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KR101849606B1 - Spatially-resolved spectral imaging apparatus based on single-shot - Google Patents

Spatially-resolved spectral imaging apparatus based on single-shot Download PDF

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Publication number
KR101849606B1
KR101849606B1 KR1020160057202A KR20160057202A KR101849606B1 KR 101849606 B1 KR101849606 B1 KR 101849606B1 KR 1020160057202 A KR1020160057202 A KR 1020160057202A KR 20160057202 A KR20160057202 A KR 20160057202A KR 101849606 B1 KR101849606 B1 KR 101849606B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
sample
scattered light
scattered
light source
Prior art date
Application number
KR1020160057202A
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Korean (ko)
Other versions
KR20170126748A (en
Inventor
김형민
박찬량
이희수
송시원
조영호
Original Assignee
국민대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 국민대학교산학협력단 filed Critical 국민대학교산학협력단
Priority to KR1020160057202A priority Critical patent/KR101849606B1/en
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    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28Investigating the spectrum
    • G01J3/44Raman spectrometry; Scattering spectrometry ; Fluorescence spectrometry
    • G01J3/4406Fluorescence spectrometry
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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Abstract

분광 분석 장치를 제공한다. 분광 분석 장치는 내부 성분을 분석하기 위한 시료를 지지하기 위한 받침대, 시료의 표면으로 제1 광을 조사시키는 광원 및 제1 광으로 인해서 시료로부터 산란되는 제2 광의 경로 상에 배치되어 제2 광의 스펙트럼을 수집하고 시료의 내부 성분을 검출하는 검출부를 포함하되, 시료로 조사되는 제1 광과 시료로부터 얻어지는 제2 광이 서로 간섭되지 않는다. Thereby providing a spectroscopic analysis apparatus. The spectroscopic analysis apparatus includes a pedestal for supporting a sample for analyzing an internal component, a light source for irradiating the first light to the surface of the sample, and a second light scattering from the sample due to the first light, The first light emitted from the sample and the second light obtained from the sample are not interfered with each other.

Description

단일샷에 의한 심도 분해 분광 분석 이미징 장치{SPATIALLY-RESOLVED SPECTRAL IMAGING APPARATUS BASED ON SINGLE-SHOT}{SPATIALLY-RESOLVED SPECTRAL IMAGING APPARATUS BASED ON SINGLE-SHOT}

본 발명은 시료 내부의 공간에 따라 변화하는 분광 스펙트럼을 이미징하여 분석하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for imaging and analyzing a spectroscopic spectrum that varies according to a space inside a sample.

일반적으로, 발광 현상을 기반으로 하는 형광 분광기(Fluorometer)나 산란 현상을 기반으로 하는 라만 분광기(Raman spectrometer)는 바이오산업, 약학산업, 환경응용, 국토안보, 과학수사, 고고학분석 등을 포함하는 다양한 분야에서 사용되고 있는 우수한 분석장비이다.In general, a fluorescence spectrometer based on a fluorescence phenomenon based on a luminescence phenomenon or a Raman spectrometer based on a scattering phenomenon can be applied to various fields including bio-industry, pharmaceutical industry, environment application, homeland security, scientific investigation, It is an excellent analytical instrument used in the field.

레이저 기술 및 광학제품산업의 급속한 발전은 최근에 약학 제품, 의학적 진단 및 생체 이미징과 같은 화학 또는 생물학적 타겟의 비침습적 검출을 할 수 있는 장투과 방식의 분광법 응용으로 확장하였다. 그러나, 혼탁한 재료에서 비침습적 검출의 깊이 제한은 극복하기가 매우 어렵다.Rapid advances in the laser technology and optical products industries have recently been extended to field-penetrating spectroscopy applications capable of non-invasive detection of chemical or biological targets such as pharmaceutical products, medical diagnostics and biomedical imaging. However, the depth limitation of noninvasive detection in turbid materials is very difficult to overcome.

심도 라만 분광기(deep Raman spectroscopy)에서 최근의 연구는 검출 깊이를 향상시키고 혼탁한 매질(turbid media) 아래에 있는 분석물질의 화학적 정보를 제공하는데 초점이 맞춰져 있다. Recent research in deep Raman spectroscopy has focused on improving the detection depth and providing the chemical information of the analyte below the turbid media.

투과라만분광기(transmission Raman spectroscopy), 공간변위라만분광기(spatially offset Raman spectroscopy, SORS) 및 시분해라만분광기(time-resolved Raman spectroscopy)를 포함하는 공간분해(spatially resolved) 및 시간분해(temporally resolved) 심도 라만 방법(deep Raman method)은 심도 라만 분광기 분야에서 발전하여 널리 사용되고 있다.Spatially resolved and temporally resolved depths including transmission Raman spectroscopy, spatially offset Raman spectroscopy (SORS), and time-resolved Raman spectroscopy. The deep Raman method has been developed and widely used in depth Raman spectroscopy.

종래의 품질 검증 방법은 포장재 내부에 존재하는 화학물질을 외부로 꺼내서 분석해야 하기 때문에 공정 시간의 지연 및 불순물 혼합 등의 문제가 존재하고, 종래의 심도 분광 분석 장치는 한 위치 당 한 스펙트럼만을 획득하기 때문에 깊이에 따른 전체 데이터를 얻기 위해서는 각 위치별 신호를 합산하여 분석해야 하는 번거로움이 있다.The conventional quality verification method has problems such as delay of the process time and mixing of impurities because the chemical substance present in the packaging material must be taken out to the outside for analysis and the conventional depth spectrometry apparatus acquires only one spectrum per position Therefore, in order to obtain the entire data according to the depth, it is troublesome to add and analyze signals for each position.

본 발명의 일 실시예는 시료의 내부에 존재하는 임의의 내부 성분을 외부로 꺼내지 않고 용이하게 분석할 수 있는 분광 분석 장치를 제공하고자 한다. An embodiment of the present invention is to provide a spectroscopic analyzer capable of easily analyzing an internal component existing in a sample without taking it out to the outside.

본 발명의 일 실시예는 고정된 광 조사 위치에서 깊이에 따른 스펙트럼의 전체 데이터를 용이하게 얻을 수 있는 분광 분석 장치를 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a spectroscopic analysis apparatus capable of easily obtaining the entire data of a spectrum along a depth at a fixed light irradiation position.

