KR20240101168A - 레이저 광을 이용한 라만 분광 신호 측정 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 라만 신호 측정 방법 및 그 시스템에 관한 것으로 보다 구체적으로는 레이저 광을 피검체에 조사하고 피검체로부터 반사되는 산란광을로부터 라만 분광 신호를 측정하는 시스템에 관한 것으로 본 발명의 일양태에 따르면 피검체를 여기시키는 레이저를 조사하는 레이저 광원; 피검체로부터 산란되는 광을 검출하는 산란광 검출부; 및 상기 레이저 광원과 산란광 검출부를 제어하기 위한 제어부를 포함하고, 제어부는 레이저 광원에서 조사되는 광의 세기 및 파장을 조정하기 위한 광조절부를 포함한다.

Description

레이저 광을 이용한 라만 분광 신호 측정 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR MEASURING RAMAN SPECTROSCOPY SIGNAL USING LASER LIGHT}

본 발명은 라만 신호 측정 방법 및 그 시스템에 관한 것으로 보다 구체적으로는 레이저 광을 피검체에 조사하고 피검체로부터 반사되는 산란광을로부터 라만 분광 신호를 측정하는 시스템에 관한 것이다.

빛이 어떤 매질을 통과할 때 빛의 파장을 변화시켜 빛의 일부는 진행방향에서 이탈해 다른 방향으로 진행하는 현상을 산란이라고 하고 빛의 파장을 변화시키는 현상을 라만산란이라 하는데, 1928년 라만등이 용액에 파란색 빛을 투과하였을 때 초록색 빛깔을 띠는 빛이 산란되어 나오는 것을 관찰함으로써 처음 발견되었다.

이와 같이 라만 분광 기법은 레이저를 대상 시료에 조사하고 이로부터 얻어지는 스펙트럼으로부터 물질의 성분을 판별하는 분석기법이다. 시료에 단색 광원인 레이저를 조사하면 빛이 산란되는데, 이처럼 산란된 빛의 대부분은 레이저의 파장에 상응하는 신호이지만, 일부는 레이저의 파장에서 시료의 진동모드의 주파수에 해당하는 라만 이동(Raman shift)이 되어 나오는 신호가 있다. 이 신호를 분석하면 분자나 결정의 형태 및 대칭성에 대한 정보를 알 수 있고 시료의 결정화 정도를 파악할 수 있다. 이렇게 파장이 변화하는 양상은 물질의 구조적 특성에 따라 다르게 나타나고, 각각의 특정한 물질에 대해서 고유한 특성처럼 나타나기 때문에, 라만 스펙트럼은 물질의 지문(fingerprint)이라고 일컬어진다.

특히 최근에는 SERS(surface enhanced Raman scattering)와 같은 다양한 라만 신호 증폭 기술이 활발히 연구되고 있으며, 라만 분광 기법은 극미세 농도의 성분을 판별할 수 있는 탁월한 기술로서 주목받고 있다.

도 8은 종래의 기본적인 라만 분광기의 구조를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 기본적인 라만 분광기는, 단파장의 광원(110')에서 출력되는 레이저 광을 대물렌즈(130')를 통하여 시편(500')에 조사하고, 상기 시편(500')으로부터 산란되는 광 중에서 라만 이동(Raman shift)에 해당하는 성분만을 필터(140')로 선별한 뒤 스펙트로미터(160')로 그 스펙트럼을 구한다. 이때 빛의 파장별 분기를 위해 이색성 거울(dichroic mirror) 또는 이색성 광분할기(dichroic beam splitter)(120')를 사용한다. 이 때 스펙트로미터(160')로 광을 원활하게 진입시키기 위하여 상기 스펙트로미터(160') 전방에 수광렌즈(150')가 구비된다.

그러나 종래의 라만 분광기의 스펙트로미터(160')에서 관찰되는 스펙트럼의 경우 라만 산란광 뿐만 아니라 가시광선 등과 같은 주변의 환경광을 포함하고 있으며, 이와 같은 주변 환경광은 정확한 라만 분광 특성을 관찰하는데 어려움을 주는 요소로 작용한다.

