KR20190046112A - 다면체 회전 거울과 텔레센트릭 f-세타 렌즈를 이용한 테라헤르츠 반사 영상 시스템 - Google Patents

다면체 회전 거울과 텔레센트릭 f-세타 렌즈를 이용한 테라헤르츠 반사 영상 시스템 Download PDF

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KR20190046112A
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문기원
박경현
이의수
이일민
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Abstract

다면체 회전 거울과 텔레센트릭 f-세타 렌즈를 이용한 테라헤르츠 반사 영상 시스템이 개시된다.
테라헤르츠 반사 영상 시스템은 테라헤르츠 빔을 출력하는 광원; 다면체의 면들 각각에 거울이 결합되어 상기 광원으로부터 입사되는 테라헤르츠 빔을 시편이 위치한 방향으로 반사시키는 회전 다면경; 상기 회전 다면경에서 반사된 테라헤르츠 빔을 상기 시편에 입사시키며, 상기 회전 다면경에서 반사된 테라헤르츠 빔의 주광선이 렌즈의 광축에 대하여 평행해지도록 보정하는 텔레센트릭 세타 렌즈; 및 상기 시편에서 반사된 테라헤르츠 빔을 검출하는 검출기를 포함하고, 상기 회전 다면경은, 기 설정된 방향으로 회전하여 상기 테라헤르츠 빔의 반사 방향을 변경함으로써, 상기 시편에 입사되는 테라헤르츠 빔의 위치를 이동시킬 수 있다.

Description

다면체 회전 거울과 텔레센트릭 f-세타 렌즈를 이용한 테라헤르츠 반사 영상 시스템{TERAHERTZ REFLECTION IMAGING SYSTEM USING POLYHEDRAL ROTATING MIRROR AND TELECENTRIC F-THETA LENS}
본 발명은 고해상도/고속 테라헤르츠 이미징 시스템에 관한 것이다.
최근 인체에 무해하고, 플라스틱, 세라믹, 비닐 등의 비전도성 물질을 잘 투과하는 테라헤르츠 빔의 특성을 이용한 실시간 이미징 시스템이 개발되고 있다. 이러한 테라헤르츠 이미징 시스템은 각종 플라스틱 및 세라믹 구조물의 비파괴 검사, 식품 검사 등의 많은 분야에 활용될 수 있다.
이러한 테라헤르츠 이미징 시스템은 시스템에 사용되는 광원, 검출기, 시스템 광학계 등에 의해 수많은 종류가 존재할 수 있다.
종래의 테라헤르츠 이미징 시스템에는 테라헤르츠 발생기로부터의 테라헤르츠 빔이 집속된 위치에 시편을 위치시키고, 시편을 투과, 혹은 시편에서 반사된 테라헤르츠 빔을 측정하는 광학계를 구성한 다음, 시편을 래스터 스캔하여 이미지를 얻는 래스터 스캔 기반 테라헤르츠 이미징 시스템이 있다. 또한, 1차원 어레이 검출기를 사용하여, 시편에 반사되거나 투과된 테라헤르츠 빔을 1열로 검출하는 1차원 어레이 기반 테라헤르츠 이미징 시스템, 및 2차원 어레이 검출기를 사용하여, 시편에 반사되거나 투과된 테라헤르츠 빔을 평면으로 검출하는 2차원 어레이 기반 테라헤르츠 이미징 시스템도 있었다.
종래의 테라헤르츠 이미징 시스템 중에 이미징 처리 속도가 가장 빠른 시스템은 1차원 어레이 기반 테라헤르츠 이미징 시스템, 또는 2차원 어레이 기반 테라헤르츠 이미징 시스템이다. 그러나, 1차원 어레이 기반 테라헤르츠 이미징 시스템, 및 2차원 어레이 기반 테라헤르츠 이미징 시스템은 고출력 광원이 필요하다는 단점이 있다.
또한, 테라헤르츠 이미징 시스템에서 고해상도 이미징을 하기 위해서는 시편 또는 테라헤르츠 검출기에 테라헤르츠 빔을 집속하기 위해 사용되는 렌즈 또는 반사경의 개구수가 커야 한다. 해상도(d)는 다음 식으로 표현할 수 있다.
d/2= 1.22lN
이때, d는 해상도, l는 파장, N은 렌즈의 f-number로 N=f(초점 거리)/D(렌즈 개구부의 지름)로 정의된다. 예를 들어, 100 GHz 주파수에서 1mm의 해상도를 얻고자 한다면, 파장은 3mm이므로, 렌즈의 f-number는 대략 0.14 정도가 필요하다.
즉, 렌즈 개구부의 지름이 초점 거리의 7배 이상이 되어야 하므로, 초점 거리가 3 cm인 경우, 렌즈에 입사되는 시준 테라헤르츠 빔의 직경이(collimated THz beam diameter) 21 cm가 되어야 한다. 그리고, 테라헤르츠 이미징 시스템의 크기도 직경 21 cm의 시준 테라헤르츠 빔에 따라 대형으로 제작되어야 한다는 문제가 있었다.
시스템의 크기의 증가 없이 테라헤르츠 시준 빔의 구경을 증가 시킴으로써, 고해상도 이미지를 획득할 수 있는 테라헤르츠 이미징 시스템이 요청되고 있다.