본 발명의 일 측면에 따르면 적어도 하나의 내부 성분을 분석하기 위한 시료를 지지하기 위한 받침대; 상기 시료의 표면으로 제1 광을 조사하기 위하여 고정된 광 조사 위치를 갖는 광원; 및 상기 제1 광으로 인해서 상기 시료의 표면으로부터 산란되어 얻어지는 제1 산란광 및 상기 제1 광이 상기 시료의 내부까지 조사될 때 상기 시료의 깊이에 따라서 상기 시료의 내부로부터 얻어지는 적어도 하나의 제2 산란광을 포함하는 제2 광의 경로 상에 배치되어 상기 제2 광의 스펙트럼을 수집하고 상기 시료의 내부 성분을 검출하는 검출부를 포함하고, 상기 검출부는 상기 제1 산란광 및 상기 적어도 하나의 제2 산란광을 수신하는 수신부; 상기 수신부와 이격배치되고, 상기 수신부를 통해 수신된 상기 제1 및 제2 산란광에서 특정 스펙트럼을 검출하여 하나의 광 조사 위치에서 깊이에 따른 스펙트럼의 전체 데이터를 얻을 수 있는 검출기; 및 상기 검출기를 통해 검출된 특정 스펙트럼을 분석하여 상기 시료 내부 성분을 파악하는 분석기를 포함하되, 상기 수신부는 레이저광원으로부터 간섭을 제거하고 상기 시료로부터 산란되는 제1 산란광 및 제2 산란광의 공간 분해능을 개선하는 제1 공간필터; 상기 제1 공간필터로부터 이격배치되고, 상기 제1 산란광 및 제2 산란광을 이미징하는 제1 볼록렌즈; 상기 제1 볼록렌즈로부터 포커싱된 제1 산란광 및 제2 산란광을 상기 검출기로 이미징하는 제2 볼록렌즈 및 상기 제1 볼록렌즈 및 상기 제2 볼록렌즈 사이에 위치하여 상기 제 1 볼록렌즈를 통과한 레이져 광원 산란광, 제 1 산란광 및 제 2 산란광 중에서 레이저광원 산란광의 투과를 막고 제 1 산란광 및 제 2 산란광을 선택적으로 투과시킬 수 있는 제 1 필터 및 제 2 필터를 포함하는 필터부; 및 상기 제2 볼록렌즈 및 상기 검출기 사이에 위치하여 레이저광원으로부터 간섭을 제거하고 상기 제2 볼록렌즈로부터 송신되는 제1 산란광 및 제2 산란광의 공간 분해능을 개선하는 제2 공간필터를 포함하고, 상기 검출기는 상기 제2 볼록렌즈로부터 송신된 상기 제1 산란광 및 상기 제2 산란광을 수신하여 빛의 파장에 따라서 서로 다른 각도로 진행하게 하는 분산광학계 및 상기 분산광학계를 통해 수신된 제 1 산란광 및 상기 제 2 산란광 중에서 파수 및 진폭을 선택하여 광을 2차원으로 수광하는 2차원 검출 센서를 포함하는 분광 분석 장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for analyzing at least one internal component, comprising: a pedestal for supporting a sample; A light source having a fixed light irradiation position for irradiating the surface of the sample with the first light; And at least one second scattered light obtained from the inside of the sample in accordance with a depth of the sample when the first scattered light is scattered from the surface of the sample due to the first light and the first light is irradiated to the inside of the sample, And a detector for collecting the spectrum of the second light and detecting an internal component of the sample, wherein the detector detects the first scattered light and the at least one second scattered light A receiving unit; A detector spaced apart from the receiver and capable of detecting a specific spectrum in the first and second scattered light received through the receiver and obtaining total data of a spectrum along a depth at one light irradiation position; And an analyzer for analyzing the specific spectrum detected through the detector to determine the internal components of the sample. The receiver removes interference from the laser light source and detects spatial resolution of the first scattered light and the second scattered light scattered from the sample A first spatial filter to be improved; A first convex lens disposed apart from the first spatial filter, the first convex lens imaging the first scattered light and the second scattered light; A second convex lens for imaging the first scattered light and the second scattered light focused from the first convex lens to the detector and a second convex lens positioned between the first convex lens and the second convex lens and passing through the first convex lens, A filter unit including a first filter and a second filter capable of selectively transmitting the first scattered light and the second scattered light while blocking the transmission of the laser light scattered light from the light source scattered light, the first scattered light and the second scattered light; And a second spatial filter disposed between the second convex lens and the detector for eliminating interference from the laser light source and improving the spatial resolution of the first scattered light and the second scattered light transmitted from the second convex lens, The detector includes a dispersion optical system that receives the first scattered light and the second scattered light transmitted from the second convex lens and makes the light propagate at different angles according to the wavelength of light, and a second optical system that receives the first scattered light and the second scattered light, And a two-dimensional detection sensor for two-dimensionally receiving light by selecting a wavenumber and an amplitude from two scattered lights.

이때, 상기 시료로 조사되는 상기 제1 광과 상기 시료로부터 얻어지는 제2 광이 서로 간섭되지 않을 수 있다. At this time, the first light irradiated to the sample and the second light obtained from the sample may not interfere with each other.

이때, 상기 광원은 상기 시료 표면 상에 배치되되, 상기 시료로 조사되는 상기 제1 광의 입사각은 0도 초과 80도 이하일 수 있다. At this time, the light source is disposed on the surface of the sample, and the incident angle of the first light irradiated to the sample may be more than 0 degrees and less than 80 degrees.

이때, 상기 광원은 상기 검출부가 수집하는 상기 제2 광과 상기 제1 광이 간섭되지 않도록 상기 제2 광으로부터 이격 배치되되, 상기 광원는 상기 제2 광이 산란되는 시료로부터 소정의 거리(L1)만큼 이격 배치되고, 상기 광원은 상기 시료 표면의 중심에서부터 소정의 높이(H)만큼 이격된 위치에 조사될 수 있다. Here, the light source may be spaced apart from the second light so that the second light collected by the detection unit does not interfere with the first light, and the light source may be spaced apart from the sample to be scattered by a predetermined distance (L1) And the light source may be irradiated at a position spaced apart from the center of the sample surface by a predetermined height (H).

이때, 상기 광원은 상기 광원을 상기 시료에 포커싱하는 렌즈를 더 포함하되, 상기 소정의 거리(L1)는 상기 렌즈의 초점 거리에 따라 결정될 수 있다.In this case, the light source further includes a lens for focusing the light source on the sample, and the predetermined distance L1 may be determined according to the focal length of the lens.

