KR20170135141A - System for measuring light absorption cofficient in expended measuring volume - Google Patents
System for measuring light absorption cofficient in expended measuring volume Download PDFInfo
- Publication number
- KR20170135141A KR20170135141A KR1020160066596A KR20160066596A KR20170135141A KR 20170135141 A KR20170135141 A KR 20170135141A KR 1020160066596 A KR1020160066596 A KR 1020160066596A KR 20160066596 A KR20160066596 A KR 20160066596A KR 20170135141 A KR20170135141 A KR 20170135141A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- light
- unit
- measurement
- absorption coefficient
- path
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/3103—Atomic absorption analysis
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/41—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
- G01N21/45—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length using interferometric methods; using Schlieren methods
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N31/00—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods
- G01N31/22—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using chemical indicators
- G01N31/223—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using chemical indicators for investigating presence of specific gases or aerosols
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/14—Beam splitting or combining systems operating by reflection only
- G02B27/141—Beam splitting or combining systems operating by reflection only using dichroic mirrors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/06—Illumination; Optics
- G01N2201/061—Sources
- G01N2201/06113—Coherent sources; lasers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/06—Illumination; Optics
- G01N2201/066—Modifiable path; multiple paths in one sample
- G01N2201/0662—Comparing measurements on two or more paths in one sample
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
측정 체적이 확장된 에어로졸 시료의 광흡수계수 측정시스템은 광원부, 간섭광 형성부, 가열부, 편광조절부, 측정부 및 산출부를 포함한다. 간섭광 형성부는 광원부로부터 발생된 광을 제1 광 및 제2 광으로 분할하여 측정대상물을 통과하도록 가이드하되, 제1 및 제2 광들 사이에 경로차가 발생하도록 조절하고, 가열부는 어느 하나의 광을 레이저장치, 제1 경로변경유닛 및 제2 경로변경유닛을 이용하여 가열한다. 측정부는 편광성분의 광량에 대응하는 측정값들을 획득하며, 산출부는 측정값을 기초로 측정대상물의 광흡수계수를 산출한다. 이에 따라, 보다 용이하고 정확하게 에어로졸의 광흡수계수를 측정할 수 있다.The system for measuring the optical absorption coefficient of an aerosol sample whose measurement volume is expanded includes a light source section, an interference light forming section, a heating section, a polarization control section, a measuring section, and a calculating section. The interference light forming unit divides the light generated from the light source unit into first light and second light and guides the light to pass through the object to be measured. The first light and the second light are adjusted to generate a path difference between the first and second lights. The laser device, the first path changing unit, and the second path changing unit. The measurement unit obtains measurement values corresponding to the light amount of the polarization component, and the calculation unit calculates a light absorption coefficient of the measurement object based on the measurement value. Thus, the light absorption coefficient of the aerosol can be measured more easily and accurately.
Description
본 발명은 광흡수계수 측정시스템 및 측정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 측정 제척이 확장된 에어로졸의 광흡수계수 측정시스템 및 측정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a light absorption coefficient measurement system and method, and more particularly, to a light absorption coefficient measurement system and a measurement method of an aerosol having an extended measurement object.
일반적으로, 에어로졸(aerosol)은 대기 중에 부유하는 고체 또는 액체 상의 작은 입자를 의미하며, 빛을 산란시키고 흡수하기도 하여 기온에 영향을 주고, 대기에서 구름이나 강수 형성에 응결핵으로 기능하기도 하며, 여러 화학반응을 통하여 대기오염에 관여하는 등 기상과 기후에 여러 가지 영향을 주는 요인으로 작용한다.In general, aerosol refers to small particles of solid or liquid phase suspended in the atmosphere, scattering and absorbing light, affecting temperature, functioning as a nucleus in the formation of clouds or precipitation in the atmosphere, It acts as a factor that affects the weather and the climate affecting the air pollution through the reaction.
이러한 대기 중에 존재하는 에어로졸의 광흡수계수는 지구온난화를 판단하는 자료로서 활용되는 등 다양하게 활용될 수 있어 에어로졸을 시료로 한 광흡수계수의 정확한 측정이 요구된다.The optical absorption coefficient of aerosols existing in the atmosphere can be used as various data for judging global warming, and accurate measurement of the optical absorption coefficient using aerosol as a sample is required.
종래에는, 광흡수에 대한 특성을 측정하는 기술로 한국공개특허 제10-2006-0050572호의 시료의 광흡수특성을 측정하기 위한 방법 및 장치가 개시된 바 있다. 그러나, 종래 기술은 에어로졸에 대한 광흡수계수의 측정에 적용하는 것이 어렵다는 문제점이 있다.Conventionally, a method and an apparatus for measuring light absorption characteristics of a sample of Korean Patent Laid-Open No. 10-2006-0050572 have been disclosed as a technique for measuring a characteristic of light absorption. However, the prior art has a problem that it is difficult to apply to the measurement of the light absorption coefficient for an aerosol.
따라서, 에어로졸의 광흡수계수를 용이하고 정확하게 획득할 수 있는 광흡수계수 측정시스템의 개발이 요청된다.Therefore, it is required to develop a light absorption coefficient measurement system capable of easily and accurately obtaining the light absorption coefficient of the aerosol.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 에어로졸의 광흡수계수를 용이하고 정확하게 획득할 수 있는 측정 체적이 확장된 에어로졸의 광흡수계수 측정시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a system for measuring the optical absorption coefficient of an aerosol in which the measurement volume is expanded to easily and accurately acquire the optical absorption coefficient of the aerosol.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 에어로졸의 광흡수계수를 용이하고 정확하게 획득할 수 있는 측정 체적이 확장된 에어로졸의 광흡수계수 측정방법을 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide a method of measuring the optical absorption coefficient of an aerosol in which the measurement volume is expanded to easily and accurately acquire the optical absorption coefficient of the aerosol.
본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른 에어로졸의 광흡수계수 측정시스템은 광원부, 간섭광 형성부, 가열부, 측정부 및 산출부를 포함한다. 상기 광원부는 광을 발생시킨다. 상기 간섭광 형성부는 상기 광원부로부터 발생된 광을 프로브 빔에 해당하는 제1 광 및 레퍼런스빔에 해당하는 제2 광으로 분할하여 측정대상물인 에어로졸을 수용하는 수용부를 통과하도록 가이드하되, 상기 제1 광은 제1 경로를 갖고 상기 제2 광은 상기 제1 경로와 다른 제2 경로를 가져서 상기 제1 광 및 상기 제2 광 사이에 소정의 경로차가 발생하도록 간섭광을 형성한다. 상기 가열부는 상기 수용부를 통과하는 상기 제1 광 및 상기 제2 광 중 어느 하나를 가열한다. 상기 측정부는 상기 간섭광 형성부에 의해 형성된 상기 간섭광의 광량에 대응하는 측정값들을 획득한다. 상기 산출부는 상기 측정부에서 측정된 측정값들을 이용하여 상기 측정대상물의 광흡수계수를 산출하고, 상기 가열부는 상기 레이저광을 형성하는 레이저장치, 상기 레이저광이 상기 레이저광에 의해 가열되는 상기 제2 광의 가열 범위에 다른 상기 에어로졸의 측정 체적을 증가시키도록, 상기 수용부 내부를 통과하는 상기 레이저광의 경로와 상기 제2 광의 경로가 1˚이하의 각도로 크로스(cross)하도록 광경로를 변경하는 광경로변경부를 포함한다.An optical absorption coefficient measurement system of an aerosol according to an exemplary embodiment of the present invention includes a light source section, an interference light forming section, a heating section, a measuring section, and a calculating section. The light source unit generates light. Wherein the interference light forming unit divides the light generated from the light source unit into first light corresponding to a probe beam and second light corresponding to a reference beam and guides the light to pass through a receiving part for receiving an aerosol as an object to be measured, Has a first path and the second light has a second path different from the first path to form an interference light so that a predetermined path difference is generated between the first light and the second light. And the heating unit heats either the first light or the second light that passes through the receiving unit. The measuring unit obtains measurement values corresponding to the amount of the interference light formed by the interference light forming unit. Wherein the calculating unit calculates a light absorption coefficient of the measurement object using the measurement values measured by the measurement unit, the heating unit includes a laser device for forming the laser light, The optical path is changed so that the path of the laser light passing through the inside of the accommodating portion and the path of the second light cross at an angle of 1 DEG or less so as to increase the measurement volume of the other aerosol in the heating range of the two lights And a light path changing unit.
일 실시예로, 상기 간섭광 형성부는, 광경로변경부는, 상기 레이저광이 상기 제1 광을 가열하도록, 상기 제1광을 상기 수용부 내부로 투과시키며, 상기 레이저광을 상기 수용부 내부로 반사시키는 제1 경로변경유닛, 및 상기 제1 경로변경유닛에 의해 상기 수용부 내부로 투과되어 상기 수용부를 통과한 상기 제1 광을 상기 측정부를 향하여 투과시키며, 상기 제1 경로변경유닛에 의해 상기 수용부 내부로 반사되어 상기 수용부를 통과한 상기 레이저 광을 상기 측정부와 다른 방향으로 반사시키는 제2 경로변경유신을 포함할 수 있고, 상기 제1 경로변경유닛 및 상기 제2 경로변경유닛은, 상기 제1 경로변경유닛 및 상기 제2 경로변경유닛의 사이를 지나가는 상기 레이저광 및 상기 제1 광이 1˚ 이하의 각도로 크로스하는 경로를 갖도록 배치할 수 있다.In one embodiment, in the interference light forming section, the optical path changing section transmits the first light to the inside of the accommodating section so that the laser light heats the first light, And a second path changing unit that transmits the first light that has passed through the accommodating unit and is transmitted to the inside of the accommodating unit by the first path changing unit toward the measuring unit, And a second path alteration restoration that reflects the laser light that has been reflected into the accommodating portion and passed through the accommodating portion in a direction different from the measurement portion, Wherein the first path changing unit and the second path changing unit are arranged such that the laser light and the first light passing between the first path changing unit and the second path changing unit cross paths As shown in Fig.