대한민국 등록특허 10-235783(2022.01.26)

본 발명은 전술한 문제점에 기반하여 안출된 발명으로 가시광선을 포함하는 주변 환경광의 영향을 제거할 수 있는 레이저 광을 이용한 라만 분광 신호 측정 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일양태에 따르면 피검체를 여기시키는 레이저를 조사하는 레이저 광원; 피검체로부터 산란되는 광을 검출하는 산란광 검출부; 및 상기 레이저 광원과 산란광 검출부를 제어하기 위한 제어부를 포함하고, 제어부는 레이저 광원에서 조사되는 광의 세기 및 파장을 조정하기 위한 광조절부를 포함한다.

전술한 양태에서 상기 제어부는 제1 동작 모드 및 제2 동작 모드를 포함하고, 상기 제1 동작 모드에서 제어부는 상기 레이저 광원을 오프시킨 상태에서 산란광 검출부를 동작시켜 환경광하에서 제1 분광 신호(S1)를 획득하고, 상기 제2 동작에서 제어부는 상기 레이저 광원을 온시켜 레이저로 피검체를 여기시켜 환경광 및 레이저 산란광의 제2 분광 신호(S2)를 획득한다.

또한 전술한 양태 중 어느 하나에서 제어부는 제2 분광 신호로부터 제1 분광 신호의 성분을 제외하여 라만 산란광을 검출할 수 있다.

또한 전술한 양태 중 어느 하나에서 상기 피검체와 상기 산란광 검출부 사이에 피검체의 산란광을 산란광 검출부로 집광시키기 위한 광학계가 위치되고, 상기 광학계는 제1 렌즈부와, 제1 렌즈부를 통해 집광된 광신호를 산란광 검출부로 집속시키는 제2 렌즈부를 포함하고, 포커싱 렌즈의 후초점거리(back focal length)는 광원으로부터 피검체와의 거리와 동일하다.

또한 전술한 양태 중 어느 하나에서 제어부는 온도값 보정부를 포함하고, 상기 제어부는 피검체의 온도에 대응하여 라만 스펙트럼 분석값을 보정하도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면 가시광선을 포함하는 주변 환경광을 제거함으로써 정확한 라만 분광 신호 측정이 가능한 라만 분광 신호 측정 시스템을 제공할 수 있다. 또한 본 발명에 따르면 레이저 광원의 세기 및 파장 대역을 선택할 수 있고 또한 신호대잡음비를 최대화함으로써 라만분광 신호강도를 증폭할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 광을 이용한 라만 분광 신호 측정 시스템을 나타내는 도면;
도 2는 본 발명의 실시예에서 제어부의 구동신호 생성부의 동작 모드를 설명하기 위한 도면;
도 3a은 본 발명의 실시예에서 제어부의 구동신호 생성부의 명령 신호 타이밍을 나타내는 타이밍도;
도 3b는 본 발명의 실시예에서 라만 스펙트럼을 검출하는 방법의 흐름을 나타내는 도면;
도 4는 본 발명의 실시예에서 제어부의 광조절부의 동작을 설명하기 위한 도면;
도 5는 본 발명의 실시예에서 제어부의 온도값 보상부의 동작을 설명하기 위한 도면;
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광학계 구성의 일례를 나타내는 도면;
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 광학계 구성의 다른 일례를 나타내는 도면;
도 8은 종래의 라만 분광 신호 측정 장치의 일례를 나타내는 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.

본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예들에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 라만 분광 신호 측정 시스템의 일례를 나타내는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이 라만 분광 신호 측정 시스템은 피검체를 여기시키는 레이저를 조사하는 레이저 광원(10); 피검체로부터 산란되는 광을 파장별로 검출하기 위한 산란광 검출부(30); 및 레이저 광원(10) 및 산란광 검출부(30)의 동작을 제어하기 위한 제어부(20)를 포함하고, 상기 제어부(20)는 레이저 광원(10) 및 산란광 검출부(30)에 대한 구동신호 생성부(22) 및 산란광 검출부(30)에서 검출된 산란광 신호로부터 라만 신호만을 추출하기 위한 라만 신호 추출부(40)를 포함한다. 또한 본 발명에 따른 라만 분광 신호 측정 시스템은 피검체와 산란광 검출부(30) 사이에 피검체로부터 산란된 산란광을 집광시켜 산란광 검출부(30)로 집광하기 위한 광학계(100)가 제공되어 있다.