본 발명은 다면체 형태의 회전 거울인 회전 다면경을 이용하여 회전축에 평행하게 테라헤르츠 빔을 입사시킴으로써, 시스템의 크기를 줄이고 광정렬이 용이하며, 작은 크기로 모듈화한 테라헤르츠 반사 영상 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 종래의 테라헤르츠 이미징 시스템에 사용된 거울보다 크기가 작은 포물면 회전경을 사용하여 테라헤르츠 빔을 반사시킬 수 있으므로, 종래의 테라헤르츠 이미징 시스템보다 작은 크기의 시스템으로 높은 해상도의 영상을 획득하는 테라헤르츠 반사 영상 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템은 테라헤르츠 빔을 출력하는 광원; 다면체의 면들 각각에 거울이 결합되어 상기 광원으로부터 입사되는 테라헤르츠 빔을 시편이 위치한 방향으로 반사시키는 회전 다면경; 상기 회전 다면경에서 반사된 테라헤르츠 빔을 상기 시편에 입사시키며, 상기 회전 다면경에서 반사된 테라헤르츠 빔의 주광선이 렌즈의 광축에 대하여 평행해지도록 보정하는 텔레센트릭 세타 렌즈; 및 상기 시편에서 반사된 테라헤르츠 빔을 검출하는 검출기를 포함하고, 상기 회전 다면경은, 기 설정된 방향으로 회전하여 상기 테라헤르츠 빔의 반사 방향을 변경함으로써, 상기 시편에 입사되는 테라헤르츠 빔의 위치를 이동시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템의 회전 다면경은, 상기 테라헤르츠 빔을 상기 시편이 위치한 방향으로 반사시키는 제1 면과 상기 시편에서 반사되어 상기 텔레센트릭 세타 렌즈를 통과한 테라헤르츠 빔을 상기 검출기가 위치한 방향으로 반사시키는 제2 면을 포함하고, 상기 텔레센트릭 세타 렌즈는, 상기 시편에서 반사된 테라헤르츠 빔을 상기 제2 면에 입사시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템은 상기 광원이 시준된(collimated) 테라헤르츠 빔을 출력하지 않는 경우, 상기 광원에서 출력된 테라헤르츠 빔을 시준시켜 상기 회전 다면경에 입사시키는 시준 렌즈; 및 상기 시편에서 반사된 테라헤르츠 빔을 집속시켜 상기 검출기에 입사시키는 집광 렌즈를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템은 상기 광원에서 출력된 테라헤르츠 빔을 투과시키고, 상기 회전 다면경에서 반사된 테라헤르츠 빔을 상기 검출기가 위치한 방향으로 반사시키는 빔 가르개(beam splitter)를 더 포함하고, 상기 텔레센트릭 세타 렌즈는, 상기 시편에서 반사된 테라헤르츠 빔을 상기 회전 다면경에 입사시키며, 상기 화전 다면경은, 상기 텔레센트릭 세타 렌즈로부터 입사된 테라헤르츠 빔을 상기 빔 가르개가 위치한 방향으로 반사시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템은 테라헤르츠 빔을 출력하는 광원; 일정 각도로 기울기를 가지는 거울을 이용하여 상기 광원으로부터 입사되는 테라헤르츠 빔을 시편이 위치한 방향으로 반사시키는 회전경; 상기 회전경에서 반사된 테라헤르츠 빔을 상기 시편에 입사시키며, 상기 상기 회전 다면경에서 반사된 테라헤르츠 빔의 주광선이 렌즈의 광축에 대하여 평행해지도록 보정하는 텔레센트릭 세타 렌즈; 및 상기 시편에서 반사된 테라헤르츠 빔을 검출하는 검출기를 포함하고, 상기 회전경은, 회전축에 결합된 상기 거울을 기 설정된 방향으로 회전하여 상기 테라헤르츠 빔의 반사 방향을 변경함으로써, 상기 시편에 입사되는 테라헤르츠 빔의 위치를 이동시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템은 상기 광원이 시준된(collimated) 테라헤르츠 빔을 출력하지 않는 경우, 상기 광원에서 출력된 테라헤르츠 빔을 시준시켜 상기 회전 다면경에 입사시키는 시준 렌즈; 및 상기 시편에서 반사된 테라헤르츠 빔을 집속시켜 상기 검출기에 입사시키는 집광 렌즈를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템은 테라헤르츠 빔을 출력하는 광원; 포물면 거울을 이용하여 상기 광원으로부터 입사되는 테라헤르츠 빔을 시편이 위치한 방향으로 반사시키는 포물면 회전경; 상기 포물면 회전경에서 반사된 테라헤르츠 빔을 상기 시편에 입사시키며, 상기 포물면 상기 회전 다면경에서 반사된 테라헤르츠 빔의 주광선이 렌즈의 광축에 대하여 평행해지도록 보정하는 텔레센트릭 세타 렌즈; 및 상기 시편에서 반사된 테라헤르츠 빔을 검출하는 검출기를 포함하고, 상기 포물면 거울은, 상기 광원으로부터 입사되는 테라헤르츠 빔을 시준시켜 상기 텔레센트릭 세타 렌즈로 반사하며, 상기 포물면 회전경은, 회전축에 결합된 포물면 거울을 기 설정된 방향으로 회전하여 테라헤르츠 빔의 반사 방향을 변경함으로써, 상기 시편에 입사되는 테라헤르츠 빔의 위치를 이동시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템은 테라헤르츠 빔을 출력하는 광원; 회전축에 결합된 포물면 거울을 이용하여 상기 광원으로부터 입사되는 테라헤르츠 빔을 실린더 형태의 시편이 위치한 방향으로 반사시키는 포물면 회전경; 및 상기 실린더 형태의 시편에서 반사된 테라헤르츠 빔을 검출하는 검출기를 포함하고, 상기 포물면 거울은, 상기 광원으로부터 입사되는 테라헤르츠 빔이 상기 실린더 형태의 시편의 내측에 수직 입사되도록 반사하며, 상기 포물면 회전경은, 회전축에 결합된 포물면 거울을 기 설정된 방향으로 회전하여 상기 실린더 형태의 시편에 입사되는 테라헤르츠 빔의 위치를 이동시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 다면체 형태의 회전 거울인 회전 다면경을 이용하여 회전축에 평행하게 테라헤르츠 빔을 입사시킴으로써, 시스템의 크기를 줄이고 광정렬이 용이하며, 작은 크기로 모듈화 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 의하면, 종래의 테라헤르츠 이미징 시스템에 사용된 거울보다 크기가 작은 포물면 회전경을 사용하여 테라헤르츠 빔을 반사시킬 수 있으므로, 종래의 테라헤르츠 이미징 시스템보다 작은 크기의 시스템으로 높은 해상도의 영상을 획득할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템의 일례이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템에서 시편에 입사되는 테라헤르츠 빔의 위치가 이동하는 과정의 일례이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템이 수직 스캔하는 동작의 일례이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템의 일례이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템의 일례이다.
도 7는 본 발명의 제4 실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템의 일례이다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템의 일례이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템을 나타내는 도면이다.
도 1은 테라헤르츠 반사 영상 시스템(100)은 도 1에 도시된 바와 같이 광원(110), 시준 렌즈(111), 회전 다면경(120), 텔레센트릭 세타 렌즈(130), 집광 렌즈(112), 검출기(140), 및 빔 가르게(150) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
광원(110)은 테라헤르츠 빔을 회전 다면경(120)이 위치한 방향으로 출력할 수 있다.