한편, 상기 레이저광은 제1 파장범위 내의 파장을 갖고, 상기 제2 광은 제2 파장범위 내의 파장을 가지며, 상기 제1 경로변경유닛 및 상기 제2 경로변경유닛은 상기 제1 파장범위의 광은 반사시키고, 상기 제2 파장범위의 광은 투과시킬 수 있다.On the other hand, the laser light has a wavelength within a first wavelength range, the second light has a wavelength within a second wavelength range, and the first path changing unit and the second path changing unit are configured to switch the light in the first wavelength range And transmit the light in the second wavelength range.
한편, 제1 파장범위는 495nm~570nm 범위를 갖고, 상기 제2 파장범위는 620nm~750nm 범위를 가지며, 상기 제1 경로변경유닛 및 상기 제2 경로변경유닛은 다이크로익 미러(dichroic mirror)일 수 있다.On the other hand, the first wavelength range has a range of 495 nm to 570 nm, the second wavelength range has a range of 620 nm to 750 nm, and the first path changing unit and the second path changing unit are dichroic mirrors .
일 실시예로, 상기 간섭광 형성부는, 상기 광원부로부터 발생된 광을 제공받아서 적어도 일부는 반사시켜 상기 제1 광을 형성하고 적어도 일부는 투과시켜 상기 제2 광을 형성하며, 투과된 상기 제2 광을 반사시키는 빔스플리터(beam splitter)및 상기 빔스플리터로부터 반사된 상기 제1 광 및 상기 빔스플리터에 의해 투과 및 반사된 상기 제2 광을 제공받아 상기 빔스플리터를 향하여 반사하는 리트로리플렉터(retroreflector)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the interference light forming unit forms the second light by receiving the light generated from the light source unit, at least partially reflecting the first light, and transmitting at least part of the first light, A retroreflector for receiving the first light reflected from the beam splitter and the second light transmitted and reflected by the beam splitter and reflecting the reflected light toward the beam splitter, . ≪ / RTI >
예를 들면, 상기 빔스플리터는, 빔스플리터 바디, 상기 빔스플리터 바디의 제1 면에 형성되며, 상기 광원부로부터 발생된 광을 제공받아서 상기 제1 광을 반사시키고, 상기 제2 광을 투과시키는 제1 층 및 상기 빔스플리터 바디의 제1 면의 반대면인 제2 면에 형성되며, 상기 제1 층을 투과한 상기 제2 광을 상기 리트로리플렉터를 향하여 반사시키는 제2 층을 포함할 수 있다.For example, the beam splitter may include a beam splitter body, a beam splitter body formed on the first surface of the beam splitter body, for receiving the light generated from the light source unit to reflect the first light, And a second layer formed on a first surface of the beam splitter body and a second surface opposite to the first surface of the beam splitter body and reflecting the second light transmitted through the first layer toward the retro-reflector.
일 실시예로, 상기 간섭광 형성부에 의해 형성된 간섭광을 제공받아서 상기 간섭광의 편광상태를 조절하는 편광조절부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the apparatus may further include a polarization controller for receiving the interference light formed by the interference light generator and adjusting a polarization state of the interference light.
또한, 상기 측정부는 상기 간섭광을 제공받아서 상기 제1 편광성분의 제3 광 및 상기 제2 편광성분의 제4 광으로 분리하는 빔분리유닛 및 상기 빔분리유닛으로부터 분리된 상기 제3 광을 수신하는 수광소자를 포함할 수 있다.The measuring unit may further include a beam splitting unit that receives the interference light and splits it into a third light of the first polarization component and a fourth light of the second polarization component, and a third splitting unit that splits the third light separated from the beam splitting unit Receiving element that emits light.
또한, 상기 상기 수광소자 전면부에 핀홀(pinhole)을 배치할 수 있다.In addition, a pinhole may be disposed in the front surface of the light receiving element.
한편, 상기 산출부는, 상기 가열부의 가열 이전에, 제1 편광성분의 제1 광량에 대응하는 측정값을 획득하되, 상기 편광조절부에 인가하는 전압을 0부터 상기 측정값이 수렴할 때까지 증가시키고, 상기 전압이 0일 때의 측정값 및 상기 측정값이 수렴할 때의 측정값의 중간값을 기준값으로 설정하고, 상기 가열부의 가열 이후에 상기 제1 편광성분의 제1 광량에 대응하는 가열후측정값을 획득하여, 상기 가열후측정값과 상기 기준값 사이의 차이를 기초로 상기 측정대상물의 광흡수계수를 산출할 수 있다.The heating unit may be configured to obtain a measured value corresponding to the first light amount of the first polarized light component before heating the heating unit and increase the voltage applied to the polarized light control unit from 0 until the measured value converges And setting a middle value of a measured value when the voltage is 0 and a measured value when the measured value converges to a reference value, and after heating of the heating unit, heating corresponding to the first light amount of the first polarized component The light absorption coefficient of the measurement object can be calculated based on the difference between the measured value after heating and the reference value.
예를 들면, 상기 산출처리부는, 기지(旣知)의 기준 광흡수계수를 갖는 기준 측정대상물의 기 측정된 상기 차이값 및 상기 기준 광흡수계수를 이용하여 상기 광흡수계수를 캘리브레이션할 수 있다.For example, the calculation processing unit may calibrate the light absorption coefficient using the difference value and the reference light absorption coefficient measured in the reference measurement object having a known reference light absorption coefficient.
본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른 광흡수계수 측정방법은, 광을 프로브빔에 해당하는 제1 광 및 레퍼런스 빔에 해당하는 제2 광으로 분할하여 측정대상물인 에어로졸을 포함하는 수용부 내부를 통과하도록 가이드하되, 상기 제1 광은 제1 경로를 갖고 상기 제2 광은 상기 제1 경로와 다른 제2 경로를 가져서 상기 제1 광 및 상기 제2 광 사이에 소정의 경로차가 발생하는 간섭광을 형성하도록 간섭광 형성부가 광경로를 조절하는 단계, 상기 간섭광 형성부에 의해 형성된 간섭광을 측정부가 제공받아서 제1 편광성분의 제1 광량에 대응하는 측정값을 획득하는 단계, 획득한 상기 측정값을 기초로 기준값을 산출하는 단계 및 광경로가 조절되어 상기 수용부 내부를 통과하는 상기 제1 광을 가열부가 가열하는 단계를 포함한다.A method of measuring a light absorption coefficient according to an exemplary embodiment of the present invention includes dividing light into first light corresponding to a probe beam and second light corresponding to a reference beam, Wherein the first light has a first path and the second light has a second path different from the first path so that interference light having a predetermined path difference between the first light and the second light, Receiving interference light formed by the interference light forming unit to obtain a measurement value corresponding to the first light amount of the first polarized light component by providing the measurement unit with the interference light formed by the interference light forming unit, Calculating a reference value based on the measured value, and heating the first light passing through the inside of the accommodating portion with the optical path adjusted.
일 실시예로, 상기 간섭광 형성부에 의해 형성된 간섭광의 편광상태를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the method may further include adjusting a polarization state of the interference light formed by the interference light forming unit.
일 실시예로, 상기 기준값을 산출하는 단계는, 상기 편광조절부에 인가하는 전압을 0 부터 상기 측정값이 수렴할 때까지 증가시키고, 상기 전압이 0일 때의 측정값 및 상기 측정값이 수렴할 때의 측정값의 중간값을 기준값으로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the step of calculating the reference value may include increasing the voltage applied to the polarization control unit from 0 to the convergence of the measured value, and comparing the measured value when the voltage is 0 and the measured value, And setting the median value of the measured value at the time of the measurement to the reference value.
또한, 상기 제1 광을 가열부가 가열하는 단계는, 레이저장치가 레이저광을 발생시키는 단계, 상기 레이저광에 의해 가열되는 상기 제1 광의 가열 범위에 다른 상기 에어로졸의 측정 체적을 증가시키도록, 상기 수용부 내부를 통과하는 상기 레이저광의 경로와 상기 제1 광의 경로가 1˚ 이하의 각도로 크로스(cross)하도록 광경로변경부가 광경로를 변경하는 단계를 포함할 수 있다.The step of heating the first light by the heating unit may include a step of generating laser light by the laser device and a step of increasing the measurement volume of the other aerosol in the heating range of the first light heated by the laser light. And changing the optical path of the optical path changing portion such that the path of the laser light passing through the inside of the accommodating portion and the path of the first light cross at an angle of less than 1 degree.