본 발명에서는 라만 분광 신호 측정기의 소형화를 위해 레이저 광원(10)은 고가의 고체 레이저 광원보다는 초소형화, 장시간 사용, 대량생산이 가능한 고출력 반도체 다이오드 레이저가 이용된다. 반도체 다이오드 레이저는 GaAs나 InP 등의 반도체 매질에 전류를 흘려주어 p-n접합 부근에서 밀도 반전을 형성하는 특성을 이용한다. 광 통신과 라만 증폭기를 위한 펌핑 광원으로 사용하기 위해 반도체 레이저 모듈과 레이저 장치는 520nm에서 1610nm 사이의 실용적 이득값 파장 대역폭을 가진다.

도시된 실시예에서 레이저 광원(10)에서 조사되는 여기광은 피검체에 도달하면 일부는 피검체에서 흡수되고 일부는 피검체로부터 반사되는 산란광이 된다. 산란광은 산란광 검출부(30)에서의 집광수단과 광분할수단에 의해 피검체에 특이적으로 반응하는 파장대역의 산란광(라만 산란광)만이 수집되어야 한다. 그러나 피검체에 도달 후 반사되는 산란광에는 라만 산란광 뿐만 아니라 가시광선, 실내에 있을 경우 형광등, 백열등 등 다양한 광원의 산란광들이 주변광으로서 산란광 검출부(30)에 함께 검출되어 라만분광특성을 측정하기 어렵다. 이와 같은 문제점은 야외 환경에서 주로 측정이 이루어지는 휴대형의 라만 분광 측정기에서 주로 발생된다.

본 발명에서는 라만신호 추출부(24)에서 피검체의 라만 신호만을 추출할 수 있도록 제어부(20)의 구동신호 생성부(22)는 레이저 광원(10)과 산란광 검출부(30)의 동작을 제어한다. 도 2는 제어부(20)의 구동신호 생성부(22)에서의 구성을 나타내는 도면이고 도 3a은 도2의 구동신호 생성부(22)에서 생성되는 구동신호 패턴을 나타내는 도면이며, 도 3b 라만신호 검출 흐름을 나타내는 흐름도이다.

먼저 제어부는 복수의 레이저 광원 및 광원 조절 수단을 통해 레이저 여기광 파장 및 레이저 광 세기를 선택한다. 이어서 도 2 내지 도 3b에 도시된 바와 같이 제어부(20)는 제1 동작모드에서 레이저 광원(10)에 오프 명령을 지시하고 산란광 검출부(30)에는 온 명령을 지시한다. 이와 같은 구성에 의해 레이저 광원(10)에서 레이저가 조사되지 않고 산란광 검출부(30)에서 주변광에 의한 분광 파장(S1)만이 검출된다. 산란광 검출부(30)에서 검출되는 시간은 미리결정된 시간 범위(T1~T2)일 수 있다. 이때 검출되는 분광 파장(S1)은 주변광의 영향하에서의 분광 파장을 나타낸다.

또한 제어부(20)는 제2 동작모드에서 레이저 광원(10)에 온 명령을 지시하고 산란광 검출부(30)에도 온 명령을 지시한다. 이와 같은 구성에 의해 레이저 광원(10)에서 레이저가 조사된 상태에서 산란광 검출부(30)에서 피검체로부터 산란되는 산란광의 분광 신호(S2)이 검출된다. 산란광 검출부(30)에서 검출되는 시간은 제1 동작모드에서의 동작 시간인 T1~T2와 동일한 시간 범위(T3~T3)인 것이 바람직하다. 이때 검출되는 분광 신호(S2)는 주변광과 레이저광의 영향 하에서의 분광 파장을 나타낸다.

라만신호 추출부(24)에서는 시간차이를 두고 검출된 제1 분광 신호(S1)과 제2 분광 신호(S2)를 이용하여 레이저 광원에 의한 라만 신호를 추출하게 된다. 제2 분광 신호가 주변광과 레이저광에 의한 분광 파장으로 이루어진 반면 제1 분광 신호는 주변광에 의한 분광 파장으로 이루어져 있으므로 라만 신호 추출부(20)는 필터를 이용하여 제2 분광 신호로부터 제1 분광 신호를 제거함으로써 순수한 라만 산란광의 신호 강도를 획득할 수 있게 된다.