이때, 상기 소정의 거리(L1)는 10 mm 내지 100 mm이고, 상기 소정의 높이(H)는 0 mm 초과 50 mm이하일 수 있다. At this time, the predetermined distance L1 may be 10 mm to 100 mm, and the predetermined height H may be 0 mm to 50 mm.

이때, 상기 광원은 레이저 광원이고, 상기 레이저 광원은 고체 레이저, 기체 레이저 및 다이오드 레이저 중 하나일 수 있다. Here, the light source may be a laser light source, and the laser light source may be one of a solid laser, a gas laser, and a diode laser.

이때, 상기 시료는 상기 시료의 외측면에 위치하는 제1 시료, 상기 제1 시료의 내부측에 위치하는 제2 시료 및 상기 제2 시료의 내부측에 위치하는 제3 시료를 포함하고, 상제 제1 산란광은 상기 제1 시료로부터 얻어지고, 상기 제2 산란광은 제2 시료로부터 얻어지며, 상기 제2 광은 상기 제3 시료로부터 얻어지는 제3 산란광을 더 포함할 수 있다. At this time, the sample includes a first sample located on the outer surface of the sample, a second sample located on the inner side of the first sample, and a third sample located on the inner side of the second sample, 1 scattered light is obtained from the first sample, the second scattered light is obtained from the second sample, and the second light may further include third scattered light obtained from the third sample.

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본 발명의 일 실시예에 따른 분광 분석 장치는 시료의 내부에 존재하는 임의의 내부 성분을 외부로 꺼내지 않고 용이하고, 안전하면서 명확하게 검출할 수 있다, The spectroscopic analysis apparatus according to an embodiment of the present invention can easily, safely and clearly detect any internal components existing in the sample without taking it out to the outside.

본 발명의 일 실시예에 따른 분광 분석 장치는 검출부를 포함하여 하나의 광 조사 위치에서 깊이에 따른 스펙트럼의 전체 데이터를 용이하게 얻을 수 있고, 대면적 성분을 한번에 검출할 수 있다.The spectroscopic analyzing apparatus according to an embodiment of the present invention can easily obtain the entire data of the spectrum along the depth at one light irradiation position and detect the large area component at a time by including the detecting unit.

본 발명의 일 실시예에 따른 분광 분석 장치는 2 차원 검출센서를 포함하여 모든 시료에 대하여 빠르고 정확하게 불순물과 성분 조성비를 검출할 수 있다.The spectroscopic analysis apparatus according to an embodiment of the present invention can detect impurities and component composition ratios quickly and accurately for all samples including a two-dimensional detection sensor.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 분석 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 분석 장치가 작동하는 것을 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 분석 장치가 작동하는 것을 도시한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 분석 장치가 작동할 때 시료에서의 광이 산란되는 것을 도시한 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 분석 장치가 작동하는 것을 도시한 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 분석 장치의 검출부에서 검출한 시료의 표면 및 내부에서 검출한 스펙트럼을 도시한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 분석 장치의 검출부에서 검출한 스펙트럼 중 시료 내부의 스펙트럼을 도시한 그래프이다.
1 is a perspective view showing a spectroscopic analysis apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view illustrating operation of the spectroscopic analysis apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view showing operation of a spectroscopic analysis apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic view showing that light in a sample is scattered when a spectroscopic analysis apparatus according to an embodiment of the present invention is operated.
5 is a schematic diagram illustrating operation of a spectroscopic analysis apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing spectra detected on the surface and inside of the sample detected by the detection unit of the spectroscopic analysis apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 7 is a graph showing spectra in a sample among the spectra detected by the detection unit of the spectroscopic analysis apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참고부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. Also, where a section such as a layer, a film, an area, a plate, or the like is referred to as being "on" another section, it includes not only the case where it is "directly on" another part but also the case where there is another part in between. On the contrary, where a section such as a layer, a film, an area, a plate, etc. is referred to as being "under" another section, this includes not only the case where the section is "directly underneath"

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 분석 장치를 도시한 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 분석 장치가 작동하는 것을 도시한 단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 분석 장치가 작동하는 것을 도시한 개략도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 분석 장치가 작동할 때 시료에서의 광이 산란되는 것을 도시한 개략도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 분석 장치가 작동하는 것을 도시한 개략도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 분석 장치의 검출부에서 검출한 시료의 표면 및 내부에서 검출한 스펙트럼을 도시한 그래프이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 분석 장치의 검출부에서 검출한 스펙트럼 중 시료 내부의 스펙트럼을 도시한 그래프이다. 1 is a perspective view showing a spectroscopic analysis apparatus according to an embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view illustrating operation of the spectroscopic analysis apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic view showing operation of a spectroscopic analysis apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic view showing that light in a sample is scattered when a spectroscopic analysis apparatus according to an embodiment of the present invention is operated. 5 is a schematic diagram illustrating operation of a spectroscopic analysis apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a graph showing spectra detected on the surface and inside of the sample detected by the detection unit of the spectroscopic analysis apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. FIG. 7 is a graph showing spectra in a sample among the spectra detected by the detection unit of the spectroscopic analysis apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG.

이하의 설명에서 도 1에서 볼 때 시료에서 검출부 쪽을 전방으로 규정하고, 검출부에서 시료 쪽을 후방으로 규정하여 설명한다.In the following description, it is assumed that the detection unit side is defined forward in the sample in FIG. 1 and the sample side is defined in the detection unit in the rear direction.

도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 분석 장치(1)는 광원부(100), 시료(200) 및 검출부(300)를 포함할 수 있다. 이를 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 분석 장치(1)는 시료(200)의 내부에 존재하는 임의의 내부 성분을 외부로 꺼내지 않고 용이하고, 안전하면서 명확하게 검출할 수 있다, Referring to FIG. 1, a spectroscopic analyzer 1 according to an embodiment of the present invention may include a light source 100, a sample 200, and a detector 300. Accordingly, the spectroscopic analysis apparatus 1 according to the embodiment of the present invention can easily, safely and clearly detect any internal components existing in the sample 200 without taking it out to the outside.