예를 들어, 광원(110)은 테라헤르츠 광전도 안테나, 테라헤르츠 포토믹서, 건 다이오드(Gunn Diode), 및 IMPATT 다이오드(IMPact ionization Avalanche Transit Time Diode) 중 하나일 수 있다.
테라헤르츠 광전도 안테나는 펨토초 레이저를 이용하여 반도체 물질의 전도도를 초고속으로 스위칭함으로써, 초고속 과도 전류를 생성하여 광대역 (0.2~3 THz) 테라헤르츠 빔을 출력하는 소자일 수 있다.
테라헤르츠 포토믹서는 저가의 반도체 레이저를 이용하여 연속파 형태의 테라헤르츠 빔을 발생시키는 소자이다. 주파수 튜닝이 가능한 frequency-tunable distributed feedback laser diode (DFB-LD)로부터 발생한 레이저를 중첩시키면 각 레이저의 주파수 차이에 해당되는 광 비팅(optical beating)이 발생한다. 이를 포토믹서 소자에 입사시키면, 비팅 주파수에 해당되는 전자기파를 발생시키는데, DFB-LD 각각의 주파수를 조절하여 테라헤르츠 전자기파를 발생시킬 수 있다.
건 다이오드는 I-V 특성 곡선상의 일부 영역에서 음의 저항을 보이는 영역을 가지는 2단자 소자로, 이 음의 저항 영역을 활용, RC 시정수에 의해 결정되는 고유 진동 주파수를 높여, 고주파 전자기파를 발생시키는 데 사용되는 소자이다.
IMPATT 다이오드는 I-V 특성 곡선상의 일부 영역에서 음의 저항을 보이는 영역을 가지는 2단자 소자이며, 건 다이오드와 유사한 용도로 사용될 수 있다.
또한, 광원(110)이 출력하는 테라헤르츠 빔은 시준된(collimated) 테라헤르츠 빔일 수도 있고, 시준되지 않은 테라헤르츠 빔일 수도 있다.
광원(110)이 시준된(collimated) 테라헤르츠 빔을 출력하지 않는 경우, 시준 렌즈(111)는 광원(110)에서 출력된 테라헤르츠 빔을 시준시켜 회전 다면경(120)에 입사시킬 수 있다. 또한, 집광 렌즈(112)는 시편(101)에서 반사된 테라헤르츠 빔을 집속시켜 검출기(140)에 입사시킬 수 있다. 그리고, 시준 렌즈(111)과 집광 렌즈(112)는 축외 포물선 미러 (off-axis parabolic mirror)로 대체될 수도 있다.
즉, 광원(110)이 시준되지 않은 테라헤르츠 빔을 출력하는 경우, 테라헤르츠 반사 영상 시스템(100)은 시준된 테라헤르츠 빔이 시편이 입사되도록 하기 위하여 시준 렌즈(111)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 광원(110)과 검출기(140)는 대응되는 구성이므로, 광원(110)이 시준되지 않은 테라헤르츠 빔을 출력하는 경우, 검출기(140)도 시준되지 않은 테라헤르츠 빔만을 검출할 수도 있다. 따라서, 테라헤르츠 반사 영상 시스템(100)이 시준 렌즈(111)를 포함하는 경우, 테라헤르츠 반사 영상 시스템(100)은 시준 렌즈(111)에 의하여 시준된 테라헤르츠 빔을 집속시키기 위한 집광 렌즈(112)를 더 포함할 수 있다.
또한, 광원(110)이 시준되지 않은 테라헤르츠 빔을 출력하지만, 검출기(140)는 시준된 테라헤르츠 빔를 검출하는 경우, 테라헤르츠 반사 영상 시스템(100)이 집광 렌즈(112) 없이 시준 렌즈(111)만을 더 포함할 수도 있다.
그리고, 시준된 테라헤르츠 빔의 직경은 높은 해상도를 가질 수 있도록 임계값 이상일 수 있다. 예를 들어, 시준된 테라헤르츠 빔의 직경은 2cm이상일 수 있다. 또한, 회전 다면경(120)에서 테라헤르츠 빔을 반사하는 반사면의 면적은 시준된 테라헤르츠 빔의 단면 면적에 비해 2배 이상일 수 있다.
회전 다면경(120)은 다면체의 면들 각각에 거울이 결합되어 상기 광원으로부터 입사되는 테라헤르츠 빔을 시편(101)이 위치한 방향으로 반사시킬 수 있다.
예를 들어, 회전 단면경(120)은 테라헤르츠 빔을 시편(101)이 위치한 방향으로 반사시키는 제1 면과 시편(101)에서 반사되어 텔레센트릭 세타 렌즈(130)를 통과한 테라헤르츠 빔을 검출기(140)가 위치한 방향으로 반사시키는 제2 면을 포함할 수 있다.
또한, 회전 단면경(120)은 거울이 결합된 반사면들 중 하나를 이용하여 테라헤르츠 빔을 시편(101)이 위치한 방향으로 반사시키고, 시편(101)에서 반사되어 텔레센트릭 세타 렌즈(130)를 통과한 테라헤르츠 빔을 검출기(140)가 위치한 방향으로 반사시킬 수도 있다.
이때, 회전 다면경(120)의 형상은 도 2와 도 8에 도시된 형상 이외에도 회전에 따라 텔레센트릭 세타 렌즈(130)로 입사되는 테라헤르츠 빔의 입사각을 변경할 수 있는 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 회전 다면경(120)은 일정 각도로 기울기를 가지는 거울을 이용하여 광원(110)으로부터 입사되는 테라헤르츠 빔을 시편(101)이 위치한 방향으로 반사시키는 회전경이나 회전축에 결합된 포물면 거울을 이용하여 광원(110)으로부터 입사되는 테라헤르츠 빔을 시편(101)이 위치한 방향으로 반사시키는 포물면 회전경으로 대체될 수도 있다.
회전 다면경(120)이 회전경으로 대체된 테라헤르츠 반사 영상 시스템(100)의 구조는 이하 도 6을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 회전 다면경(120)이 포물면 회전경으로 대체된 테라헤르츠 반사 영상 시스템(100)의 구조는 이하 도 7과 도 8을 참조하여 상세히 설명한다.