레이저 광원(10)으로부터의 여기광은 다양한 파장대역과 세기를 가질 수 있다. 피검체는 레이저광의 파장대역(예, 530nm, 560nm, 780nm, 1064nm)에 따라 각기 다른 고유의 특성을 가지며 최적의 반응조건을 특성을 이용하기 위해서는 최적의 파장대역을 탐색하여 이용할 필요성이 있다. 일반적으로 레이저광의 세기(intensity)는 라만 산란광의 에너지 준위를 높게 하여 신호의 감도를 좋게 하지만 피검체의 물리적·화학적 특성에 따라 적절한 수준의 레이저광 세기를 선택할 필요성이 있다.

도 4는 피검체에 상이한 레이저 광원의 파장과 세기를 제공하기 위한 일례를 나타내는 도면이다. 이 실시예에서 라만 분광 신호 측정 시스템은 복수의 레이저 광원(10a,10b)와, 복수의 레이저 광원을 각각 구동하기 위한 레이저 구동부(15)를 더 포하고, 제어부(20)는 레이저 구동부(15)를 제어하기 위한 광조절부(26)를 더 포함한다. 레이저 광원(10)은 복수의 레이저 다이오드(10a,10b)를 포함하고, 복수의 레이저 다이오드(10a,10b)는 동일하거나 서로 다른 파장 대역(예를 들면, 530nm, 560nm, 780nm, 1064nm)을 가진 레이저 다이오드로 구성될 수 있다. 레이저 광원(10)을 구동하는 레이저 구동부(15)는 광조절부(26)에 연결되어 있으며 따라서 제어부(20)의 광조절부(26)를 통해 레이저 광원(10)의 세기 및 레이저 광의 파장 대역을 변경할 수 있도록 구성된다.

본 발명의 실시예에서는 2개의 레이저 다이오드를 사용하는 것으로 도시되고 있지만 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 응용되는 분야에 따라 2 이상의 레이저 다이오드를 포함하는 것이 가능하다.

제어부(20)의 광조절부(26)는 분광 측정에 이용하고자 하는 레이저 다이오드의 수 및/또는 파장 대역을 선택하고 선택된 레이저 다이오드만을 레이저 구동부(15)를 통해 구동함으로써 원하는 파장 대역 및 원하는 파장 세기를 가진 여기광을 피검체에 조사하는 것이 가능하게 된다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 또 다른 실시예를 나타내는 도면이다. 도 5에 도시된 실시예는 도 4에 도시된 실시예에 비교하여 온도 측정부(40) 및 온도값 보상부(28)를 포함하는 구성을 제외한 나머지 구성은 실질적으로 동일하다.

온도 측정부(40)는 라만 산란광 측정시 피검체의 온도에 따른 파장 변화를 보상하도록 구성되어 있다. 온도 측정부(40)에서는 피검체로부터 산란되는 광 중 일부를 수신하고 이를 통해 피검체의 온도를 측정하고, 제어부의 온도값 보상부(28)는 측정된 온도에 따라 라만 산란광 신호를 보상하도록 구성된다.

도 6은 본 발명에 따른 실시예 중 일례를 나타내는 도면으로 광학계(100)의 구성을 보다 구체적으로 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이 광학계(100)는 피검체와 산란광 검출부(30) 사이에 위치된다. 광학계(100)는 제1 렌즈부(131, Focusing Lens)와, 제1 렌즈부(131)를 통해 집광된 광신호를 산란광 검출부(30)의 분광부(140)의 광 출입 슬릿(141)으로 집속시키는 제2 렌즈부(132, Collection Lens)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이때, 제2 렌즈부(132)는 반파장판(132a, Half-Wave Plate)과 오목 렌즈(132b) 및 볼록 렌즈(132c)를 포함하여 이루어질 수 있다.