한편, 본 발명의 일 실시예에서 받침대(미도시)는 도시되지는 않았지만 지면과 수직하게 설치되어 내부 성분을 분석하기 위해서 두께 및 기하학적 구조가 다양한 시료(200)를 지지할 수 있다. 이때, 받침대는 시료(200)를 안정적으로 고정시킬 수 있다면 그 크기, 형태 또는 소재는 한정되지 않는다.In an embodiment of the present invention, a pedestal (not shown) may be installed vertically to the ground to support the sample 200 having various thicknesses and geometric structures for analyzing internal components. At this time, if the base 200 can stably fix the sample 200, its size, shape or material is not limited.

도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 광원부(100)는 시료(200)의 표면으로 제1 광(112)을 조사시킬 수 있다. 이때, 광원부(100)은 단색 파장인 레이저 광원(110)으로서, 다이오드 레이저, 고체 레이저, 기체 레이저 중 어느 하나일 수 있다. Referring to FIG. 1, in an embodiment of the present invention, the light source unit 100 may irradiate the first light 112 to the surface of the sample 200. At this time, the light source unit 100 may be any one of a diode laser, a solid laser, and a gas laser, which is a laser light source 110 having a monochromatic wavelength.

한편, 본 발명의 일 실시예에서 광섬유(미도시)는 제1 광(112)을 이송부(130)까지 이송할 수 있다. 이때 광섬유는 중심부의 굴절률이 높고, 바깥 부분은 굴절률이 낮아 중심부를 통과하는 빛이 전반사가 일어나도록 한 광학적 섬유로서, 단일모드광섬유(single-mode optical fiber) 또는 다중모드광섬유(multi-mode optical fiber)일 수 있다.In an embodiment of the present invention, an optical fiber (not shown) may transfer the first light 112 to the transfer unit 130. In this case, the optical fiber is an optical fiber in which the refractive index of the central portion is high and the refractive index of the outer portion is low, so that light passing through the center portion is totally reflected. The optical fiber is a single mode optical fiber or a multi-mode optical fiber ).

도 1을 참고하면, 이송부(130)는 시료(200)에 조사되는 제1 광(111)의 위치를 제어할 수 있다. 이때, 이송부(130)는 수동 또는 자동으로 조사위치를 정밀하게 제어할 수 있다.Referring to FIG. 1, the transfer unit 130 can control the position of the first light 111 irradiated to the sample 200. At this time, the transfer unit 130 can control the irradiation position manually or automatically.

도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 이송부(130)는 제1 렌즈(132), 대역필터(134) 및 제2 렌즈(136)를 포함할 수 있다. 한편, 본 발명의 일 실시예에서 제1 렌즈(132)는 광섬유로부터 수신한 제1 광(112)을 평행 광으로 만들 수 있다. 이때, 제1 렌즈(132)는 평면볼록렌즈, 양면볼록렌즈, 비구면 볼록렌즈 등일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.Referring to FIG. 2, in one embodiment of the present invention, the transfer unit 130 may include a first lens 132, a band-pass filter 134, and a second lens 136. Meanwhile, in an embodiment of the present invention, the first lens 132 may convert the first light 112 received from the optical fiber into parallel light. Here, the first lens 132 may be a plano-convex lens, a biconvex lens, an aspherical convex lens, or the like, but is not limited thereto.

한편, 대역필터(band-pass filter, 134)는 제1 렌즈(132)로부터 수신한 평행 광에서 특정 범위 예를 들어 1-5 nm 범위 이외의 주파수를 감쇠시킬 수 있다. 또한 대역필터는 제2 렌즈(136)로 평행 광을 송신할 수 있다. On the other hand, the band-pass filter 134 can attenuate frequencies other than a specific range, for example, 1-5 nm, from the parallel light received from the first lens 132. Also, the band-pass filter can transmit the parallel light to the second lens 136.

한편, 제2 렌즈(136)는 대역필터(134)를 통과한 평행 광을 포커싱(focusing)하여 시료에 조사할 수 있다. On the other hand, the second lens 136 can focus the parallel light passing through the band-pass filter 134 and irradiate the sample.

본 발명의 일 실시예에서 레이저 광원(110)은 검출부(300)가 수집하는 제2 광(250)과 제1 광(112)이 간섭되지 않도록 제2 광으로부터 이격 배치될 수 있다.The laser light source 110 may be spaced apart from the second light so that the second light 250 collected by the detection unit 300 and the first light 112 do not interfere with each other.

도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 레이저 광원(110)은 지면과 수직하게 설치된 시료(200)의 표면 상에 배치될 수 있다. 이때 레이저 광원(110)은 시료(200)로 조사되는 제1 광(112)의 입사각(θ)이 0도 초과 80도 이하일 수 있다.Referring to FIG. 2, in one embodiment of the present invention, the laser light source 110 may be disposed on a surface of a sample 200 installed perpendicular to the ground. At this time, the laser light source 110 may have an incident angle (?) Of the first light (112) irradiated to the sample (200) of more than 0 degrees and less than 80 degrees.

본 발명의 일 실시예에서 제1 광(112)의 입사각(θ)은 바람직하게 30도 내지 70도일 수 있다. 더욱 바람직하게는 40도 내지 60도일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the angle of incidence [theta] of the first light 112 may preferably be between 30 degrees and 70 degrees. More preferably from 40 degrees to 60 degrees.

본 발명의 일 실시예에서 제1 광(112)의 입사각(θ)은 클수록 입사광이 직접적으로 시료(200)로 들어갈 확률이 커져서 신호가 커지는데 반해, 신호간의 분리도가 떨어지며, 제1 광(112)의 입사각(θ)이 줄어들면 시료(200)로 들어가는 전체적인 신호세기가 줄어드는데 반해 신호간의 분리도는 올라갈 수 있다. The larger the incident angle? Of the first light 112 is, the greater the probability that the incident light directly enters the sample 200, and the larger the signal, the lower the degree of separation between the signals, The overall signal intensity entering the sample 200 is reduced while the separation between the signals can be increased.

다만, 본 발명의 일 실시예에서 시료(200)의 산란 정도에 따라 최적의 입사각이 달라질 수 있다. However, in one embodiment of the present invention, an optimum incident angle may vary depending on the degree of scattering of the sample 200.

또한, 이를 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 분석 장치(1)는 시료(200)로 조사되는 제1 광(112)과 시료로부터 얻어지는 제2 광(250)이 서로 간섭되지 않을 수 있다.Also, the spectroscopic analysis apparatus 1 according to an embodiment of the present invention can prevent the first light 112 irradiated to the sample 200 from interfering with the second light 250 obtained from the sample.

