사용되는 것이 바람직하다.
금속 박막 상에는 검출하고자 하는 시료와 결합하는 항체가 고정될 수 있으며, 프리즘과 금속 박막 위에 microfluidics 채널이 고정될 수 있으며 microfluidics 채널에 의하여 프리즘에 놓인 금속 박막 위로 PBS용액 또는 검출하고자 하는 시료가 포함된 용액을 흘려보낼 수 있다.
이때, microfluidics 채널에 시료가 포함된 용액이 흐르게 되면 금속 박막에 고정된 단백질 분자와 결합하게 되며, 표면 플라즈몬 공명을 일으키는 각도 또는 위상의 변화를 분석하여 생체 유기분자들의 물리적 반응에 대한 현상을 실시간으로 검출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광분할기(404)를 거쳐 각 프리즘(406,408)으로 입사된 광신호는 전반사되며, 이때 발생하는 소실파에 의해 1차 표면 플라즈몬 공명 현상이 발생하게 된다.
한편, 각 프리즘(406,408)에 의해 전반사된 광신호는 각각 제1 구동 반사경(410) 및 제2 구동 반사경(412)으로 입사된다.
상기한 바와 같이, 제1 및 제2 구동 반사경(410,412)은 미리 설정된 범위를 미리 설정된 속도로 반복적으로 움직이게 되며, 이에 의해 제1 및 제2 구동 반사경(410,412)에 입사된 광신호의 주파수가 변조된다.
변조된 주파수를 갖는 광신호는 다시 제1 및 제2 프리즘(406,408)로 입사되며, 이에 의해 2차 표면 플라즈몬 공명 현상이 발생하게 된다.
이후, 프리즘(406,408)에서 반사된 광신호는 광분할기(404)를 거쳐 검출부(414)로 입력된다.
이때, 검출부(414)에는 1차 및 2차 표면 플라즈몬 공명 현상의 발생에 의한 증폭된 신호가 입력되고, 이에 따라 센서의 민감도가 향상되는 효과를 가질 수 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 표면 플라즈몬 공명 센서의 구성을 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 센서는 광원(500), 제1 광분할기(502), 제1 구동 반사경(504), 제2 구동 반사경(506), 편광기(508), 제2 광분할기(510), 제1 프리즘(512), 제2 프리즘(514) 및 제1 검출부(516) 및 제2 검출부(518)를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 광원(500)에서 출력된 광신호는 제1 광분할기(502)로 입사되어 동일한 세기를 가지는 두 개의 투과광 및 반사광으로 분리된다.
투과광 및 반사광은 서로 다른 주파수로 구동되고 있는 제1 구동 반사경(504) 및 제2 구동 반사경(506)으로 각각 입사된다.
여기서, 제1 구동 반사경(504) 및 제2 구동 반사경(506)이 서로 다른 주파수로 구동된다는 것은 제1 구동 반사경(504) 및 제2 구동 반사경(506)의 움직임 속도가 서로 다른 것으로 정의될 수 있다.
각 구동 반사경(504,506)으로 입사된 광신호는 서로 다른 주파수를 가지면서 반사되어 제1 광분할기(502)로 입사된다.
제1 광분할기(502)에는 제1 및 제2 구동 반사경(504,506)에 의해 주파수가 다른 광신호가 입사되기 때문에 간섭 현상이 발생한다.
이처럼 간섭된 광신호는 편광기(508)를 통과한 후 제2 광분할기(510)로 입사되어 2개의 광신호로 분리된다.
분리된 광신호 중 하나는 제1 프리즘(512)으로 다른 하나는 제2 프리즘(514)으로 입사된다.
제1 프리즘(512) 상에 배치된 금속 박막에 의해 제1 프리즘(512)으로 입사된 광신호는 반사되어 제1 검출부(516)로, 제2 프리즘(514)으로 입사된 광신호는 제2 검출부(518)로 입력된다.
도 4에서 설명한 바와 같이, 제1 프리즘(512) 및 제2 프리즘(514) 상에는 금속 박막 및 시료가 배치되며, 상기와 같이 입사된 광신호에 의해 금속 박막 상에서 표면 플라즈몬 공명 현상이 발생된다.