텔레센트릭 세타 렌즈(130)는 회전 다면경(120)에서 반사된 테라헤르츠 빔이 시편(101)으로 입사되는 경로에 배치되어, 회전 다면경(120)에서 반사된 테라헤르츠 빔을 시편(101)에 입사시킬 수 있다. 이때, 텔레센트릭 세타 렌즈(130)는 회전 다면경(120)에서 반사된 테라헤르츠 빔의 주광선이 렌즈의 광축에 대하여 평행해지도록 보정할 수 있다. 예를 들어, 텔레센트릭 세타 렌즈(130)는 텔레센트릭 f-세타 렌즈일 수 있다.
회전 다면경(120)에서 반사된 테라헤르츠 빔이 시편(101)에 입사되는 과정은 이하 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.
또한, 시편(101)이 실린더 형태인 경우, 텔레센트릭 세타 렌즈(130)가 없더라도 회전 다면경(120)에서 반사된 테라헤르츠 빔의 입사각에 따라 시편(101)에 입사되는 테라헤르츠 빔의 위치가 변경될 수 있다. 따라서, 실린더 형태의 시편의 내측을 스캔하는 테라헤르츠 반사 영상 시스템(100)은 텔레센트릭 세타 렌즈(130)을 포함하지 않을 수도 있다. 텔레센트릭 세타 렌즈(130)을 포함하지 않는 테라헤르츠 반사 영상 시스템(100)의 구조는 이하 도 8을 참조하여 상세히 설명한다.
검출기(140)는 시편(101)에서 반사된 테라헤르츠 빔을 검출할 수 있다. 이때, 시편(101)에서 반사된 테라헤르츠 빔은 텔레센트릭 세타 렌즈(130)와 회전 다면경(120)을 통과하여 검출기(140)에 입사될 수 있다.
그리고, 테라헤르츠 반사 영상 시스템(100)은 검출기(140)가 검출한 테라헤르츠 빔을 사용하여 시편(101)을 이미징할 수 있다.
예를 들어, 광원(110)이 테라헤르츠 광전도 안테나인 경우, 검출기(140)는 테라헤르츠 검출용 광전도 안테나일 수 있다. 이때, 테라헤르츠 검출용 광전도 안테나는 펨토초 레이저 및 기계적 광지연선(mechanical delay line)을 필요로 할 수 있다.
또한, 광원(110)이 테라헤르츠 포토믹서인 경우, 검출기(140)도 광원(110)과 동일한 테라헤르츠 포토믹서일 수 있다. 그리고, 검출기(140)는 광원(110)이 테라헤르츠 빔의 생성에 이용된 것과 동일한 비팅 광원을 포토믹서의 흡수부에 입사시킬 수 있다.
또한, 시편(101)에서 반사된 테라헤르츠 빔의 크기와 위상을 측정하지 않고, 시편(101)에서 반사된 테라헤르츠 빔의 세기만 측정하는 경우, 검출기(140)는 SBD(Schottky Barrier Diode)와 같은 소자를 사용할 수도 있다. 이때, SBD는 다이오드의 정류 특성을 이용하여 테라헤르츠 빔의 전기장 세기를 측정할 수 있다.
회전 단면경(120)은 거울이 결합된 반사면들 중 하나를 이용하여 테라헤르츠 빔을 시편(101)이 위치한 방향으로 반사시키고, 시편(101)에서 반사되어 텔레센트릭 세타 렌즈(130)를 통과한 테라헤르츠 빔을 검출기(140)가 위치한 방향으로 반사시키는 경우, 광원(110)에서 회전 단면경(120)으로 입사되는 테라헤르츠 빔의 경로와 회전 단면경(120)에서 검출기(140)로 반사되는 테라헤르츠 빔의 경로가 겹칠 수 있다.
따라서, 테라헤르츠 반사 영상 시스템(100)은 광원(110)에서 회전 단면경(120)으로 입사되는 테라헤르츠 빔의 경로와 회전 단면경(120)에서 검출기(140)로 반사되는 테라헤르츠 빔의 경로를 분리하기 위한 빔 가르개(150)를 더 포함할 수 있다. 이때, 빔 가르게(150)는 광원(110)에서 회전 단면경(120)으로 입사되는 테라헤르츠 빔은 투과시키고, 회전 단면경(120)에서 검출기(140)로 반사되는 테라헤르츠 빔은 검출기(140)가 위치한 방향으로 반사시킴으로써, 광원(110)에서 회전 단면경(120)으로 입사되는 테라헤르츠 빔의 경로와 회전 단면경(120)에서 검출기(140)로 반사되는 테라헤르츠 빔의 경로를 분리할 수 있다.
즉, 테라헤르츠 반사 영상 시스템(100)은 광원(110)의 종류, 시편(101)의 종류에 따라 시준 렌즈(111), 텔레센트릭 세타 렌즈(130), 집광 렌즈(112)를 생략할 수 있으며, 회전 다면경(120)의 종류에 따라 빔 가르개(150)을 추가할 수도 있다.
본 발명에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템(100)은 다면체 형태의 회전 거울인 회전 다면경을 이용하여 회전축에 평행하게 테라헤르츠 빔을 입사시킴으로써, 시스템의 크기를 줄이고 광정렬이 용이하며, 작은 크기로 모듈화 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템(100)은 종래의 테라헤르츠 이미징 시스템에 사용된 거울보다 크기가 작은 포물면 회전경을 사용하여 테라헤르츠 빔을 반사시킬 수 있으므로, 종래의 테라헤르츠 이미징 시스템보다 작은 크기의 시스템으로 높은 해상도의 영상을 획득할 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템의 일례이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이 광원(110)과 검출기(140)가 회전 다면경(120)의 회전축(200)에 평행한 방향에 배치될 수 있다. 또한, 이미징하고자 하는 시편(101)은 회전 다면경(120)의 회전축(200)에 수직인 방향, 또는 수직에 근접한 각도의 방향에 배치될 수 있다. 그리고, 텔레센트릭 세타 렌즈(130)는 회전 다면경(120)과 시편(101) 사이에 배치될 수 있다.