이때, 본 발명의 일 실시예에서 시료(200)는 제1 광(112)이 조사되어 조사지점(P) 및 제2 광(250)이 산란되는 산란면(A)이 형성될 수 있다. 레이저 광원의 조사 위치는 시료(200)에서 산란되는 제2 광(250)으로부터 소정의 높이(H)만큼 이격 배치될 수 있다. At this time, in the embodiment of the present invention, the sample 200 may be formed with the scattering surface A where the first light 112 is irradiated and the irradiation point P and the second light 250 are scattered. The irradiation position of the laser light source may be spaced apart from the second light 250 scattered by the sample 200 by a predetermined height H.

즉, 레이저 광원(110)은 시료(200)에서 제2 광(250)이 산란되는 시료의 중심으로부터 소정의 높이(H)만큼 이격된 위치에 조사되고, 레이저 광원(110)은 시료 표면에서부터 소정의 거리(L1)만큼 이격 배치될 수 있다. That is, the laser light source 110 irradiates the sample 200 at a position spaced apart from the center of the sample where the second light 250 is scattered by a predetermined height H, and the laser light source 110 irradiates the sample The distance L1 between the first and second end portions is equal to the distance L1.

본 발명의 일 실시예에서 소정의 거리(L1)는 제2 렌즈(136)의 초점 거리에 cos(θ)를 곱한 값으로서 초점 거리에 따라 달라질 수 있다. 이때, 소정의 거리(L1)는 10 mm 내지 100 mm일 수 있다. 또한 소정의 높이(H)는 0 mm 초과 50 mm 이하일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the predetermined distance L1 is a value obtained by multiplying the focal length of the second lens 136 by cos ([theta]), and may vary depending on the focal length. At this time, the predetermined distance L1 may be 10 mm to 100 mm. The predetermined height H may be more than 0 mm but not more than 50 mm.

이를 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 분석 장치(1)는 하나의 광 조사 위치인 조사지점(P)에서 깊이에 따른 스펙트럼의 전체 데이터를 용이하게 얻음으로써 시료(200)의 내부에 존재하는 임의의 내부 성분을 외부로 꺼내지 않고 용이하고, 안전하면서 명확하게 검출할 수 있다, Accordingly, the spectroscopic analysis apparatus 1 according to an embodiment of the present invention can easily obtain the entire data of the spectrum along the depth at the irradiation point P, which is one irradiation position, It is possible to easily, safely and clearly detect any internal component without taking it out to the outside,

도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 시료(200)는 제1 시료(210), 제2 시료(220) 및 제3 시료(230)를 포함할 수 있다. 이때 제1 시료(210)는 시료(200)의 외측면에 위치하고, 제2 시료(220)는 제1 시료의 내부측에 위치하며, 제3 시료(230)는 제2 시료의 내부측에 위치할 수 있다.Referring to FIG. 3, in one embodiment of the present invention, the sample 200 may include a first sample 210, a second sample 220, and a third sample 230. At this time, the first sample 210 is located on the outer side of the sample 200, the second sample 220 is located on the inner side of the first sample, and the third sample 230 is located on the inner side of the second sample can do.

이때 제1 시료(210), 제2 시료(220) 및 제3 시료(230)는 각각 다른 물질일 수 있고, 경우에 따라서 제2 시료 및 제3 시료는 동일 물질일 수 있다.At this time, the first sample 210, the second sample 220, and the third sample 230 may be different materials, and the second sample and the third sample may be the same material in some cases.

본 발명의 일 실시예에서 제2 광(250)은 제1 시료(210)로부터 산란되어 얻어지는 제1 산란광(252), 제2 시료(220)로부터 얻어지는 제2 산란광(254) 및 제3 시료(230)로부터 얻어지는 제3 산란광(256)을 포함할 수 있다. 이때 제2 광(250)은 라만 또는 형광일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the second light 250 includes first scattered light 252 scattered from the first sample 210, second scattered light 254 obtained from the second sample 220, The second scattered light 256 and the third scattered light 256 obtained from the second scattered light 230. [ Where the second light 250 may be Raman or fluorescent.

또한, 본 발명의 일 실시예에서 제2 광(250)은 레이져 광원 산란광(미도시), 제1 산란광(252), 제2 산란광(254) 및 제3 산란광(256)일 수 있다. In an embodiment of the present invention, the second light 250 may be laser light source scattering light (not shown), first scattering light 252, second scattering light 254, and third scattering light 256.

도 2를 참고하면, 검출부(300)는 시료로부터 얻어지는 제2 광(250)을 수집할 수 있도록 제2 광이 산란되는 경로상 즉, 제1 산란광(252), 제2 산란광(254) 및 제3 산란광(256)이 산란되는 경로 상에 배치될 수 있다. 이때 검출부(300)는 제1 광으로 인해서 시료(200)로부터 산란되어 얻어지는 제1 산란광(252), 제2 산란광(254) 및 제3 산란광(256)의 스펙트럼을 수집하여 시료의 내부 성분을 검출할 수 있다.Referring to FIG. 2, the detector 300 detects the scattered light of the second light 250, that is, the first scattered light 252, the second scattered light 254, and the second scattered light 254, 3 scattered light 256 may be placed on the scattering path. At this time, the detector 300 collects spectra of the first scattered light 252, the second scattered light 254, and the third scattered light 256 obtained by scattering from the sample 200 due to the first light, and detects the internal components of the sample can do.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 검출부(300)는 수신부(310), 검출기(330) 및 분석기(350)를 포함할 수 있다.1 and 2, the detector 300 may include a receiver 310, a detector 330, and an analyzer 350 in one embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 분관 분석장치(1)는 시료의 내부에 존재하는 임의의 내부 성분을 외부로 꺼내지 않고 용이하고, 안전하면서 명확하게 검출할 수 있다, The branch analyzer 1 according to the embodiment of the present invention can easily, safely and clearly detect any internal components existing in the sample without taking it out to the outside.

도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 수신부(310)는 제1 공간필터(312), 제1 볼록렌즈(314), 제1 필터(316), 제2 필터(318), 제2 볼록렌즈(322), 제2 공간필터(324)를 포함할 수 있다.2 and 3, in an embodiment of the present invention, the receiving unit 310 includes a first spatial filter 312, a first convex lens 314, a first filter 316, a second filter 318, A second convex lens 322, and a second spatial filter 324.