한편, 상기 광경로변경부가 광경로를 변경하는 단계는, 상기 레이저광이 상기 제1 광을 가열하도록, 제1 경로변경유닛이 상기 제1 광을 상기 수용부 내부로 투과시키며, 상기 레이저광을 상기 수용부 내부로 반사시키는 단계 및 상기 수용부 내부로 투과되어 상기 수용부를 통과한 상기 제1 광을 제2 경로변경유닛이 상기 측정부를 향하여 투과시키며, 상기 제1 경로변경유닛에 의해 상기 수용부 내부로 반사되어 상기 수용부를 통과한 상기 레이저 광을 상기 측정부와 다른 방향으로 반사시키는 단계를 포함하고, 상기 제1 경로변경유닛 및 상기 제2 경로변경유닛은, 상기 제1 경로변경유닛 및 상기 제2 경로변경유닛의 사이를 지나가는 상기 레이저광 및 상기 제1 광이 1˚ 이하의 각도로 크로스(cross)하는 경로를 갖도록 배치할 수 있다.On the other hand, the step of changing the optical path changing unit of the optical path changing unit may be such that the first path changing unit transmits the first light into the accommodating unit so that the laser light heats the first light, And the second path changing unit transmits the first light that has been transmitted through the receiving portion and passed through the receiving portion to the measuring portion, and the first path changing unit transmits the first light, Wherein the first path changing unit and the second path changing unit are arranged so that the first path changing unit and the second path changing unit are arranged so that the first path changing unit and the second path changing unit, And the laser light and the first light passing between the second path changing units have a path crossing at an angle of not more than 1 deg.
일 실시예로, 상기 가열부의 가열 이후에, 상기 측정부가 상기 제1 편광성분의 제1 광량에 대응하는 가열후 측정값을 획득하는 단계 및 상기 가열후 측정값과 상기 기준값 사이의 차이를 기초로 상기 측정대상물의 광흡수계수를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, after heating of the heating section, Wherein the measuring unit obtains a measured post-heating value corresponding to a first amount of light of the first polarized light component, and calculating a light absorption coefficient of the measured object based on a difference between the post-heating measured value and the reference value .
한편, 상기 측정대상물의 광흡수계수를 산출하는 단계 이전에, 기지(旣知)의 기준 광흡수계수를 갖는 기준 측정대상물의 상기 차이값을 획득하는 단계를 더 포함하고, 상기 측정대상물의 광흡수계수를 산출하는 단계는, 상기 기준 측정대상물의 기준 광흡수계수를 이용하여 상기 측정대상물의 광흡수계수를 캘리브레이션하는 단계를 포함할 수 있다.On the other hand, before the step of calculating the light absorption coefficient of the measurement object, the step of acquiring the difference value of the reference measurement object having a known reference light absorption coefficient, The step of calculating the coefficient may include the step of calibrating the light absorption coefficient of the measurement object using the reference light absorption coefficient of the reference measurement object.
본 발명에 따르면, 광을 분할한 후 경로차가 발생하도록 광경로를 조절하여 간섭광을 생성하고 간섭광을 다시 분할한 광의 광량에 대응하는 측정값들로부터 그 차이를 이용하여 광흡수계수를 산출하되, 시료를 가열함에 있어서, 시료를 가열하는 레이저광의 경로를 시료를 포함하는 수용부 내부를 지나가는 프로브빔의 경로와 1˚ 이하로 크로스 시킴으로써 측정 체적을 확장시켜, 에어로졸과 같은 시료의 광흡수계수를 보다 용이하게 측정할 수 있다.According to the present invention, a light absorption coefficient is calculated by using the difference from the measurement values corresponding to the light quantity of light obtained by dividing light and generating an interference light by adjusting the optical path so that a path difference is generated, and dividing the interference light again , The measurement volume is extended by crossing the path of the laser beam for heating the sample with the path of the probe beam passing through the inside of the receiving part including the sample to 1 degree or less so that the light absorption coefficient of the sample such as the aerosol is It can be measured more easily.
또한, 핀홀 및 레이저필터를 이용하여, 광원부로부터 발생된 광을 제외한 광을 차단하고, 유효한 범위의 광을 수신함으로써, 노이즈를 제거한 측정값을 용이하게 획득할 수 있다.In addition, by using a pinhole and a laser filter, light excluding light generated from the light source portion is cut off, and light in an effective range is received, so that a measured value from which noise has been removed can be easily obtained.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 광흡수계수 측정시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 도 1의 광흡수계수 측정시스템의 간섭광 형성부의 일 예를 설명하기위한 개념도이다.
도 3은 도 1의 광흡수계수 측정시스템의 편광조절부, 측정부 및 산출부의 일 예를 구체적으로 나타낸 블록도이다.
도 4는 도 1의 가열부를 이용하여 프로브빔을 가열한 후 측정한 신호와 종래기술의 가열부를 이용하여 프로브빔을 가열한 후 측정한 신호를 비교한 그래프이다.1 is a block diagram showing a light absorption coefficient measurement system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining an example of an interference light forming unit of the optical absorption coefficient measurement system of FIG. 1. FIG.
3 is a block diagram specifically illustrating an example of a polarization controller, a measurement unit, and a calculation unit of the optical absorption coefficient measurement system of FIG.
FIG. 4 is a graph comparing signals measured after heating the probe beam using the heating unit of FIG. 1 and signals measured after heating the probe beam using the heating unit of the related art.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 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.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprising" or "having ", and the like, are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, parts, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are to be interpreted as ideal or overly formal in meaning unless explicitly defined in the present application Do not.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 광흡수계수 측정시스템을 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram showing a light absorption coefficient measurement system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 광흡수계수 측정시스템(100)은 광원부(110), 간섭광 형성부(120), 광원부(130), 편광조절부(140), 측정부(150) 및 산출부(160)를 포함한다.1, a light absorption coefficient measurement system 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a
상기 광원부(110)는 광을 발생시킨다.The
상기 광원부(110)는 레이저 광원을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 광원부(110)는 대략 632nm의 He-Ne 레이저광을 조사하는 광원을 포함할 수 있다.The
상기 광원부(110)에서 조사되는 광은 소정 각도로 편광될 수 있다. 예를 들면, 상기 편광되는 소정 각도는 대략 45도일 수 있다. 이에 따라, 후술되는 간섭광 형성부(120)의 빔스플리터(122, 도 2 참조)에서 분기되는 광들은 적절한 광량으로 각 경로를 형성할 수 있다.The light emitted from the
상기 간섭광 형성부(120)는 상기 광원부(110)로부터 발생된 광을 제1 광 및 제2 광으로 분할하여 상기 측정대상물을 통과하도록 가이드한다. 상기 제1 광은 제1 경로를 갖고 상기 제2 광은 상기 제1 경로와 다른 제2 경로를 가져서 상기 제1 광 및 상기 제2 광 사이에 소정의 경로차가 발생하도록 광경로를 조절한다.The interference
도 2는 도 1의 광흡수계수 측정시스템의 간섭광 형성부의 일 예를 설명하기위한 개념도이다.FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining an example of an interference light forming unit of the optical absorption coefficient measurement system of FIG. 1. FIG.
도 2를 참조하면, 일 실시예로, 상기 간섭광 형성부(120)는 빔스플리터(beam splitter)(122) 및 리트로리플렉터(retroreflector)(124)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, in one embodiment, the interference
상기 빔스플리터(122)는 상기 광원부(110)로부터 발생된 광을 제공받아서 적어도 일부는 반사시켜 상기 제1 광(L1)을 형성하고 적어도 일부는 투과시켜 상기 제2 광(L2)을 형성할 수 있다. 또한, 상기 빔스플리터(122)는 투과된 상기 제2 광(L2)을 상기 리트로리플렉터를 향하도록 반사시킬 수 있다.The
예를 들면, 상기 제1 광(L1) 및 상기 제2 광(L1) 중 어느 하나는 후술되는 가열부(130)에 의해 가열되지 않는 레퍼런스빔(reference beam)에 해당할 수 있으며, 나머지 하나는 상기 가열부(130)에 의해 가열되는 프로브빔(probe beam)에 해당할 수 있다.For example, one of the first light L1 and the second light L1 may correspond to a reference beam which is not heated by the heating unit 130, which will be described later, And may correspond to a probe beam heated by the heating unit 130.