또한, 도 2에서 회전 다면경(120)의 제1 면은 회전 다면경(120)의 상부에 위치한 면에 거울이 결합된 반사면이고, 회전 다면경(120)의 제2 면은 회전 다면경(120)의 하부에 위치한 면에 거울이 결합된 반사면일 수 있다. 또한, 도 2의 회전 다면경은 각각 4개의 제1 면들과 제2 면들로 구성되어 있으나, 제1 면들과 제2 면들의 형상 및 개수는 실시예에 따라 변경될 수 있다.
광원(110)이 발산 특성을 가지는 테라헤르츠 빔을 출력하면, 시준 렌즈(111)가 도 2에 도시된 바와 같이 광원(110)에서 출력된 테라헤르츠 빔을 시준하여 회전 다면경(120)의 제1 면에 입사시킬 수 있다. 이때, 시준 렌즈(111)에서 시준된(collimated) 테라헤르 빔의 빔 구경은 광원(110)에서 출력된 테라헤르 빔의 빔 구경보다 클 수 있다.
회전 다면경(120)의 제1 면은 도 2에 도시된 바와 같이 시준 렌즈(111)에서 시준된 테라헤르츠 빔을 회전축(200)에 수직한 방향으로 반사시킬 수 있다. 이때, 회전 다면경(120)의 제1 면에서 반사된 테라헤르츠 빔은 텔레센트릭 세타 렌즈(130)에 입사될 수 있다.
그리고, 회전 다면경(120)의 회전에 의하여 텔레센트릭 세타 렌즈(130)에 입사되는 테라헤르츠 빔의 입사각이 변경되면, 텔레센트릭 세타 렌즈(130)를 통과하여 시편(101)에 입사되는 테라헤르츠 빔의 위치가 변경될 수 있다. 구체적으로, 회전 다면경(120)의 회전에 따라 시편(101)에 입사된 테라헤르츠 빔(210)의 위치는 수평 방향으로 이동하며, 시편(101)을 수평 방향으로 스캔할 수 있다.
그리고, 시편(101)에 입사된 테라헤르츠 빔(210)은 시편(101)에서 반사된 후, 텔레센트릭 세타 렌즈(130)을 통하여 회전 다면경(120)의 제2 면에 입사될 수 있다.
즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템의 텔레센트릭 세타 렌즈(130)는 회전 다면경(120)의 제1 면에서 반사된 테라헤르츠 빔이 시편(101)에 수직으로 입사되고, 시편(101)에서 반사된 테라헤르츠 빔이 회전 다면경(120)의 제2 면에 입사되도록 설계될 수 있다.
이때, 회전 다면경(120)의 제2 면은 도 2에 도시된 바와 같이 텔레센트릭 세타 렌즈(130)를 통과한 테라헤르츠 빔을 회전축(200)에 평행한 방향으로 반사시킬 수 있다.
그리고, 회전 다면경(120)의 제2 면에서 반사된 테라헤르츠 빔은 집광 렌즈(112)를 통과하며 검출기(140)에 집속될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템에서 시편에 입사되는 테라헤르츠 빔의 위치가 이동하는 과정의 일례이다.
단계(310)에서 회전 다면경(120)에 입사된 테라헤르츠 빔은 도 3에 도시된 바와 같이 회전 다면경(120)에 결합된 거울의 방향에 따라 텔레센트릭 세타 렌즈(130)의 왼쪽으로 반사될 수 있다. 그리고, 텔레센트릭 세타 렌즈(130)은 회전 다면경(120)에서 반사된 테라헤르츠 빔의 주광선이 렌즈의 광축에 대하여 평행해지도록 보정함으로써, 회전 다면경(120)에서 반사된 테라헤르츠 빔이 시편(101)에 수직으로 입사하도록 굴절시킬 수 있다.
단계(320)에서 회전 다면경(120)에 입사된 테라헤르츠 빔은 도 3에 도시된 바와 같이 회전 다면경(120)에 결합된 거울의 방향에 따라 텔레센트릭 세타 렌즈(130)의 중앙으로 반사될 수 있다. 그리고, 텔레센트릭 세타 렌즈(130)은 회전 다면경(120)에서 반사된 테라헤르츠 빔을 시편(101)에 수직으로 입사시킬 수 있다.
단계(330)에서 회전 다면경(120)에 입사된 테라헤르츠 빔은 도 3에 도시된 바와 같이 회전 다면경(120)에 결합된 거울의 방향에 따라 텔레센트릭 세타 렌즈(130)의 오른쪽으로 반사될 수 있다. 그리고, 텔레센트릭 세타 렌즈(130)은 회전 다면경(120)에서 반사된 테라헤르츠 빔의 주광선이 렌즈의 광축에 대하여 평행해지도록 보정함으로써, 회전 다면경(120)에서 반사된 테라헤르츠 빔이 시편(101)에 수직으로 입사하도록 굴절시킬 수 있다.
즉, 회전 다면경(120)이 회전축에 따라 회전하면, 회전 다면경(120)에 결합된 거울의 방향이 변경되며, 회전 다면경(120)에 결합된 거울의 방향이 변경됨에 따라 회전 다면경(120)에서 반사된 테라헤르츠 빔이 텔레센트릭 세타 렌즈(130)에 입사되는 위치도 변경될 수 있다. 이때, 텔레센트릭 세타 렌즈(130)는 회전 다면경(120)에서 반사된 테라헤르츠 빔이 시편(101)에 수직으로 입사하도록 굴절시킴으로써, 시편(101)에 입사된 테라헤르츠 빔(210)의 위치가 도 2에 도시된 바와 같이 왼쪽에서 오른쪽으로 이동하도록 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템이 수직 스캔하는 동작의 일례이다.
테라헤르츠 반사 영상 시스템(100)은 도 4에 도시된 바와 같이 수평 방향 스캔 모듈(410)과 수직 이동 스테이지(420)를 포함할 수 있다. 수평 방향 스캔 모듈(410)은 도 1에 도시된 시준 렌즈(111), 회전 다면경(120), 텔레센트릭 세타 렌즈(130), 집광 렌즈(112), 검출기(140), 및 빔 가르게(150) 중 적어도 하나 이상을 포함하여 시편을 수평 스캔(402)할 수 있다. 예를 들어, 수평 방향 스캔 모듈(410)의 상세 구조는 도 2, 도 5 내지 도 8 중 하나일 수 있다.