레이저 광원(10)은 제2 렌즈부(132) 근방에 설치되고 레이저 빔을 피검체에 조사하기 위해 2개의 반사 프리즘(121,122)가 제1 렌즈와 제2 렌즈 사이에 배치된다. 반사 프리즘(121,122)는 단면이 직각 삼각형을 이루는 프리즘이 이용될 수도 있다.

도 6에 도시된 실시예에서 라만신호을 증폭하기 위해 신호대 잡음비를 최대화할 필요가 있다. 이는 신호대 잡음비를 최대화하여 노이즈를 최소화함으로써 시료에 존재하는 특정 작용기의 진동 에너지를 측정하여 분자의 구조에 따라 나타나는 라만분광 특성을 유추할 수 있는데 유용한 신호증폭 방법이다. 광자의 광신호의 감도를 높이기 위해 광원(10)과 피검체와의 거리 비율이 50이면 포커싱 렌즈인 제1 렌즈(131)의 후초점거리(back focal length)가 50인 곳에 광원의 초점이 오도록 하면 신호증폭을 최대화 할 수 있기 때문에 라만분광신호 감도를 높일 수 있다.

또한 도시된 실시예에서 레이저 광원(10)이 복수개 사용되고 제어부(20)의 광조절부(26)에 의해 레이저 광원의 세기 및 파장 대역이 조절될 수도 있으며 이는 레이저 광원으로부터의 여기광의 강도를 높임으로써 강화된 라만 산란광을 수집하여 신호를 증폭하는데 기여할 수 있다.

도 7은 전술한 바와 같은 도 5의 구체적인 실시예를 나타내는 도면이다. 이 실시예에서 제1 렌즈(131)와 제2 렌즈(132) 사이에 빔 스프리터(180)가 제공되고 있으며 하나의 마이크로 프리즘(123)을 이용하여 레이저 광원(10)으로부터 조사된 광이 피검체로 조사되고 있으며 피검체로부터 반사된 산란광이 광학계(130)를 통해 산란광 검출기(30)로 집광되고 있으며 빔 스프리터(180)를 통해 반사된 레이저가 온도 측정부(40)로 조사되고 있다.

도 7에 도시된 실시예는 도 6에 도시된 실시예에 비교하면, 이 실시예의 라만 분광 신호 측정 시스템은 제1 렌즈부(31)에서 집광된 광신호의 일부를 분리하는 빔 스플리터(180), 및 빔 스플리터(180)를 통해 분리된 광신호를 이용하여 측정 대상물(31)의 온도를 측정하는 온도 측정부(40)를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 온도 측정부(40)가 빔 스플리터(180)를 통해 분리된 광신호를 이용하여 측정 대상물(31)의 온도를 측정하는 방법은 공지된 여러 방법이 이용될 수 있다.

구체적인 예로서, 온도 측정부(40)는 빔 스플리터(180)를 통해 분리된 광신호를 수집하는 제3 렌즈부(191), 제3 렌즈부(191)를 통해 수집된 광신호를 검출하는 광 검출부(192), 광 검출부(192)에서 검출된 광신호를 이용하여 측정 대상물(31)의 온도를 산출하는 온도 연산부(193)를 포함하여 이루어질 수 있다.

빔 스플리터(180)는 하나의 광선을 나누어 각각 다른 방향으로 보내거나 2개의 광선을 합쳐 다른 방향으로 보낼수 있다. 제3 렌즈부(191)를 통해 수집되는 광신호는 빔 스플리터(180)에서 반사된 것으로서, 측정 대상물(31)에서 산란된 광신호는 빔 스플리터(180)를 통해 제2 렌즈부(132)와 제3 렌즈부(191)로 각각 진행된다. 여기서 빔 스프리터는 다이크로익 필터(dichroic filter)일 수 있다.

제3 렌즈부(191)는 빔 스플리터가 반사시킨 광신호를 집광하여 모아 주며, 광 검출부(192)는 제3 렌즈부(191)를 통해 집광된 광신호로부터 특정 파장의 광신호를 검출한다. 그리고, 온도 연산부(193)는 광 검출부(192)에서 검출된 광신호를 이용하여 피검체의 온도를 연산한다.