구체적으로, 상기 빔스플리터(122)는 빔스플리터 바디(body)(122a), 제1 층(122b) 및 제2 층(122c)을 포함할 수 있다.Specifically, the
상기 제1 층(122b)은 상기 빔스플리터 바디(122a)의 제1 면의 적어도 일부에 형성되며, 상기 광원부(110)로부터 발생된 광을 제공받아서 상기 제1 광(L1)을 반사시키고, 상기 제2 광(L2)을 투과시킨다. 상기 제1 층(122b)은, 예를 들면, 빔 분할을 위한 편광빔스플리터 코팅층일 수 있으며, 상기 제1 층(122b)의 배면은 도 2에 도시된 광경로를 형성하기 위해 반사면일 수 있다. The
상기 제1 층(122b)은 레이저를 편광시키기 위한 물질, 예를 들면, 유전체(dielectric)와 부분적인 광투과성을 가지는 인코넬(inconel), 크롬(chrome) 등이 포함된 물질의 코팅에 의해 형성될 수 있고, 코팅의 특성에 따라 분할비를 10:90, 30:70, 50:50 등으로 할 수 있고, 상기 광원부(110)로부터 발생된 레이저광을 편광시킴으로써, 예를 들면, s편광(s-polarized light)인 제1 광(L1)과, p편광(p-polarized light)인 제2 광(L2)으로 분할되도록 편광시킬 수 있고, 이와는 다르게, p편광인 제1 광(L1)과, s편광인 제2 광(L2)으로 분할되도록 편광시킬 수도 있다.The
상기 제2 층(122c)은 상기 빔스플리터 바디(122a)의 제1 면의 반대면인 제2 면의 적어도 일부에 형성되며, 상기 제1 층(122b)을 투과한 상기 제2 광(L2)을 후술되는 리트로리플렉터(124)를 향하여 반사시킨다. 상기 제2 층(122c)은, 예를 들면, 반사를 위한 반사 물질이 코팅된 반사 코팅층일 수 있다.The
예를 들면, 상기 제2 층(122c)은, 도 2에 도시된 바와 같은 광경로의 형성이 가능하도록, 상기 제1 층(122b)과 어긋나는 위치에 형성될 수 있다.For example, the
상기 리트로리플렉터(124)는 상기 빔스플리터(122)로부터 반사된 상기 제1 광(L1) 및 상기 빔스플리터(122)에 의해 투과 및 반사된 상기 제2 광(L2)을 제공받아 상기 빔스플리터(122)를 향하여 반사한다.The retro-
상술한 바와 같이, 상기 간섭광 형성부(120)의 배치 구성에 따라서, 상기 광원부(110)로부터 발생된 레이저광은 상기 제1 광(L1) 및 상기 제2 광(L2)으로 분할되어서 상기 리트로리플렉터(124)에 의해 반사된 후, 각각 상대적으로 외측 및 내측으로 경로를 형성한다. 이어서, 상기 제1 광(L1)은 상기 제2 층(122c) 및 상기 제1 층(122b)에 의해 차례로 반사되고, 상기 제2 광(L1)은 상기 제1 층(122b)을 투과하여서, 상기 제1 광(L1) 및 상기 제2 광(L2)은 서로 만나서 간섭하게 되고, 상기 간섭에 의한 간섭광(IL)은 상기 빔스플리터(122)의 외부로 출사된다.The laser light generated from the
상기 가열부(130)는 상기 측정대상물(10)을 통과하는 상기 제1 광(L1) 및 상기 제2 광(L2) 중 어느 하나를 가열한다.The heating unit 130 heats any one of the first light L1 and the second light L2 passing through the
상기 측정대상물(10)은 광흡수계수의 측정을 원하는 시료로서, 예를 들면, 상기 측정대상물(10)은 대기 중에 부유하는 고체 또는 액체상의 입자상 물질을 총칭하는 에어로졸일 수 있다. 이러한 에어로졸은, 예를 들면, 대기 중에서 필터 등의 포집장치를 통해서 포집될 수 있다.The
상기 측정대상물(10)은 수용부(170)에 수용될 수 있으며, 상기 수용부(170)는 입구와 출구가 형성되어 상기 측정대상물을 출입시킬 수 있다.The
예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 광(L1)은 상기 가열부(130)에 의해 가열되는 프로브빔에 해당할 수 있으며, 상기 제2 광(L2)은 상기 가열부(130)에 의해 가열되지 않는 레퍼런스빔에 해당할 수 있다.For example, as shown in FIG. 2, the first light L1 may correspond to a probe beam heated by the heating unit 130, and the second light L2 may be incident on the heating unit 130). ≪ / RTI >
상기 가열부(130)는 가열을 위한 레이저장치(132)를 포함할 수 있고, 예를 들면, 대략 1W의 출력을 갖는 DPSS(diode pumped solid state) 레이저일 수 있다. 또한, 상기 레이저장치(132)는 측정을 원하는 광의 파장에 해당하는 레이저광을 조사할 수 있으며, 예를 들면, 가시광 영역의 흡수를 측정하기 위하여 해당 파장의 레이저를 채용할 수 있고, 상기 레이저광은 녹색파장의 레이저를 채용할 수 있다. 또는, 이와는 다르게 적외선 영역의 흡수를 측정하기 위하여 적외선 레이저를 채용할 수도 있다. The heating unit 130 may include a
상기 가열부(130)는 상기 레이저장치(132)에서 발생되는 레이저광을 이용하여 상기 수용부(170)에 수용된 측정대상물(10)을 통과하는 프로브빔을 가열할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 상기 가열부(130)는 상기 레이저장치(132)에서 형성되는 레이저광을 이용하여 프로브빔을 효과적으로 가열하기 위한 광경로변경부를 포함할 수 있다. 상기 광경로변경부는 제1 경로변경유닛(134a) 및 제2 경로변경유닛(134b)을 포함할 수 있다.The heating unit 130 may heat the probe beam passing through the
상기 제1 경로변경유닛(134a)는 상기 레이저광이 상기 프로브빔을 가열하도록, 상기 프로브빔을 상기 수용부 내부로 투과시키며, 상기 레이저 광을 상기 수용부 내부로 반사시킬 수 있으며, 상기 제2 경로변경유닛(134b)은 상기 제1 경로변경유닛(134a)에 의해 상기 수용부 내부로 투과되어 상기 수용부를 통과한 상기 제2 광을 상기 측정부를 향하여 투과시키며, 상기 제2 경로변경유닛(134a)에 의해 상기 수용부 내부로 반사되어 상기 수용부를 통과한 상기 레이저 광을 상기 측정부와 다른 방향으로 반사시킬 수 있다.The first
예를 들어, 상기 제1 경로변경유닛(134a) 및 제2 경로변경유닛(134b)은 굴절률이 다른 물질의 많은 박층으로 이루어지는 다이크로익 미러(dichroic mirror)일 수 있다. 채용되는 상기 다이크로익 미러는 가시광선 중 녹색에 해당하는 495~570nm 범위의 광은 반사시키고, 적색에 해당하는 620~750nm 범위의 광은 투과시키는 다이크로익 미러일 수 있으며, 이에 따라, 상기 제1 경로변경유닛(134a) 및 제2 경로변경유닛(134b)은 녹색 광 범위를 가지는 상기 레이저광은 반사시키고, 상기 광원부(110)로부터 발생된 632nm의 적색계열 파장을 갖는 상기 제1 광(L1) 및 제2 광은 투과시킬 수 있다. For example, the first
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 경로변경유닛(134a)은 프로브빔인 상기 제1 광(L1)을 투과시켜 상기 수용부(170)의 내부로 향하는 광경로의 변화를 방지하며, 상기 레이저장치(132)에서 상기 제1 경로변경유닛(134a)으로 향하는 레이저광은 상기 제1 광(L1)이 향하는 상기 수용부(170)의 내부로 반사시키고, 상기 제2 경로변경유닛(134b)는 상기 제1 경로변경유닛(134a)와 이격되어 대응하도록 배치되어, 상기 수용부(170) 내부를 통과하는 제1 광(L1)은 상기 간섭광 형성부(120)로 향하여 상기 제2 광(L2)과 간섭광을 형성하도록 투과시키며, 상기 제1 경로변경유닛(134a)에 의하여 상기 제1 광(L1)과 상기 수용부(170) 내부에서 크로스(cross) 되도록 경로가 형성되는 상기 레이저광은 반사시켜, 상기 레이저광이 상기 수용부(170) 내부를 통과하는 상기 제1 광(L1) 주위의 상기 측정대상물(10)을 가열한 후, 상기 측정부로 향하는 것을 방지할 수 있다.For example, as shown in FIG. 2, the first
또한, 상기 제1 경로변경유닛(134a) 및 상기 제2 경로변경유닛(134b)을 도 2에 도시된 바와 같이 설치하여, 상기 제1 경로변경유닛(134a) 및 상기 제2 경로변경유닛(134b)의 사이를 지나가는 상기 레이저광 및 프로브빔인 상기 제1 광(L1)이 상기 수용부(170)의 내부에서 1˚ 이하의 각도로 크로스(cross)하는 경로를 갖도록 하는 것이 가능하며, 이에 따라, 상기 레이저장치(132)에서 발생한 레이저 광은, 상기 제1 광(L1)이 상기 수용부(170) 내부를 지나가는 광경로와 거의 일치하는 경로를 가지게 되고, 따라서, 포인트(point)가 아닌 상기 제1 광(L1)의 광경로를 따라 라인(line)으로 가열되는 에어로졸의 측정 체적이 증가되어 효과적으로 에어로졸의 광흡수 계수를 산출 할 수 있다. 예를 들면, 상기 가열부(130)의 가열에 의해서, 상기 프로브빔 주위의 에어로졸은 상기 레이저광을 흡수하여 굴절률의 변화가 일어나고, 이에 따라 상기 프로브빔의 광경로가 변한다. 상기 광경로의 변화는 후술되는 측정부(150)에 의해 변화된 간섭패턴 및 이에 따른 광량의 변화로 측정된다. 따라서, 상기 광량의 변화에 대응하는 측정값의 변화를 이용하여 후술되는 산출부(160)에서 에어로졸의 광흡수계수를 산출할 수 있다.Further, the first
또한, 상기 가열부(130)는 상기 프로브빔을 지속적으로 가열할 경우 상기 측정대상물의 온도가 계속 상승하므로, 상기 레이저광의 강도를 주기적으로 변화(modulation)시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 가열부(130)는 상기 레이저광의 강도를 주기적으로 변화시키기 위한 모듈레이터(modulator)(136)를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 펑션 제너레이터(function generator)일 수 있다. 상기 펑션 제너레이터(136)는 기존의 기계적 초퍼(mechanical chopper)를 이용하여 레이저광의 강도를 주기적으로 변화시키는 것이 아닌, TTL(Transistor Transistor Logic)신호를 이용하여 상기 레이저광의 강도를 주기적으로 변화시킴으로써, 형성되는 음파(acustic wave) 노이즈를 차단하는 장치 일 수 있다. In addition, when the probe beam is continuously heated, the heating unit 130 continuously increases the temperature of the measurement object, so that the intensity of the laser light can be periodically changed. Accordingly, the heating unit 130 may include a
다시 도 1을 참조하면, 상기 편광조절부(140)는 상기 간섭광 형성부(120)에 의해 광경로가 조절된 상기 제1 광(L1) 및 상기 제2 광(L2)의 간섭광(IL)을 제공받아서 상기 간섭광(IL)의 편광상태를 조절한다. 1, the
상기 측정부(150)는 상기 편광조절부(140)에 의해 편광상태가 조절된 상기 간섭광(IL)을 제공받아서 제1 편광성분의 제1 광량에 대응하는 제1 측정값 및 상기 제1 편광성분과 다른 제2 편광성분의 제2 광량에 대응하는 제2 측정값을 획득한다.The measurement unit 150 receives the interference light IL whose polarization state is controlled by the
상기 산출부(160)는 상기 제1 편광성분 및 제2 편광성분 중 하나를 선택하여 선택된 편광성분의 광량에 대응하는 측정값을 기초로 상기 측정대상물의 광흡수계수를 산출한다.The
이하, 상기 편광조절부(140), 상기 측정부(150) 및 상기 산출부(160)의 상세 구성 및 동작을 도면을 참조로 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the detailed configuration and operation of the
도 3은 도 1의 광흡수계수 측정시스템의 편광조절부, 측정부 및 산출부의 일 예를 구체적으로 나타낸 블록도이다.3 is a block diagram specifically illustrating an example of a polarization controller, a measurement unit, and a calculation unit of the optical absorption coefficient measurement system of FIG.