수평 방향 스캔 모듈(410)이 시편(101)의 수평 방향 스캔(402)을 완료한 경우, 수직 이동 스테이지(420)가 수평 방향 스캔 모듈(410)을 수직으로 이동함으로써, 시편(101)에서 스캔이 완료되지 않은 영역을 수직 방향 스캔(401) 하도록 할 수 있다.
즉, 테라헤르츠 반사 영상 시스템(100)은 시편(101)을 수평 방향으로 스캔하는 수평 방향 스캔 모듈(410)을 수직으로 이동시킴으로써, 시편(101)에 대한 2차원 이미지를 스캔할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템의 일례이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템은 상부에만 거울이 결합된 회전 다면경(530)을 포함하는 테라헤르츠 반사 영상 시스템이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템은 도 5에 도시된 바와 같이 광원(510)이 회전 다면경(530)의 회전축에 평행한 방향에 배치될 수 있다. 또한, 이미징하고자 하는 시편(501) 및 검출기(550)는 회전 다면경(530)의 회전축에 수직인 방향, 또는 수직에 근접한 각도의 방향에 배치될 수 있다. 그리고, 텔레센트릭 세타 렌즈(540)는 회전 다면경(120)과 시편(101) 사이에 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템은 광원(510)에서 출력된 테라헤르츠 빔을 투과시키고, 회전 다면경(530)에서 반사된 테라헤르츠 빔을 검출기(550)가 위치한 방향으로 반사시키는 빔 가르개(beam splitter)(520)를 포함할 수 있다. 또한, 도 5의 회전 다면경(530)은 4개의 거울이 각각 결합된 반사면들로 구성되어 있으나, 반사면들의 형상 및 개수는 실시예에 따라 변경될 수 있다.
광원(510)이 발산 특성을 가지는 테라헤르츠 빔을 출력하면, 시준 렌즈(511)가 도 5에 도시된 바와 같이 광원(510)에서 출력된 테라헤르츠 빔을 시준하여 빔 가르개(520)에 입사시킬 수 있다.
이때, 빔 가르개(520)를 투과한 테라헤르츠 빔은 회전 다면경(530)에서 반사되어 텔레센트릭 세타 렌즈(540)에 입사될 수 있다. 그리고, 텔레센트릭 세타 렌즈(540)는 테라헤르츠 빔의 주광선이 렌즈의 광축에 대하여 평행해지도록 보정할 수 있다. 따라서, 회전 다면경(530)의 회전에 의하여 텔레센트릭 세타 렌즈(540)에 입사되는 테라헤르츠 빔의 입사각이 변경되면, 텔레센트릭 세타 렌즈(540)를 통과하여 시편(501)에 입사되는 테라헤르츠 빔의 위치가 변경될 수 있다.
또한, 시편(501)에 입사된 테라헤르츠 빔은 시편(501)에서 반사된 후, 텔레센트릭 세타 렌즈(540)을 통하여 회전 다면경(530)에 입사될 수 있다. 이때, 회전 다면경(530)에 입사된 테라헤르츠 빔은 회전 다면경(530)에서 빔 가르개(520)가 위치한 방향으로 반사될 수 있다. 그리고, 회전 다면경(530)에서 반사된 테라헤르츠 빔은 빔 가르게(520)에서 검출기(550)가 위치한 방향으로 반사될 수 있다.
이때, 빔 가르게(520)에서 반사된 테라헤르츠 빔은 집광 렌즈(512)를 통과하며 검출기(550)에 집속될 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템은 상부에만 거울이 결합된 회전 다면경(530)을 포함함으로써, 제1 실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템보다 크기가 작을 수 있다. 또한, 텔레센트릭 세타 렌즈(540)도 시편(501)에서 반사된 테라헤르츠 빔을 회전 다면경(530)에서 반사된 테라헤르츠 빔과 다른 경로로 입사되도록 하기 위한 구조를 포함하지 않으므로, 도 2의 텔레센트릭 세타 렌즈(130)보다 간단하게 구성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템의 일례이다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템은 도 5의 회전 다면경(530)을 일정 각도로 기울기를 가지는 거울을 이용하여 상기 광원으로부터 입사되는 테라헤르츠 빔을 시편이 위치한 방향으로 반사시키는 회전경(630)으로 대체한 테라헤르츠 반사 영상 시스템이다.
광원(610)이 발산 특성을 가지는 테라헤르츠 빔을 출력하면, 시준 렌즈(611)가 도 6에 도시된 바와 같이 광원(610)에서 출력된 테라헤르츠 빔을 시준하여 빔 가르개(620)에 입사시킬 수 있다.
이때, 빔 가르개(620)를 투과한 테라헤르츠 빔은 회전경(630)에서 반사되어 텔레센트릭 세타 렌즈(640)에 입사될 수 있다. 그리고, 텔레센트릭 세타 렌즈(640)는 테라헤르츠 빔의 주광선이 렌즈의 광축에 대하여 평행해지도록 보정할 수 있다. 따라서, 회전경(630)의 회전에 의하여 텔레센트릭 세타 렌즈(640)에 입사되는 테라헤르츠 빔의 입사각이 변경되면, 텔레센트릭 세타 렌즈(640)를 통과하여 시편(601)에 입사되는 테라헤르츠 빔의 위치가 변경될 수 있다.
또한, 시편(601)에 입사된 테라헤르츠 빔은 시편(601)에서 반사된 후, 텔레센트릭 세타 렌즈(640)을 통하여 회전경(630)에 입사될 수 있다. 이때, 회전경(630)에 입사된 테라헤르츠 빔은 회전경(630)에서 빔 가르개(620)가 위치한 방향으로 반사될 수 있다. 그리고, 회전경(630)에서 반사된 테라헤르츠 빔은 빔 가르게(620)에서 검출기(650)가 위치한 방향으로 반사될 수 있다.
이때, 빔 가르게(620)에서 반사된 테라헤르츠 빔은 집광 렌즈(612)를 통과하며 검출기(650)에 집속될 수 있다.
회전 다면경은 도 2, 도 5에 도시된 바와 같이 회전축과 회전 단면경의 외각 사이의 거울로 테라헤르츠 빔을 반사하므로, 반사 가능한 테라헤르츠 빔의 직경은 회전 다면경의 반지름보다 적을 수 있다. 반면, 회전경(630)은 도 6에 도시된 바와 같이 회전축 위에 결합 되므로, 회전경(630)의 반지름보다 직경이 더 큰 테라헤르츠 빔을 반사시킬 수 있다.