한편, 본 발명의 일 실시예에서 제1 공간필터(312)는 검출기(330)에 기록되는 이미지를 개선하기 위해서 사용할 수 있으며, 이를 사용하면 레이저광원으로부터 간섭을 제거하고 공간 분해능을 개선할 수 있다. 또한 제1 공간필터(312)는 시료(200)에서 산란되는 제2 광(250)을 평행광으로 제1 볼록렌즈(314)에 송신할 수 있다.Meanwhile, in an embodiment of the present invention, the first spatial filter 312 can be used to improve the image recorded on the detector 330, and by using it, interference can be removed from the laser light source and spatial resolution can be improved . The first spatial filter 312 can transmit the second light 250 scattered by the sample 200 to the first convex lens 314 as parallel light.

이때, 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 재1 볼록렌즈(314)는 시료(200)의 중심부로부터 소정의 거리(L2)만큼 이격 배치될 수 있다. 이때 본 발명의 일 실시예에서 소정의 거리(L2)는 20 mm 초과 300 mm이하일 수 있다. Referring to FIG. 2, the convex lens 314 may be spaced apart from the center of the sample 200 by a predetermined distance L2 in an embodiment of the present invention. At this time, in one embodiment of the present invention, the predetermined distance L2 may be more than 20 mm but less than 300 mm.

본 발명의 일 실시예에서 제1 볼록렌즈(314)는 시료(200)에서 산란되는 제1 산란광(252), 제2 산란광(254) 및 제3 산란광(256)을 제1 필터(316)를 거쳐 제2 필터(318)로 송부할 수 있다. 이때 제1 볼록렌즈(314)는 평면볼록렌즈, 양면볼록렌즈, 비구면 볼록렌즈 등일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.The first convex lens 314 transmits the first scattered light 252 scattered in the sample 200, the second scattered light 254 and the third scattered light 256 to the first filter 316 To the second filter (318). At this time, the first convex lens 314 may be a flat convex lens, a double convex convex lens, an aspherical convex lens, or the like, but is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에서 제1 필터(316) 및 제2 필터(318)는 장파장투과필터일 수 있고, 제1 필터(316) 및 제2 필터(318)는 필터부로 명명될 수 있는데, 필터부의 제 1 필터(316) 및 제 2 필터(318)는 제1 볼록렌즈(314)를 통과한 레이져 광원 산란광, 제1 산란광(252), 제2 산란광(254) 및 제3 산란광(256) 중에서 제1 산란광(252), 제2 산란광(254) 및 제3 산란광(256)을 선택적으로 투과시킬 수 있다. In one embodiment of the present invention, the first filter 316 and the second filter 318 may be long wavelength transmissive filters, and the first filter 316 and the second filter 318 may be termed filter portions, The first filter 316 and the second filter 318 of the first filter 316 and the second filter 318 are arranged in the order of the laser light source scattered light, the first scattered light 252, the second scattered light 254 and the third scattered light 256 which have passed through the first convex lens 314 It is possible to selectively transmit the first scattered light 252, the second scattered light 254, and the third scattered light 256.

즉, 본 발명의 일 실시예에서 제1 필터(316) 및 제2 필터(318)는 레이저 광원 산란광의 투과를 막을 수 있다.That is, in one embodiment of the present invention, the first filter 316 and the second filter 318 can prevent transmission of the laser beam scattered light.

한편, 본 발명의 일 실시예에서 제2 볼록렌즈(322)는 제2 필터(318)를 통과한 제1 산란광(252), 제2 산란광(254) 및 제3 산란광(256)을 제2 공간필터(324)로 송신할 수 있다.The second convex lens 322 diffuses the first scattered light 252, the second scattered light 254, and the third scattered light 256, which have passed through the second filter 318, Filter 324, as shown in FIG.

이때, 제2 볼록렌즈(322)는 평면볼록렌즈, 양면볼록렌즈, 비구면 볼록렌즈 등일 수 있다. At this time, the second convex lens 322 may be a flat convex lens, a double-convex convex lens, an aspherical convex lens, or the like.

도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 제2 공간필터(324)는 검출기(330)에 기록되는 이미지를 개선하기 위해서 사용할 수 있으며, 이를 사용하면 레이저광원으로부터 간섭을 제거하고 공간 분해능을 개선할 수 있다. 또한 제2 공간필터(312)는 제2 볼록렌즈(322)에서 송신되는 제2 광(250)을 평행광으로 검출기(330)로 송신할 수 있다.Referring to FIG. 3, in an embodiment of the present invention, a second spatial filter 324 may be used to improve the image recorded in the detector 330, which may be used to remove interference from the laser light source, Can be improved. The second spatial filter 312 may transmit the second light 250 transmitted from the second convex lens 322 to the detector 330 as parallel light.

본 발명의 일 실시예에 따른 분광 분석장치(1)는 검출기(330)는 하나의 조사지점(P)에서 깊이 정보 전체를 얻기 위해서 깊이 정보가 다른 스펙트럼들이 관찰될 수 있다.The spectrometer 1 according to the embodiment of the present invention can detect spectra having different depth information in order to obtain the entire depth information at one irradiation point P of the detector 330.

한편, 본 발명의 일 실시예에서 검출기(330)는 분산광학계(332) 및 2차원 검출센서(334)를 포함할 수 있다. 분산광학계(332)는 제2 볼록렌즈(322)로부터 송신된 제1 산란광(252), 제2 산란광(254) 및 제3 산란광(256)을 수신하여 빛의 파장에 따라서 서로 다른 각도로 진행하게 만들어줄 수 있다. Meanwhile, in one embodiment of the present invention, the detector 330 may include a dispersion optical system 332 and a two-dimensional detection sensor 334. The dispersion optical system 332 receives the first scattered light 252, the second scattered light 254 and the third scattered light 256 transmitted from the second convex lens 322 and proceeds at different angles according to the wavelength of the light You can make it.

이때, 제2 볼록렌즈(322)를 통해 입사되는 제1 산란광(252), 제2 산란광(254) 및 제3 산란광(256)이 다양한 파장을 가지므로 파장이 서로 다른 빛들은 갈라져서 다른 각도로 진행하게 할 수 있다.At this time, since the first scattered light 252, the second scattered light 254, and the third scattered light 256 incident through the second convex lens 322 have various wavelengths, the lights having different wavelengths are split and travel at different angles .