도 3을 참조하면, 상기 편광조절부(140)는, 상기 간섭광(IL)의 편광상태를 변화시키고, 이에 따라 후술되는 측정부(150)에서 측정되는 광량에 따른 측정값을 변화시킬 수 있다. 상기 편광상태는 상기 간섭광(IL)의 진행방향에 수직한 두 개의 기준성분으로 분해하여 표현할 수 있고, 예를 들면, 상기 간섭광(IL)을 P-편광성분 및 S-편광성분의 기준성분으로 분해하여 표현할 수 있다.Referring to FIG. 3, the
상기 편광조절부(140)는, 도면에 도시되진 않았지만, 후술되는 산출부(160)에 의해 피드백 신호(FS)를 전달받아서 편광조절부(140)에 인가하는 전압을 변화시켜, 상기 간섭광(IL)의 편광상태, 즉 상기 간섭광(IL)의 편광성분들(예를 들면, P-편광성분 및 S-편광성분)을 변화시킴으로써 상기 측정부(150)에서 측정되는 광량에 따른 측정값을 변화시킬 수 있다.The
상기 편광조절부(140)는, 예를 들면, 다양한 편광상태의 조절이 가능하도록 액정 베리어블 리타더(liquid crystal variable retarder)를 채용할 수 있다. 상기 액정 베리어블 리타더는 액정의 분자 배열을 변화시킴으로써 상기 간섭광(IL)의 편광상태를 변화시키고, 이에 따라 후술되는 측정부(150)에서 측정되는 광량에 따른 측정값을 변화시킬 수 있다. The
일 실시예로, 상기 측정부(150)는 빔분리유닛(152), 제1 수광소자(154) 및 제2 수광소자(156)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the measuring unit 150 may include a
상기 빔분리유닛(152)은 상기 편광조절부(140)에 의해 편광상태가 조절된 상기 간섭광(IL)을 제공받아서 상기 제1 편광성분의 제3 광(L3) 및 상기 제2 편광성분의 제4 광(L4)으로 분리한다. 즉, 상기 빔분리유닛(152)은 상기 간섭광(IL)을, 예를 들어, P-편광성분에 해당하는 제3 광(L3)과 S-편광성분에 해당하는 제4 광(L4)으로 분할하는 빔스플리터일 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 편광조절부(140)는 상기 간섭광(IL)이 경로방향을 중심으로 소정 각도 회전시키도록 하여 상기 제3 광(L3) 및 상기 제4 광(L4)의 광량의 변화를 형성할 수 있다.The
상기 제1 수광소자(154)는 상기 빔분리유닛(152)으로부터 분리된 상기 제3 광(L3)을 수신하고, 상기 제2 수광소자(156)는 상기 빔분리유닛(152)으로부터 분리된 상기 제4 광(L4)을 수신한다. 상기 제1 및 제2 수광소자들(154, 156)은 수신된 상기 제3 광(L3) 및 상기 제4 광(L4)을 전기적 신호로 변환함으로써, 상기 제1 편광성분 및 제2 편광성분의 광량에 대응하는 측정값을 획득할 수 있다.The first
상기 수광소자(154, 156)들은, 예를 들면, 포토다이오드(photo diode)를 포함할 수 있으며, 상기 측정값들은 전압값일 수 있다.The
한편 일 실시예로, 상기 제1 및 제2 수광소자들(154, 156)의 전면부에 노이즈 발생을 방지하며, 유효한 범위의 광을 선택적으로 수신하기 위한 핀홀(pinhole)(154a, 156a)들 및 레이저라인필터(laser line filter)(154b, 156b)들이 배치될 수 있다. In one embodiment,
예를 들어, 상기 핀홀(154a, 156a)은, 상기 수광소자로 수신되는 광의 유효한 범위의 광을 선택적으로 수신하며, 상기 광원부(110)로부터 발생된 광 이외의 광을 차단할 수 있는 홀을 가진 장치를 채용할 수 있다. 또한, 상기 레이저라인필터(154b, 156b)로는, 선택적으로 특정파장의 광, 즉, 대략 632nm의 He-Ne 광을 통과시킬 수 있는 필터를 사용할 수 있다. For example, the
상기 측정부는 신호 증폭기(158)을 더 포함할 수 있다. The measurement unit may further include a
상기 신호 증폭기(158)는 상기 수광소자들이 측정한 측정값을 증폭시켜 산출부(160)으로 송신한다. 또한, 상기 신호 증폭기(158)은 획득한 측정값을 기초로 상기 모듈레이터(136)에 피드백신호(FS)를 송신하여, 상기 레이저광의 강도의 주기를 조절하여, 상기 가열부(130)의 가열 유무에 따른 측정값을 획득할 수 있다. 예를 들어, 상기 신호 증폭기(158)는 로크인 앰프(Lock-In Amplifier)일 수 있다. The
일 실시예로, 상기 산출부(160)는 산출처리부(162)를 포함할 수 있다.In an embodiment, the
상기 산출처리부(162)는, 상기 가열부(130, 도 1 참조)의 가열 이전에, 사용자 또는 알고리즘에 의하여 상기 제1 편광성분의 광량에 대응하는 측정값을 획득하되, 상기 편광조절부(140)에 인가하는 전압을 0부터 상기 측정값이 수렴할 때까지 증가시키고, 상기 전압이 0일 대의 측정값 및 상기 측정값이 수렴할 대의 측정값의 중간값을 기준값으로 설정하고, 상기 가열부(130)의 가열 이후에, 제1 편광성분의 제3 광량에 대응하는 가열후측정값을 획득하여, 상기 가열후측정값과 상기 기준값 사이의 차이를 기초로 상기 측정대상물의 광흡수계수를 산출할 수 있다.The
예를 들어, 상기 산출처리부(162)는, 상기 가열부(130)의 가열 이전에, 상기 편광조절부(140)의 전압을 0부터 상기 수광소자를 통하여 측정되는 상기 측정값이 수렴할 때까지 증가시키는 동안 S-편광성분에 해당하는 제3 광(L3)의 측정값들을 획득하고, 상기 측정값들의 중간값을 기준값으로 설정하고, 상기 가열부(130)의 가열 이후의 S-편광성분에 해당하는 제3 광(L3)의 측정값인 가열후측정값을 획득하여 상기 중간값과의 차이를 통해 상기 측정대상물의 광흡수계수를 산출할 수 있다. For example, before the heating unit 130 is heated, the
상기 측정대상물(10)의 광흡수가 클수록 상기 간섭광(IL)에 의한 간섭패턴의 변화는 더 커지며, 이와 같은 간섭패턴의 변화는 상기 제3 광(L3) 및 상기 제4 광(L4)의 광량이 차이를 야기하며, 이에 따라 상기 차이가 커지므로, 상기 차이가 클수록 상기 광흡수계수는 큰 것으로 해석할 수 있다. 따라서, 상기 차이 대비 상기 광흡수계수의 상관관계를 미리 설정하면, 상기 광흡수계수를 용이하게 획득할 수 있다.The change of the interference pattern due to the interference light IL becomes larger as the light absorption of the
또한, 상기 산출부는 피드백처리부(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 피드백 처리부는, 상기 편광조절부(140)에 피드백신호를 송신하여, 상기 편광조절부(140)가 간섭광의 편광상태를 조절할 수 있도록 할 수 있다.In addition, the calculating unit may include a feedback processing unit (not shown). The feedback processor may transmit a feedback signal to the
예를 들면, 상기 피드백처리부 및 상기 산출처리부(162)는 상기 광흡수계수 측정시스템(100)을 제어하는 컴퓨터에 포함될 수 있다. 이와는 다르게, 상기 피드백처리부 및 상기 산출처리부(162)의 적어도 하나는 컴퓨터와 별도의 장치로 제공될 수도 있다.For example, the feedback processing section and the
상기 산출처리부(162)는, 기지(旣知)의 기준 광흡수계수를 갖는 측정대상물의 상기 차이 및 상기 기준 광흡수계수를 이용하여 상기 광흡수계수를 캘리브레이션할 수 있다.The
구체적으로, 먼저 이미 알려진 광흡수계수(기준 광흡수계수)를 갖는 소정의 시료를 이용하여, 상기 광흡수계수 측정시스템(100)을 통해 측정을 수행한다. 그 결과로 얻어진 상기 차이를 기준광흡수계수로 설정한다.Specifically, first, the measurement is performed through the optical absorption coefficient measurement system 100 using a predetermined sample having a known optical absorption coefficient (reference optical absorption coefficient). And sets the resultant difference as a reference light absorption coefficient.