즉, 회전경(630)은 동급의 크기 및 크기를 가지는 회전 다면경에 비하여 직경이 더 큰 테라헤르츠 빔을 반사시킬 수 있으므로, 회전 다면경을 포함하는 테라헤르츠 반사 영상 시스템보다 회전경(630)을 포함하는 테라헤르츠 반사 영상 시스템이 더 높은 해상도를 가질 수 있다.
도 7는 본 발명의 제4 실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템의 일례이다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템은 포물면 회전경(730)를 이용하여 시준 렌즈 및 집광 렌즈를 생략한 테라헤르츠 반사 영상 시스템이다. 이때, 포물면 회전경(730)의 반사면에 결합되는 거울은 포물면 형태로 제작된 거울로써, 광원(710)에서 발산되는 테라헤르츠 빔을 시준시켜 반사하는 특징을 가질 수 있다.
구체적으로, 광원(710)이 출력한 발산 특성을 가지는 테라헤르츠 빔은 빔 가르개(720)를 투과하여 포물면 회전경(730)에 입사될 수 있다. 이때, 포물면 회전경(730)에 입사된 테라헤르츠 빔은 포물면 회전경(730)에서 반사되며 시준되어 텔레센트릭 세타 렌즈(740)에 입사될 수 있다. 그리고, 텔레센트릭 세타 렌즈(740)는 테라헤르츠 빔의 주광선이 렌즈의 광축에 대하여 평행해지도록 보정할 수 있다. 따라서, 회전경(730)의 회전에 의하여 텔레센트릭 세타 렌즈(740)에 입사되는 테라헤르츠 빔의 입사각이 변경되면, 텔레센트릭 세타 렌즈(740)를 통과하여 시편(701)에 입사되는 테라헤르츠 빔의 위치가 변경될 수 있다.
또한, 시편(701)에 입사된 테라헤르츠 빔은 시편(701)에서 반사된 후, 텔레센트릭 세타 렌즈(740)을 통하여 포물면 회전경(730)에 입사될 수 있다. 이때, 포물면 회전경(730)에 입사된 테라헤르츠 빔은 포물면 회전경(730)에서 빔 가르개(720)가 위치한 방향으로 반사되면서 집속될 수 있다. 그리고, 포물면 회전경(730)에서 반사된 테라헤르츠 빔은 빔 가르게(720)에서 검출기(750)가 위치한 방향으로 반사되어 검출기(650)에 입사될 수 있다.
제4 실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템은 포물면 회전경(730)를 이용하여 시준 렌즈 및 집광 렌즈 없이도 테라헤르츠 빔을 시준, 또는 집속시킴으로써, 테라헤르츠 반사 영상 시스템에 포함될 구성을 단순화하여 테라헤르츠 반사 영상 시스템의 크기를 축소시킬 수 있다.
또한, 제4 실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템은 테라헤르츠 반사 영상 시스템에 포함된 렌즈의 개수를 1개로 최소화함으로써, 렌즈에 의한 손실도 최소화할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템의 일례이다.
본 발명의 제5 실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템은 실린더 형태의 시편(801) 내측을 이미징 하는 데에 특화된 시스템이다. 실린더 형태의 시편 내측은 포물선 형상이므로, 텔레센트릭 세타 렌즈가 없어도 포물면 회전경(730)에서 반사된 테라헤르츠 빔이 시편 내측에 수직으로 입사될 수 있다.
광원(810)이 발산 특성을 가지는 테라헤르츠 빔을 출력하면, 시준 렌즈(811)가 도 8에 도시된 바와 같이 광원(810)에서 출력된 테라헤르츠 빔을 시준하여 빔 가르개(820)에 입사시킬 수 있다.
이때, 빔 가르개(820)를 투과하여 포물면 회전경(830)에 입사된 테라헤르츠 빔은 포물면 회전경(830)에서 반사되며 집속되어 실린더 형태의 시편(801) 내측에 수직으로 입사될 수 있다.
또한, 실린더 형태의 시편(801) 내측에 입사된 테라헤르츠 빔은 실린더 형태의 시편(801) 내측에서 반사된 후, 포물면 회전경(830)에 입사될 수 있다. 이때, 포물면 회전경(730)에 입사된 테라헤르츠 빔은 포물면 회전경(730)에서 빔 가르개(720)가 위치한 방향으로 반사되며 확산할 수 있다. 그리고, 포물면 회전경(730)에서 반사된 테라헤르츠 빔은 빔 가르게(720)에서 검출기(750)가 위치한 방향으로 반사될 수 있다. 이때, 빔 가르게(820)에서 반사된 테라헤르츠 빔은 집광 렌즈(812)를 통과하며 검출기(840)에 집속될 수 있다.
본 발명의 제5 실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템은 파이프 내부나 홀과 같은, 원형 단면을 가지는 공동 내부의 측정에 최적화된 테라헤르츠 반사 영상 시스템이다. 다만, 다양한 내경을 갖는 파이프 및 구멍을 측정하기 위하여 시편(801)의 내측에 초점이 맞아야 하므로, 본 발명의 제5 실시예에 따른 테라헤르츠 반사 영상 시스템은 시준 렌즈(811)와 집광 렌즈(812)의 위치를 변경하여 포물면 회전경(830)에서 반사되며 집속되는 테라헤르츠 빔의 초점 거리의 조절하기 위한 구성을 포함할 수 있다.
또한, 포물면 회전경(730)의 회전에 의해 시편(801)의 내측에서 반사된 테라헤르츠 빔의 편광이 회전할 수 있으므로, 광원(810)은 원편광을 가지는 테라헤르츠 발생기일 수 있다.
본 발명은 다면체 형태의 회전 거울인 회전 다면경을 이용하여 회전축에 평행하게 테라헤르츠 빔을 입사시킴으로써, 시스템의 크기를 줄이고 광정렬이 용이하며, 작은 크기로 모듈화 할 수 있다.
또한, 본 발명은 종래의 테라헤르츠 이미징 시스템에 사용된 거울보다 크기가 작은 포물면 회전경을 사용하여 테라헤르츠 빔을 반사시킬 수 있으므로, 종래의 테라헤르츠 이미징 시스템보다 작은 크기의 시스템으로 높은 해상도의 영상을 획득할 수 있다.