이러한 표면 플라즈몬 공명 현상에 의해 제1 검출부(516) 및 제2 검출부(518)는 시료에 의한 변화량을 검출할 수 있다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 광신호를 출력하는 광원;
    상기 광원에서 출력된 광신호를 반사광 및 투과광으로 분리하는 광분할기;
    상기 반사광 및 투과광을 서로 다른 주파수로 변조하여 반사하는 구동 반사경; 및
    상기 구동 반사경에 의해 주파수 변조된 광신호를 분석하는 검출부를 포함하는 헤테로다인 간섭계.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동 반사경은,
    상기 반사광이 입사되며, 상기 반사광의 주파수를 변조하여 상기 광분할기로 다시 반사하는 제1 구동 반사경; 및
    상기 투과광이 입사되며, 상기 투과광의 주파수를 변조하여 상기 광분할기로 다시 반사하는 제2 구동 반사경을 포함하는 헤테로다인 간섭계.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 구동 반사경은,
    상기 광분할기를 거쳐 입사되는 반사광 또는 투과광과 나란한 방향으로 미리 설정된 범위 내에서 미리 설정된 속도로 움직이는 헤테로다인 간섭계.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 구동 반사경은,
    미리 설정된 주기로 소정 각도 범위 내에서 틸팅되는 헤테로다인 간섭계.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 구동 반사경에서 반사된 광신호는 상기 광분할기에 의해 투과 또는 반사되어 상기 검출부로 입력되는 헤테로다인 간섭계.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 광분할기와 상기 제2 구동 반사경 사이의 광 경로상에 시료 물질이 배치되며,
    상기 검출부는 상기 제1 구동 반사경에서 반사되는 광신호와 상기 시료 물질을 통과한 광신호의 상관관계를 분석하는 헤테로다인 간섭계.
  7. 광신호를 출력하는 광원;
    상기 광원에서 출력된 광신호를 TM 편광시키는 편광기;
    상기 TM 편광된 광신호를 반사광 및 투과광으로 분리하는 광분할기;
    상기 반사광을 전반사하는 제1 프리즘-상기 제1 프리즘 상에는 금속 박막이 배치되며 상기 반사광에 의해 1차 표면 플라즈몬 공명 현상이 발생됨-;
    상기 투과광을 전반사하는 제2 프리즘--상기 제2 프리즘 상에는 금속 박막이 배치되며 상기 투과광에 의해 1차 표면 플라즈몬 공명 현상이 발생됨-;
    상기 제1 프리즘 및 제2 프리즘에서 전반사된 광신호의 주파수를 변조하여 반사하는 하나 이상의 구동 반사경; 및
    상기 구동 반사경에 의해 주파수 변조된 광신호를 분석하는 검출부를 포함하는 센서.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 구동 반사경은,
    상기 제1 프리즘에서 전반사된 광신호를 주파수 변조하여 상기 제1 프리즘으로 다시 반사하는 제1 구동 반사경; 및
    상기 제2 프리즘에서 전반사된 광신호를 주파수 변조하여 상기 제2 프리즘으로 다시 반사하는 제2 구동 반사경을 포함하는 센서.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 구동 반사경에 의해 반사된 광신호에 의해 상기 제1 프리즘 및 상기 제2 프리즘 상에서 2차 플라즈몬 공명 현상이 발생되며,
    상기 검출부는 상기 1차 및 2차 표면 플라즈몬 공명 현상의 발생에 의한 증폭된 신호가 입력되는 센서.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 구동 반사경은,
    상기 제1 프리즘 및 제2 프리즘에서 전반사된 광신호와 나란한 방향으로 미리 설정된 범위 내에서 미리 설정된 속도로 움직이는 센서.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 구동 반사경의 움직임에 따른 도플러 시프트 효과에 의해 상기 전반사된 광신호의 주파수가 변조되는 센서.
  12. 광신호를 출력하는 광원;
    상기 광원에서 출력된 광신호를 반사광 및 투과광으로 분리하는 제1 광분할기;
    상기 반사광 및 투과광의 주파수를 변조하여 반사하는 복수의 구동 반사경;
    상기 복수의 구동 반사경에 의해 주파수 변조된 광신호를 TM 편광시키는 편광기;
    상기 편광된 광신호를 반사광 및 투과광으로 분리하는 제2 광분할기;
    상기 제2 광분할기에서 출력된 반사광을 전반사하는 제1 프리즘-상기 제1 프리즘 상에는 금속 박막 및 시료 물질이 배치되며 상기 반사광에 의해 표면 플라즈몬 공명 현상이 발생됨-;
    상기 제2 광분할기에서 출력된 투과광을 전반사하는 제2 프리즘--상기 제2 프리즘 상에는 금속 박막 및 시료 물질이 배치되며 상기 투과광에 의해 표면 플라즈몬 공명 현상이 발생됨-;
    상기 제1 프리즘에서 전반사되는 광신호를 수신하는 제1 검출부; 및
    상기 제2 프리즘에서 전반사되는 광신호를 수신하는 제2 검출부를 포함하는 센서.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 구동 반사경은,
    상기 제1 프리즘에서 전반사된 광신호를 주파수 변조하여 상기 제1 프리즘으로 다시 반사하는 제1 구동 반사경; 및
    상기 제2 프리즘에서 전반사된 광신호를 주파수 변조하여 상기 제2 프리즘으로 다시 반사하는 제2 구동 반사경을 포함하는 센서.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113758877A (zh) * 2021-08-30 2021-12-07 清华大学深圳国际研究生院 一种频域量子弱测量生物分子传感器及其测量方法
CN114199276A (zh) * 2021-11-11 2022-03-18 北京自动化控制设备研究所 原子自旋系综状态下的磁共振相位检测方法及***

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