이어서, 측정을 원하는 시료를 이용하여 상기 광흡수계수 측정시스템(100)을 통해 측정을 수행한다. 그 결과로 얻어진 상기 차이는 상기 기준 광흡수계수를 갖는 시료의 차이를 기준으로 캘리브레이션할 수 있다.Then, measurement is performed through the optical absorption coefficient measurement system 100 using a sample to be measured. The difference obtained as a result can be calibrated based on the difference of the sample having the reference light absorption coefficient.
예를 들면, 기준 광흡수계수가 1로 알려져 있는 시료를 채용하여 얻은 차이가 1V이고, 측정을 원하는 시료를 채용하여 얻은 차이가 0.5V인 경우, 상기 측정을 원하는 시료는 광흡수계수를 0.5로 볼 수 있다. For example, when the difference obtained by employing a sample whose reference light absorption coefficient is 1 is 1 V and the difference obtained by employing the sample to be measured is 0.5 V, the light absorption coefficient of the desired sample is 0.5 can see.
상기와 같은 광흡수계수 측정시스템 및 측정방법에 따르면, 광을 분할한 후 경로차가 발생하도록 광경로를 조절하여 간섭광을 생성하고 간섭광을 다시 분할한 광의 광량에 대응하는 측정값들로부터 그 차이를 이용하여 광흡수계수를 산출하되, 가열하는 시료의 체적을 증가시킴으로써 시료의 광흡수계수를 보다 용이하게 측정할 수 있다.According to the light absorption coefficient measurement system and method as described above, an interference light is generated by adjusting an optical path such that a path difference is generated after dividing light, and from the measurement values corresponding to the light amount of the light obtained by dividing the interference light again, It is possible to more easily measure the light absorption coefficient of the sample by increasing the volume of the sample to be heated.
또한, 핀홀 및 레이저필터를 이용하여, 광원부로부터 발생된 광을 제외한 광을 차단하고, 유효한 범위의 광을 수신함으로써, 노이즈를 제거한 측정값을 용이하게 획득하여 상기 시료의 광흡수계수를 보다 정확하게 측정할 수 있다.Further, by using a pinhole and a laser filter, light excluding light generated from the light source is cut off, and a light in an effective range is received, thereby easily obtaining a noise-removed measurement value and measuring the light absorption coefficient of the sample more accurately can do.
도 4는 도 1의 가열부를 이용하여 프로브빔을 가열한 후 측정한 신호와 종래기술의 가열부를 이용하여 프로브빔을 가열한 후 측정한 신호를 비교한 그래프이다.FIG. 4 is a graph comparing signals measured after heating the probe beam using the heating unit of FIG. 1 and signals measured after heating the probe beam using the heating unit of the related art.
도 4의 그래프 A는 종래기술의 가열부를 이용하여 레이저광의 광경로가 프로브빔의 광경로와 일치하는 지점이 포인트일 경우의 신호의 세기를 2시간 동안 측정한 그래프이며, 그래프 B는 본 발명의 가열부를 이용하여 레이저광의 광경로가 프로브빔의 광경로와 1˚ 이하로 크로스되는, 즉, 라인으로 가열하는 경우의 신호의 세기를 2시간 동안 측정한 그래프이다.4 is a graph in which the intensity of a signal is measured for 2 hours when a point at which the optical path of the laser beam coincides with the optical path of the probe beam using the heating unit of the prior art is measured for 2 hours, And the intensity of the signal when the optical path of the laser beam is crossed to the optical path of the probe beam by 1 DEG or less, that is, by the line is heated for 2 hours using the heating unit.
도 4를 참조하면, 에어로졸의 측정 체적이 확장된 그래프 B의 신호가 그래프 A의 신호보다 대략 10배 정도 증가하였으며, 그래프 B의 신호가 그래프 A의 신호보다 안정적인 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 4, the signal of the graph B in which the measurement volume of the aerosol is expanded is about 10 times larger than that of the graph A, and the signal of the graph B is more stable than the signal of the graph A.
즉, 종래기술의 가열부로 기준 광흡수계수가 1로 알려져 있는 시료를 측정하여 10mV를 얻었다면, 본 발명의 일 실시예인 상기 가열부(130)로 기준 광흡수계수가 1로 알려져 있는 시료를 측정하여 약 100mV의 신호를 얻을 수 있다.That is, if a sample having a reference light absorption coefficient of 1 is measured by a heating unit of the related art to obtain 10 mV, a sample whose reference light absorption coefficient is known to be 1 is measured by the heating unit 130 according to an embodiment of the present invention A signal of about 100 mV can be obtained.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예인 측정 체적이 확장된 광흡수계수 측정시스템을 사용하여 광흡수계수를 측정하는데 있어서, 측정 가능한 신호의 스케일이 확장되는 효과가 생기며, 따라서, 기준 광흡수계수를 갖는 시료의 측정값과 캘리브레이션할 수 있는 범위 또한 확장되어, 종래의 광흡수계수 시스템에서 측정이 어려웠던 엷은 농도를 가진 대기의 에어로졸의 광흡수계수를 더욱 안정적으로 측정할 수 있다.Accordingly, when the light absorption coefficient is measured using the light absorption coefficient measurement system with the measurement volume expanded, which is an embodiment of the present invention, the scale of the measurable signal is enlarged. Therefore, The measurement value of the sample and the range of calibration can also be extended to more stably measure the light absorption coefficient of the aerosol in the atmosphere having a light concentration, which was difficult to measure in the conventional light absorption coefficient system.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이다. 따라서, 전술한 설명 및 아래의 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the foregoing description and drawings are to be regarded as illustrative rather than limiting of the present invention.
100 : 광흡수계수 측정시스템
110 : 광원부
120 : 간섭광 형성부
130 : 가열부
140 : 편광조절부
150 : 측정부
160 : 산출부100: light absorption coefficient measurement system 110: light source unit
120: interference light forming part 130: heating part
140: polarization controller 150:
160:
Claims (18)
상기 광원부로부터 발생된 광을 프로브 빔에 해당하는 제1 광 및 레퍼런스빔에 해당하는 제2 광으로 분할하여 측정대상물인 에어로졸을 수용하는 수용부를 통과하도록 가이드하되, 상기 제1 광은 제1 경로를 갖고 상기 제2 광은 상기 제1 경로와 다른 제2 경로를 가져서 상기 제1 광 및 상기 제2 광 사이에 소정의 경로차가 발생하도록 간섭광을 형성하는 간섭광 형성부;
상기 수용부 내부를 통과하는 상기 제1 광을 레이저광을 이용하여 가열하는 가열부;
상기 간섭광 형성부에 의해 형성된 상기 간섭광의 광량에 대응하는 측정값들을 획득하는 측정부; 및
상기 측정부에서 측정된 측정값들을 이용하여 상기 측정대상물의 광흡수계수를 산출하는 산출부를 포함하고,
상기 가열부는,
상기 레이저광을 발생시키는 레이저장치; 및
상기 레이저광에 의해 가열되는 상기 제2 광의 가열 범위에 다른 상기 에어로졸의 측정 체적을 증가시키도록, 상기 수용부 내부를 통과하는 상기 레이저광의 경로와 상기 제2 광의 경로가 1˚이하의 각도로 크로스(cross)하도록 광경로를 변경하는 광경로변경부를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 체적이 확장된 에어로졸의 광흡수계수 측정시스템.
A light source for generating light;
The first light is divided into a first light corresponding to a probe beam and a second light corresponding to a reference beam and is guided to pass through a receiving part for receiving an aerosol as an object to be measured, The second light having a second path different from the first path and forming an interference light so as to generate a predetermined path difference between the first light and the second light;
A heating unit which heats the first light passing through the inside of the accommodating unit using laser light;
A measurement unit for acquiring measurement values corresponding to a light amount of the interference light formed by the interference light forming unit; And
And a calculation unit for calculating a light absorption coefficient of the measurement object using the measurement values measured by the measurement unit,
The heating unit includes:
A laser device for generating the laser light; And
The path of the laser light passing through the inside of the accommodating portion and the path of the second light are crossed at an angle of not more than 1 degree so as to increase the measurement volume of the aerosol other than the heating range of the second light heated by the laser light. wherein the optical path changing unit changes the optical path so that the optical path changing unit crosses the optical path changing unit.