본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.
마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 장치 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 장치들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징 될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
110: 광원
120: 회전 다면경
130: 텔레센트릭 세타 렌즈
140: 검출기

Claims (8)

  1. 테라헤르츠 빔을 출력하는 광원;
    다면체의 면들 각각에 거울이 결합되어 상기 광원으로부터 입사되는 테라헤르츠 빔을 시편이 위치한 방향으로 반사시키는 회전 다면경;
    상기 회전 다면경에서 반사된 테라헤르츠 빔을 상기 시편에 입사시키며, 상기 회전 다면경에서 반사된 테라헤르츠 빔의 주광선이 렌즈의 광축에 대하여 평행해지도록 보정하는 텔레센트릭 세타 렌즈; 및
    상기 시편에서 반사된 테라헤르츠 빔을 검출하는 검출기
    를 포함하고,
    상기 회전 다면경은,
    기 설정된 방향으로 회전하여 상기 테라헤르츠 빔의 반사 방향을 변경함으로써, 상기 시편에 입사되는 테라헤르츠 빔의 위치를 이동시키는 테라헤르츠 반사 영상 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회전 다면경은,
    상기 테라헤르츠 빔을 상기 시편이 위치한 방향으로 반사시키는 제1 면과 상기 시편에서 반사되어 상기 텔레센트릭 세타 렌즈를 통과한 테라헤르츠 빔을 상기 검출기가 위치한 방향으로 반사시키는 제2 면을 포함하고,
    상기 텔레센트릭 세타 렌즈는,
    상기 시편에서 반사된 테라헤르츠 빔을 상기 제2 면에 입사시키는 테라헤르츠 반사 영상 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광원이 시준된(collimated) 테라헤르츠 빔을 출력하지 않는 경우,
    상기 광원에서 출력된 테라헤르츠 빔을 시준시켜 상기 회전 다면경에 입사시키는 시준 렌즈; 및
    상기 시편에서 반사된 테라헤르츠 빔을 집속시켜 상기 검출기에 입사시키는 집광 렌즈
    를 더 포함하는 테라헤르츠 반사 영상 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광원에서 출력된 테라헤르츠 빔을 투과시키고, 상기 회전 다면경에서 반사된 테라헤르츠 빔을 상기 검출기가 위치한 방향으로 반사시키는 빔 가르개(beam splitter)
    를 더 포함하고,
    상기 텔레센트릭 세타 렌즈는,
    상기 시편에서 반사된 테라헤르츠 빔을 상기 회전 다면경에 입사시키며,
    상기 화전 다면경은,
    상기 텔레센트릭 세타 렌즈로부터 입사된 테라헤르츠 빔을 상기 빔 가르개가 위치한 방향으로 반사시키는 테라헤르츠 반사 영상 시스템.
  5. 테라헤르츠 빔을 출력하는 광원;
    일정 각도로 기울기를 가지는 거울을 이용하여 상기 광원으로부터 입사되는 테라헤르츠 빔을 시편이 위치한 방향으로 반사시키는 회전경;
    상기 회전경에서 반사된 테라헤르츠 빔을 상기 시편에 입사시키며, 상기 상기 회전 다면경에서 반사된 테라헤르츠 빔의 주광선이 렌즈의 광축에 대하여 평행해지도록 보정하는 텔레센트릭 세타 렌즈; 및
    상기 시편에서 반사된 테라헤르츠 빔을 검출하는 검출기
    를 포함하고,
    상기 회전경은,
    회전축에 결합된 상기 거울을 기 설정된 방향으로 회전하여 상기 테라헤르츠 빔의 반사 방향을 변경함으로써, 상기 시편에 입사되는 테라헤르츠 빔의 위치를 이동시키는 테라헤르츠 반사 영상 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 광원이 시준된(collimated) 테라헤르츠 빔을 출력하지 않는 경우,
    상기 광원에서 출력된 테라헤르츠 빔을 시준시켜 상기 회전 다면경에 입사시키는 시준 렌즈; 및
    상기 시편에서 반사된 테라헤르츠 빔을 집속시켜 상기 검출기에 입사시키는 집광 렌즈
    를 더 포함하는 테라헤르츠 반사 영상 시스템.
  7. 테라헤르츠 빔을 출력하는 광원;
    포물면 거울을 이용하여 상기 광원으로부터 입사되는 테라헤르츠 빔을 시편이 위치한 방향으로 반사시키는 포물면 회전경;
    상기 포물면 회전경에서 반사된 테라헤르츠 빔을 상기 시편에 입사시키며, 상기 포물면 상기 회전 다면경에서 반사된 테라헤르츠 빔의 주광선이 렌즈의 광축에 대하여 평행해지도록 보정하는 텔레센트릭 세타 렌즈; 및
    상기 시편에서 반사된 테라헤르츠 빔을 검출하는 검출기
    를 포함하고,
    상기 포물면 거울은,
    상기 광원으로부터 입사되는 테라헤르츠 빔을 시준시켜 상기 텔레센트릭 세타 렌즈로 반사하며,
    상기 포물면 회전경은,
    회전축에 결합된 포물면 거울을 기 설정된 방향으로 회전하여 테라헤르츠 빔의 반사 방향을 변경함으로써, 상기 시편에 입사되는 테라헤르츠 빔의 위치를 이동시키는 테라헤르츠 반사 영상 시스템.
  8. 테라헤르츠 빔을 출력하는 광원;
    회전축에 결합된 포물면 거울을 이용하여 상기 광원으로부터 입사되는 테라헤르츠 빔을 실린더 형태의 시편이 위치한 방향으로 반사시키는 포물면 회전경; 및
    상기 실린더 형태의 시편에서 반사된 테라헤르츠 빔을 검출하는 검출기
    를 포함하고,
    상기 포물면 거울은,
    상기 광원으로부터 입사되는 테라헤르츠 빔이 상기 실린더 형태의 시편의 내측에 수직 입사되도록 반사하며,
    상기 포물면 회전경은,
    회전축에 결합된 포물면 거울을 기 설정된 방향으로 회전하여 상기 실린더 형태의 시편에 입사되는 테라헤르츠 빔의 위치를 이동시키는 테라헤르츠 반사 영상 시스템.
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