이렇게 파장이 달라 분류된 빛은 2차원 검출센서(334)로 수신되고, 2차원 검출센서(334)는 분산광학계(332)를 통해 수신되는 제2 광(250) 중에서 어느 하나의 광을 수광할 수 있다. The light having different wavelengths is received by the two-dimensional detection sensor 334 and the two-dimensional detection sensor 334 receives one of the second light 250 received through the dispersion optical system 332 .

즉, 2차원 검출센서(334)는 도 5에 도시된 바와 같이, 분산광학계(332)를 통해 수신된 제2 광(250) 중에서 파수(wave number) 및 진폭을 선택하여 광을 2차원으로 수광할 수 있다.5, the two-dimensional detection sensor 334 selects a wave number and an amplitude from the second light 250 received through the dispersion optical system 332 and receives the light two-dimensionally can do.

도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 분석기(350)는 2차원 검출센서(334)를 통해 검출된 스펙트럼 신호를 분석하여 시료(200) 내부의 제1 시료(210), 제2 시료(220) 및 제3 시료(230)의 성분을 파악할 수 있다. 3, the analyzer 350 analyzes the spectrum signal detected by the two-dimensional detection sensor 334 to detect a first sample 210 in the sample 200, a second sample 210 in the sample 200, (220) and the third sample (230).

도 4 내지 도 7을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 분석 장치(1)는 제1 시료(210)로부터 산란되어 얻어지는 제1 산란광(252), 제2 시료(220)로부터 얻어지는 제2 산란광(254) 및 제3 시료(230)로부터 얻어지는 제3 산란광(256)을 검출기(330)를 통해 각각의 스펙트럼 신호를 검출하고, 이를 분석기(350)로 전송하여 시료(200)의 내부 성분만으로 인해 산란된 스펙트럼만을 검출하여 내부 성분을 파악할 수 있다. 4 to 7, the spectroscopic analyzer 1 according to the embodiment of the present invention includes the first scattered light 252 scattered from the first sample 210, the second scattered light 252 obtained from the second sample 220, The third scattered light 256 obtained from the second scattered light 254 and the third sample 230 is detected by the detector 330 and transmitted to the analyzer 350 to detect the internal components of the sample 200 Only the scattered spectrum can be detected and the internal components can be grasped.

본 발명의 일 실시예에 따른 분광 분석 장치는 시료의 내부에 존재하는 임의의 내부 성분을 외부로 꺼내지 않고 용이하고, 안전하면서 명확하게 검출할 수 있다, The spectroscopic analysis apparatus according to an embodiment of the present invention can easily, safely and clearly detect any internal components existing in the sample without taking it out to the outside.

본 발명의 일 실시예에 따른 분광 분석 장치는 검출부를 포함하여 하나의 광 조사 위치에서 깊이에 따른 스펙트럼의 전체 데이터를 용이하게 얻을 수 있다. The spectroscopic analyzing apparatus according to an embodiment of the present invention can easily obtain the entire data of the spectrum along the depth at one light irradiation position including the detection unit.

본 발명의 일 실시예에 따른 분광 분석 장치는 2차원 검출센서를 포함하여 하나의 광 조사 위치에서 깊이에 따른 스펙트럼의 전체 데이터를 용이하게 얻을 수 있다. The spectroscopic analyzing apparatus according to an embodiment of the present invention can easily obtain the entire data of the spectrum along the depth at one light irradiation position including the two-dimensional detection sensor.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

1 : 분광 분석 정치 100 : 광원부
110 : 레이저 광원 112 : 제1 광
130 : 이송부 132 : 제1 렌즈
134 : 대역필터 136 : 제2 렌즈
200 : 시료 210 : 제1 시료
220 : 제2 시료 230 : 제3 시료
250 : 제2 광 252 : 제1 산란광
254 : 제2 산란광 256 : 제3 산란광
300 : 검출부 310 : 수신부
312 : 제1 공간필터 314 : 제1 볼록렌즈
316 : 제1 필터 318 : 제2 필터
322 : 제2 볼록 렌즈 324 : 제2 공간필터
330 : 검출기 332 : 분산광학계
334 : 2차원 검출센서 350 : 분석기
1: Spectral analysis stationary 100: Light source unit
110: laser light source 112: first light
130: transfer part 132: first lens
134: band filter 136: second lens
200: sample 210: first sample
220: second sample 230: third sample
250: second light 252: first scattered light
254: Second scattered light 256: Third scattered light
300: Detector 310: Receiver
312: first spatial filter 314: first convex lens
316: first filter 318: second filter
322: second convex lens 324: second spatial filter
330: detector 332: dispersion optical system
334: two-dimensional detection sensor 350: analyzer

Claims (11)