즉, 라만분광법을 이용한 분석 결과는 측정 대상물(31)의 온도에 따라 편차가 존재할 수 있으므로 온도 측정부(40)에서 측정된 피검체의 온도는 제어부의 온도값 보상부(28)로 보내지고 온도값 보상부(28) 피검체 온도에 따른 편차를 보정함으로써 피검체의 측정 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

이와 같은 실시예에서, 이전 실시예와 동일하게 복수의 레이저 광원(10)이 이용될 수 있으며, 복수의 레이저 광원은 제어부(20)의 광조절부(26)에 의해 레이저 광원의 세기 및 파장 대역이 조절될 수도 있으며 이는 레이저 광원으로부터의 여기광의 강도를 높임으로써 강화된 라만 산란광을 수집하여 신호를 증폭하는데 기여할 수 있다. 즉 2개 이상의 복수의 레이저다이오드를 선택하고 피검체에서 목적물질을 검사할 수 있는 적절한 파장대역을 선택하여 신호 강도을 증폭할 수 있다.

또한 레이저 광원(10)과 피검체와의 거리비율을 50으로 하고 포커싱렌즈의 후초점거리(back focal length) 비율도 광원과 피검체 사이의 거리와 동일하게 50으로하여(1:1 비율) 신호대 잡음비를 높여 라만분광 신호 강도를 높인 후에 여기광 조사 후 포커싱 렌즈를 통해 들어오는 모든 주변광에서 라만 산란광만을 필터링 함으로써 라만분광 신호강도를 증폭할 수 있다.

본 발명에 따르면 가시광선을 포함하는 주변 환경광을 제거함으로써 정확한 라만 분광 신호 측정이 가능한 라만 분광 신호 측정 시스템을 제공할 수 있다. 또한 본 발명에 따르면 레이저 광원의 세기 및 파장 대역을 선택할 수 있고 또한 신호대잡음비를 최대화함으로써 라만분광 신호강도를 증폭할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 게시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아닌 설명을 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

따라서 본 발명의 보호 범위는 전술한 실시예에 의해 제한되기 보다는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 레이저 광원 20: 제어부
22: 구동신호 생성부 24: 라만신호 추출부
30: 산란광 검출부 26: 광조절부
15: 레이저 구동부 40: 온도측정부

Claims (5)

1. 피검체를 여기시키는 레이저를 조사하는 레이저 광원;
   피검체로부터 산란되는 광을 검출하는 산란광 검출부; 및
   상기 레이저 광원과 산란광 검출부를 제어하기 위한 제어부를 포함하고,
   상기 제어부는 레이저 광원에서 조사되는 광의 세기 및 파장을 조정하기 위한 광조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는
   레이저 광을 이용한 라만 분광 신호 측정 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 제1 동작 모드 및 제2 동작 모드를 포함하고,
   상기 제1 동작 모드에서 제어부는 상기 레이저 광원을 오프시킨 상태에서 산란광 검출부를 동작시켜 환경광하에서 제1 분광 신호(S1)를 획득하고,
   상기 제2 동작에서 제어부는 상기 레이저 광원을 온시켜 레이저로 피검체를 여기시켜 환경광 및 레이저 산란광의 제2 분광 신호(S2)를 획득하는 것을 특징으로 하는
   레이저 광을 이용한 라만 분광 신호 측정 시스템.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 제어부는 제2 분광 신호로부터 제1 분광 신호의 성분을 제외하여 라만 산란광을 검출하는 것을 특징으로 하는
   레이저 광을 이용한 라만 분광 신호 측정 시스템.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 피검체와 상기 산란광 검출부 사이에 피검체의 산란광을 산란광 검출부로 집광시키기 위한 광학계가 위치되고, 상기 광학계는 제1 렌즈부와, 제1 렌즈부를 통해 집광된 광신호를 산란광 검출부로 집속시키는 제2 렌즈부를 포함하고,
   포커싱 렌즈의 후초점거리(back focal length)는 광원으로부터 피검체와의 거리와 동일한 것을 특징으로 하는
   레이저 광을 이용한 라만 분광 신호 측정 시스템.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 온도값 보정부를 포함하고,
   상기 제어부는 피검체의 온도에 대응하여 라만 스펙트럼 분석값을 보정하도록 구성된 것을 특징으로 하는
   레이저 광을 이용한 라만 분광 신호 측정 시스템.