상기 레이저광이 상기 제1 광을 가열하도록, 상기 제1광을 상기 수용부 내부로 투과시키며, 상기 레이저광을 상기 수용부 내부로 반사시키는 제1 경로변경유닛; 및
상기 제1 경로변경유닛에 의해 상기 수용부 내부로 투과되어 상기 수용부를 통과한 상기 제1 광을 상기 측정부를 향하여 투과시키며, 상기 제1 경로변경유닛에 의해 상기 수용부 내부로 반사되어 상기 수용부를 통과한 상기 레이저 광을 상기 측정부와 다른 방향으로 반사시키는 제2 경로변경유신을 포함하고,
상기 제1 경로변경유닛 및 상기 제2 경로변경유닛은, 상기 제1 경로변경유닛 및 상기 제2 경로변경유닛의 사이를 지나가는 상기 레이저광 및 상기 제1 광이 1˚ 이하의 각도로 크로스하는 경로를 갖도록 배치된 것을 특징으로 하는 측정 체적이 확장된 에어로졸의 광흡수계수 측정시스템.The apparatus according to claim 1,
A first path changing unit that transmits the first light into the accommodating portion and reflects the laser light into the accommodating portion so that the laser light heats the first light; And
The first path changing unit transmits the first light that has been transmitted through the accommodating portion and passed through the accommodating portion toward the measuring portion, and is reflected by the first path changing unit into the accommodating portion, And a second path change restoration for reflecting the passed laser light in a direction different from the measurement part,
Wherein the first path changing unit and the second path changing unit are arranged such that the laser light and the first light passing between the first path changing unit and the second path changing unit cross paths Wherein the optical absorption coefficient measurement system is configured to measure the optical absorption coefficient of the aerosol having an expanded measurement volume.
상기 레이저광은 제1 파장범위 내의 파장을 갖고, 상기 제2 광은 제2 파장범위 내의 파장을 가지며,
상기 제1 경로변경유닛 및 상기 제2 경로변경유닛은 상기 제1 파장범위의 광은 반사시키고, 상기 제2 파장범위의 광은 투과시키는 것을 특징으로 하는 측정 체적이 확장된 에어로졸의 광흡수계수 측정시스템.3. The method of claim 2,
Wherein the laser light has a wavelength within a first wavelength range and the second light has a wavelength within a second wavelength range,
Wherein the first path changing unit and the second path changing unit reflect light in the first wavelength range and transmit light in the second wavelength range. system.
상기 제1 경로변경유닛 및 상기 제2 경로변경유닛은 다이크로익 미러(dichroic mirror)인 것을 특징으로 하는 측정 체적이 화장된 에어로졸의 광흡수계수 측정시스템.4. The method of claim 3, wherein the first wavelength range has a range of 495 nm to 570 nm, the second wavelength range has a range of 620 nm to 750 nm,
Wherein the first path-changing unit and the second path-changing unit are dichroic mirrors.
상기 광원부로부터 발생된 광을 제공받아서 적어도 일부는 반사시켜 상기 제1 광을 형성하고 적어도 일부는 투과시켜 상기 제2 광을 형성하며, 투과된 상기 제2 광을 반사시키는 빔스플리터(beam splitter); 및
상기 빔스플리터로부터 반사된 상기 제1 광 및 상기 빔스플리터에 의해 투과 및 반사된 상기 제2 광을 제공받아 상기 빔스플리터를 향하여 반사하는 리트로리플렉터(retroreflector)를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 체적이 확정된 에어로졸의 광흡수계수 측정시스템.The apparatus of claim 1, wherein the interference light-
A beam splitter for receiving the light generated from the light source and reflecting at least part thereof to form the first light, at least a portion of the light to form the second light, and to reflect the transmitted second light; And
And a retroreflector that receives the first light reflected from the beam splitter and the second light transmitted and reflected by the beam splitter and reflects the second light toward the beam splitter. Measurement of optical absorption coefficient of aerosol.
빔스플리터 바디;
상기 빔스플리터 바디의 제1 면에 형성되며, 상기 광원부로부터 발생된 광을 제공받아서 상기 제1 광을 반사시키고, 상기 제2 광을 투과시키는 제1 층; 및
상기 빔스플리터 바디의 제1 면의 반대면인 제2 면에 형성되며, 상기 제1 층을 투과한 상기 제2 광을 상기 리트로리플렉터를 향하여 반사시키는 제2 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 체적이 확장된 에어로졸의 광흡수계수 측정시스템.The apparatus of claim 5, wherein the beam splitter comprises:
Beam splitter body;
A first layer formed on a first surface of the beam splitter body and configured to reflect light emitted from the light source unit to reflect the first light and transmit the second light; And
And a second layer formed on a second surface which is an opposite surface of the first surface of the beam splitter body and reflecting the second light transmitted through the first layer toward the retroreflector This extended aerosol optical absorption coefficient measurement system.
상기 간섭광을 제공받아서 상기 제1 편광성분의 제3 광 및 상기 제2 편광성분의 제4 광으로 분리하는 빔분리유닛; 및
상기 빔분리유닛으로부터 분리된 상기 제3 광을 수신하는 수광소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸의 광흡수계수 측정시스템.8. The apparatus according to claim 7,
A beam splitting unit that receives the interference light and separates the third light of the first polarization component and the fourth light of the second polarization component; And
And a light receiving element for receiving the third light separated from the beam splitting unit.
상기 가열부의 가열 이전에, 제1 편광성분의 제1 광량에 대응하는 측정값을 획득하되,
상기 편광조절부에 인가하는 전압을 0부터 상기 측정값이 수렴할 때까지 증가시키고, 상기 전압이 0일 때의 측정값 및 상기 측정값이 수렴할 때의 측정값의 중간값을 기준값으로 설정하고,
상기 가열부의 가열 이후에 상기 제1 편광성분의 제1 광량에 대응하는 가열후측정값을 획득하여,
상기 가열후측정값과 상기 기준값 사이의 차이를 기초로 상기 측정대상물의 광흡수계수를 산출하는 측정 체적이 확장된 에어로졸의 광흡수계수 측정시스템.9. The apparatus according to claim 8,
Obtaining a measurement value corresponding to the first light amount of the first polarized light component before heating of the heating part,
Increasing the voltage applied to the polarization controller from zero to the convergence of the measured value and setting a median value of the measured value when the voltage is 0 and the measured value when the measured value converges to a reference value ,
After the heating of the heating unit, obtains a measured value after heating corresponding to the first light quantity of the first polarized light component,
And a light absorption coefficient of the measurement object is calculated based on a difference between the measured value after heating and the reference value.
기지(旣知)의 기준 광흡수계수를 갖는 측정대상물의 상기 차이 및 상기 기준 광흡수계수를 이용하여 상기 광흡수계수를 캘리브레이션하는 것을 특징으로 하는 측정 체적이 확장된 에어로졸의 광흡수계수 측정시스템.8. The image processing apparatus according to claim 7,
Wherein the light absorption coefficient is calibrated using the difference and the reference light absorption coefficient of a measurement object having a reference light absorption coefficient of a known optical absorption coefficient.
상기 간섭광 형성부에 의해 형성된 간섭광을 측정부가 제공받아서 제1 편광성분의 제1 광량에 대응하는 측정값을 획득하는 단계;
획득한 상기 측정값을 기초로 기준값을 산출하는 단계; 및
광경로가 조절되어 상기 수용부 내부를 통과하는 상기 제1 광을 가열부가 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 체적이 확장된 에어로졸의 광흡수계수 측정방법.A first beam corresponding to the probe beam and a second beam corresponding to the reference beam and guiding the beam to pass through the inside of the receiver including the aerosol as the measurement object, 2 light having a second path different from the first path to control an optical path of the interference light forming part to form an interference light in which a predetermined path difference is generated between the first light and the second light;
Acquiring a measurement value corresponding to a first light amount of the first polarization component by receiving the interference light formed by the interference light forming unit;
Calculating a reference value based on the obtained measurement value; And
And heating the first portion of the first light passing through the inside of the accommodating portion by controlling the optical path to heat the heating portion.
상기 편광조절부에 인가하는 전압을 0부터 상기 측정값이 수렴할 때까지 증가시키고, 상기 전압이 0 일 때의 측정값 및 상기 측정값이 수렴할 때의 측정값의 중간값을 기준값으로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 체적이 확장된 에어로졸의 광흡수계수 측정방법.14. The method of claim 13, wherein the step of calculating the reference value comprises:
A voltage applied to the polarization controller is increased from zero to the convergence of the measured value and a measured value when the voltage is 0 and an intermediate value of the measured value when the measured value converges is set as a reference value And measuring the optical absorption coefficient of the aerosol having the measurement volume expanded.
레이저장치가 레이저광을 발생시키는 단계;
상기 레이저광에 의해 가열되는 상기 제1 광의 가열 범위에 다른 상기 에어로졸의 측정 체적을 증가시키도록, 상기 수용부 내부를 통과하는 상기 레이저광의 경로와 상기 제1 광의 경로가 1˚ 이하의 각도로 크로스(cross)하도록 광경로변경부가 광경로를 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 체적이 확장된 에어로졸의 광흡수계수 측정방법.14. The method of claim 12, wherein heating the first light comprises:
The laser device generating laser light;
The path of the laser light passing through the inside of the accommodating portion and the path of the first light are crossed at an angle of not more than 1 degree so as to increase the measurement volume of the aerosol different from the heating range of the first light heated by the laser light. and changing the optical path changing portion to change the optical path length so that the optical path changing portion crosses the optical path changing portion.