적어도 하나의 내부 성분을 분석하기 위한 시료를 지지하기 위한 받침대;
상기 시료의 표면으로 제1 광을 조사하기 위하여 고정된 광 조사 위치를 갖는 광원; 및
상기 제1 광으로 인해서 상기 시료의 표면으로부터 산란되어 얻어지는 제1 산란광 및 상기 제1 광이 상기 시료의 내부까지 조사될 때 상기 시료의 깊이에 따라서 상기 시료의 내부로부터 얻어지는 적어도 하나의 제2 산란광을 포함하는 제2 광의 경로 상에 배치되어 상기 제2 광의 스펙트럼을 수집하고 상기 시료의 내부 성분을 검출하는 검출부를 포함하고,
상기 검출부는
상기 제1 산란광 및 상기 적어도 하나의 제2 산란광을 수신하는 수신부;
상기 수신부와 이격배치되고, 상기 수신부를 통해 수신된 상기 제1 및 제2 산란광에서 특정 스펙트럼을 검출하여 하나의 광 조사 위치에서 깊이에 따른 스펙트럼의 전체 데이터를 얻을 수 있는 검출기; 및
상기 검출기를 통해 검출된 특정 스펙트럼을 분석하여 상기 시료 내부 성분을 파악하는 분석기를 포함하되,
상기 수신부는
레이저광원으로부터 간섭을 제거하고 상기 시료로부터 산란되는 제1 산란광 및 제2 산란광의 공간 분해능을 개선하는 제1 공간필터;
상기 제1 공간필터로부터 이격배치되고, 상기 제1 산란광 및 제2 산란광을 이미징하는 제1 볼록렌즈;
상기 제1 볼록렌즈로부터 포커싱된 제1 산란광 및 제2 산란광을 상기 검출기로 이미징하는 제2 볼록렌즈 및
상기 제1 볼록렌즈 및 상기 제2 볼록렌즈 사이에 위치하여 상기 제 1 볼록렌즈를 통과한 레이져 광원 산란광, 제 1 산란광 및 제 2 산란광 중에서 레이저광원 산란광의 투과를 막고 제 1 산란광 및 제 2 산란광을 선택적으로 투과시킬 수 있는 제 1 필터 및 제 2 필터를 포함하는 필터부; 및
상기 제2 볼록렌즈 및 상기 검출기 사이에 위치하여 레이저광원으로부터 간섭을 제거하고 상기 제2 볼록렌즈로부터 송신되는 제1 산란광 및 제2 산란광의 공간 분해능을 개선하는 제2 공간필터를 포함하고,
상기 검출기는
상기 제2 볼록렌즈로부터 송신된 상기 제1 산란광 및 상기 제2 산란광을 수신하여 빛의 파장에 따라서 서로 다른 각도로 진행하게 하는 분산광학계 및
상기 분산광학계를 통해 수신된 제 1 산란광 및 상기 제 2 산란광 중에서 파수 및 진폭을 선택하여 광을 2차원으로 수광하는 2차원 검출 센서를 포함하는
분광 분석 장치.
A pedestal for supporting a sample for analyzing at least one internal component;
A light source having a fixed light irradiation position for irradiating the surface of the sample with the first light; And
At least one second scattered light obtained from the inside of the sample according to the depth of the sample when the first scattered light is scattered from the surface of the sample due to the first light and the first light is irradiated to the inside of the sample And a detector for collecting a spectrum of the second light and detecting an internal component of the sample,
The detection unit
A receiver for receiving the first scattered light and the at least one second scattered light;
A detector spaced apart from the receiver and capable of detecting a specific spectrum in the first and second scattered light received through the receiver and obtaining total data of a spectrum along a depth at one light irradiation position; And
And an analyzer for analyzing the specific spectrum detected through the detector and determining the internal components of the sample,
The receiving unit
A first spatial filter for removing interference from a laser light source and improving spatial resolution of first scattered light and second scattered light scattered from the sample;
A first convex lens disposed apart from the first spatial filter, the first convex lens imaging the first scattered light and the second scattered light;
A second convex lens for imaging the first scattered light and the second scattered light focused from the first convex lens with the detector,
The first convex lens and the second convex lens to prevent transmission of the laser light source scattered light from the laser light source scattered light, the first scattered light and the second scattered light that have passed through the first convex lens and the first scattered light and the second scattered light, A filter portion including a first filter and a second filter capable of selectively transmitting the light; And
And a second spatial filter disposed between the second convex lens and the detector for eliminating interference from the laser light source and improving spatial resolution of the first scattered light and the second scattered light transmitted from the second convex lens,
The detector
A dispersion optical system for receiving the first scattered light and the second scattered light transmitted from the second convex lens and advancing at different angles according to the wavelength of light;
And a two-dimensional detection sensor for selecting a wave number and an amplitude from among the first scattered light and the second scattered light received through the dispersion optical system and receiving the light in two dimensions
Spectrometer.
제1 항에 있어서,
상기 시료로 조사되는 상기 제1 광과 상기 시료로부터 얻어지는 제2 광이 서로 간섭되지 않는 분광 분석 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first light irradiated to the sample and the second light obtained from the sample do not interfere with each other.
제2 항에 있어서,
상기 광원은 상기 시료 표면 상에 배치되되, 상기 시료로 조사되는 상기 제1 광의 입사각은 0도 초과 80도 이하인 분광 분석 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the light source is disposed on the surface of the sample, and the incident angle of the first light irradiated to the sample is greater than 0 degrees and less than or equal to 80 degrees.
제3 항에 있어서,
상기 광원은 상기 검출부가 수집하는 상기 제2 광과 상기 제1 광이 간섭되지 않도록 상기 제2 광으로부터 이격 배치되되, 상기 광원은 상기 제2 광이 산란되는 상기 시료로부터 소정의 거리(L1)만큼 이격 배치되고, 상기 광원은 상기 시료 표면의 중심에서부터 소정의 높이(H)만큼 이격된 위치에 조사되는 분광 분석 장치.
The method of claim 3,
Wherein the light source is spaced apart from the second light so that the second light collected by the detector does not interfere with the first light, wherein the light source is spaced apart from the sample to be scattered by a predetermined distance And the light source is irradiated at a position spaced apart from the center of the sample surface by a predetermined height (H).
제4 항에 있어서,
상기 광원은 상기 광원을 상기 시료에 포커싱하는 렌즈를 더 포함하되, 상기 소정의 거리(L1)는 상기 렌즈의 초점 거리에 따라 결정되는 분광 분석 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the light source further comprises a lens for focusing the light source on the sample, wherein the predetermined distance L1 is determined according to a focal distance of the lens.
제5 항에 있어서,
상기 소정의 거리(L1)는 10 mm 내지 100 mm이고, 상기 소정의 높이(H)는 0 mm 초과 50 mm이하인 분광 분석 장치.
6. The method of claim 5,
The predetermined distance L1 is 10 mm to 100 mm, and the predetermined height H is more than 0 mm but not more than 50 mm.
제1 항에 있어서,
상기 광원은 레이저 광원이고, 상기 레이저 광원은 고체 레이저, 기체 레이저 및 다이오드 레이저 중 하나인 분광 분석 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the light source is a laser light source and the laser light source is one of a solid state laser, a gas laser, and a diode laser.
제1 항에 있어서,
상기 시료는
상기 시료의 외측면에 위치하는 제1 시료, 상기 제1 시료의 내부측에 위치하는 제2 시료 및 상기 제2 시료의 내부측에 위치하는 제3 시료를 포함하고,
상제 제1 산란광은 상기 제1 시료로부터 얻어지고, 상기 제2 산란광은 제2 시료로부터 얻어지며, 상기 제2 광은 상기 제3 시료로부터 얻어지는 제3 산란광을 더 포함하는 분광 분석 장치.
The method according to claim 1,
The sample
A first sample located on the outer side of the sample, a second sample located on the inner side of the first sample, and a third sample located on the inner side of the second sample,
Wherein the first scattered light is obtained from the first sample, the second scattered light is obtained from the second sample, and the second light further comprises third scattered light obtained from the third sample.
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