상기 레이저광이 상기 제1 광을 가열하도록, 제1 경로변경유닛이 상기 제1 광을 상기 수용부 내부로 투과시키며, 상기 레이저광을 상기 수용부 내부로 반사시키는 단계; 및
상기 수용부 내부로 투과되어 상기 수용부를 통과한 상기 제1 광을 제2 경로변경유닛이 상기 측정부를 향하여 투과시키며, 상기 제1 경로변경유닛에 의해 상기 수용부 내부로 반사되어 상기 수용부를 통과한 상기 레이저 광을 상기 측정부와 다른 방향으로 반사시키는 단계를 포함하고,
상기 제1 경로변경유닛 및 상기 제2 경로변경유닛은, 상기 제1 경로변경유닛 및 상기 제2 경로변경유닛의 사이를 지나가는 상기 레이저광 및 상기 제1 광이 1˚ 이하의 각도로 크로스(cross)하는 경로를 갖도록 배치된 것을 특징으로 하는 측정 체적이 확장된 에어로졸의 광흡수계수 측정방법.16. The method as claimed in claim 15, wherein the step of changing the optical path changing section comprises:
The first path changing unit transmits the first light into the accommodating portion so that the laser light heats the first light, and reflecting the laser light into the accommodating portion; And
The first path changing unit transmits the first light having passed through the accommodating portion and passed through the accommodating portion toward the measuring portion, and is reflected by the first path changing unit into the accommodating portion and passes through the accommodating portion And reflecting the laser light in a direction different from the measurement unit,
Wherein the first path changing unit and the second path changing unit are arranged such that the laser light and the first light passing between the first path changing unit and the second path changing unit are cross The method of measuring a light absorption coefficient of an aerosol having an expanded measuring volume according to claim 1,
상기 측정부가 상기 제1 편광성분의 제1 광량에 대응하는 가열후 측정값을 획득하는 단계; 및
상기 가열후 측정값과 상기 기준값 사이의 차이를 기초로 상기 측정대상물의 광흡수계수를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 체적이 확장된 에어로졸의 광흡수계수 측정방법.13. The method according to claim 12, wherein, after heating of the heating section,
Obtaining a post-heating measurement value corresponding to the first light amount of the first polarized light component; And
And calculating a light absorption coefficient of the measurement object on the basis of the difference between the measured value after heating and the reference value.
기지(旣知)의 기준 광흡수계수를 갖는 기준 측정대상물의 상기 차이값을 획득하는 단계를 더 포함하고,
상기 측정대상물의 광흡수계수를 산출하는 단계는,
상기 기준 측정대상물의 기준 광흡수계수를 이용하여 상기 측정대상물의 광흡수계수를 캘리브레이션하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸의 광흡수계수 측정방법.
The method according to claim 17, wherein, prior to the step of calculating the light absorption coefficient of the measurement object,
Further comprising the step of obtaining the difference value of a reference measurement object having a reference light absorption coefficient of a known,
The step of calculating the light absorption coefficient of the measurement object includes:
And a step of calibrating a light absorption coefficient of the measurement object using the reference light absorption coefficient of the reference measurement object.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160066596A KR101948975B1 (en) | 2016-05-30 | 2016-05-30 | System for measuring light absorption cofficient in expended measuring volume |
| PCT/KR2016/005739 WO2017209319A1 (en) | 2016-05-30 | 2016-05-31 | System for measuring light absorption coefficient of aerosol having expanded measurement volume |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160066596A KR101948975B1 (en) | 2016-05-30 | 2016-05-30 | System for measuring light absorption cofficient in expended measuring volume |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20170135141A true KR20170135141A (en) | 2017-12-08 |
| KR101948975B1 KR101948975B1 (en) | 2019-02-15 |
Family
ID=60477516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160066596A Expired - Fee Related KR101948975B1 (en) | 2016-05-30 | 2016-05-30 | System for measuring light absorption cofficient in expended measuring volume |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101948975B1 (en) |
| WO (1) | WO2017209319A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022070136A1 (en) * | 2020-10-02 | 2022-04-07 | 3M Innovative Properties Company | Measurement system including reflector |
| US12510466B2 (en) * | 2021-09-30 | 2025-12-30 | 3M Innovative Properties Company | Measurement system including reflector |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050026276A1 (en) * | 2003-07-29 | 2005-02-03 | Northrop Grumman Corporation | Remote detection and analysis of chemical and biological aerosols |
| JP4516803B2 (en) * | 2004-08-24 | 2010-08-04 | システム・インスツルメンツ株式会社 | Optical absorption measurement method and apparatus |
| EP2405254B1 (en) * | 2010-07-05 | 2014-06-04 | Sick Ag | Optoelectronic method for gas analysis |
| KR101502236B1 (en) * | 2013-10-25 | 2015-03-12 | 한양대학교 산학협력단 | 3 dimensional chromatic confocal microscope, and method of generating information on depth of specimen using same |
| KR101602068B1 (en) * | 2014-12-02 | 2016-03-09 | 한국기술교육대학교 산학협력단 | System for measuring light absorption coefficient using polarization and interference |
-
2016
- 2016-05-30 KR KR1020160066596A patent/KR101948975B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2016-05-31 WO PCT/KR2016/005739 patent/WO2017209319A1/en not_active Ceased
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022070136A1 (en) * | 2020-10-02 | 2022-04-07 | 3M Innovative Properties Company | Measurement system including reflector |
| US20230393054A1 (en) * | 2020-10-02 | 2023-12-07 | 3M Innovative Properties Company | Measurement system including reflector |
| US12510466B2 (en) * | 2021-09-30 | 2025-12-30 | 3M Innovative Properties Company | Measurement system including reflector |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2017209319A1 (en) | 2017-12-07 |
| KR101948975B1 (en) | 2019-02-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101504061B1 (en) | System for measuring light absorption coefficient of sample and measuring method thereof | |
| CN104412080B (en) | The apparatus and method for promptly receiving liquid absorption spectrum | |
| KR101812541B1 (en) | Temperature measuring method and storage medium | |
| US7619725B1 (en) | Optically amplified critical wavelength refractometer | |
| CN104296875B (en) | Device and method for measuring polarization degree of light beam | |
| US20110013189A1 (en) | Adjustable Interference Filter | |
| CN105829866A (en) | System For Determining At Least One Property Of A Sheet Dielectric Sample Using Terahertz Radiation | |
| US9229110B2 (en) | Atmospheric humidity or temperature or cloud height measuring method and apparatus | |
| KR101602068B1 (en) | System for measuring light absorption coefficient using polarization and interference | |
| CN105716833A (en) | Device for measuring diffraction efficiency of intermediate infrared blazed grating | |
| KR101948975B1 (en) | System for measuring light absorption cofficient in expended measuring volume | |
| CN106092905B (en) | A polarized infrared spectrometer | |
| US8305584B2 (en) | Measurement instrument of optical characteristics for sample flowing in passage | |
| CN111742190A (en) | Beam Guidance in Interferometers | |
| US4847512A (en) | Method of measuring humidity by determining refractive index using dual optical paths | |
| CN217520426U (en) | Infrared broadband tunable Taeman-Green interferometer | |
| CN111982286B (en) | Polarization ratio measuring method for thin film polarization optical element | |
| CN110108675A (en) | Emissivity detection device | |
| RU2727347C1 (en) | Device for calibration of photodiode receivers by absolute power of radiation flux | |
| US20120127477A1 (en) | Interferometer and distance calculation method therefor | |
| Slater et al. | Characterization of high-power lasers | |
| CN208847653U (en) | Real-time polarization sensitive terahertz time-domain ellipsometer | |
| KR101666732B1 (en) | SYSTEM FOR MEASURING LIGHT ABSORPTION COEFFICIENT USING Mach-Zehnder INTERFEROMETER | |
| US9759655B2 (en) | Laser beam stop elements and spectroscopy systems including the same | |
| JP2007040981A (en) | Wafer temperature measuring method and wafer temperature measuring apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| PA0109 | Patent application |
St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109 |
|
| PA0201 | Request for examination |
St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201 |
|
| PG1501 | Laying open of application |
St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501 |
|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902 |
|
| T11-X000 | Administrative time limit extension requested |
St.27 status event code: U-3-3-T10-T11-oth-X000 |
|
| E13-X000 | Pre-grant limitation requested |
St.27 status event code: A-2-3-E10-E13-lim-X000 |
|
| P11-X000 | Amendment of application requested |
St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000 |
|
| P13-X000 | Application amended |
St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000 |
|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701 |
|
| R18-X000 | Changes to party contact information recorded |
St.27 status event code: A-3-3-R10-R18-oth-X000 |
|
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701 |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
St.27 status event code: A-2-2-U10-U11-oth-PR1002 Fee payment year number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration |
St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601 |
|
| PC1903 | Unpaid annual fee |
St.27 status event code: A-4-4-U10-U13-oth-PC1903 Not in force date: 20220212 Payment event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE |
|
| PN2301 | Change of applicant |
St.27 status event code: A-5-5-R10-R13-asn-PN2301 St.27 status event code: A-5-5-R10-R11-asn-PN2301 |
|
| PC1903 | Unpaid annual fee |
St.27 status event code: N-4-6-H10-H13-oth-PC1903 Ip right cessation event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE Not in force date: 20220212 |
|
| R18-X000 | Changes to party contact information recorded |
St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000 |
|
| R18-X000 | Changes to party contact information recorded |
St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000 |
|
| R18-X000 | Changes to party contact information recorded |
St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000 |
|
| R18-X000 | Changes to party contact information recorded |
St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000 |