KR20210024299A

KR20210024299A - Monochromator

Info

Publication number: KR20210024299A
Application number: KR1020190102478A
Authority: KR
Inventors: 고강웅; 김도영; 박영규; 장성호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2019-08-21
Filing date: 2019-08-21
Publication date: 2021-03-05
Anticipated expiration: 2039-08-21
Also published as: KR102721975B1

Abstract

본 발명의 일 실시예는, 조사광을 방출하는 광원부; 상기 광원부에서 방출된 상기 조사광의 광경로에 나란한 제1 반사광으로 반사하는 제1 오목 거울; 상기 제1 반사광의 광경로 상에 회동가능하게 배치되는 터릿(turret); 상기 터릿 상에 배치되어 회전 구동되어 상기 제1 반사광을 파장별로 나누어 스펙트럼을 형성하는 복수의 회절 격자 패널; 상기 복수의 회절 격자 패널을 회전 구동하여 각각의 지향각을 미세 조정하는 복수의 제1 구동부; 상기 복수의 제1 구동부가 배치되는 터릿; 상기 터릿을 회전 구동하는 제2 구동부; 및 상기 스펙트럼을 반사하여 파장별로 집광하는 제2 오목 거울;을 포함하며, 상기 복수의 제1 구동부는 각각 상기 제2 구동부 보다 각가속도가 빠르며, 상기 제2 구동부는 상기 복수의 제1 구동부 보다 최대 회전속도가 빠른 단색화 장치를 제공한다.An embodiment of the present invention, a light source for emitting irradiation light; A first concave mirror reflecting as first reflected light parallel to the optical path of the irradiation light emitted from the light source unit; A turret disposed rotatably on the optical path of the first reflected light; A plurality of diffraction grating panels disposed on the turret and driven to rotate to form a spectrum by dividing the first reflected light by wavelength; A plurality of first driving units that rotate the plurality of diffraction grating panels to finely adjust each beam angle; A turret on which the plurality of first driving units are disposed; A second driving unit that rotates the turret; And a second concave mirror reflecting the spectrum and condensing light for each wavelength, wherein each of the plurality of first driving units has an angular acceleration faster than that of the second driving unit, and the second driving unit has a maximum rotation than that of the plurality of first driving units. It provides a fast monochromator.

Description

Monochromator {MONOCHROMATOR}

본 발명은 단색화 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a monochrome device.

넓은 파장 영역을 포함하는 광을 분광하여 단색광으로 추출하기 위한 장치로 단색화 장치가 사용되고 있다. 이러한 단색화 장치는 회절 격자를 이용하여 입사되는 광을 회절하여 선택된 파장으로 분광하는 장치로서, 선택된 파장을 갖는 광원을 제공하기 위한 용도 및 검출기로서 타겟으로부터 검출하고자 하는 광을 선택적으로 검출하기 위한 용도로서 사용되어 왔다. 예를 들어, 광원을 제공하기 위한 용도로서의 단색화 장치는, 예를 들면, 분광 광도계 (spectrophotometer) 내에서 또는 영상 타원광학계(Imaging Ellipsometer) 내에서, 여러 대역을 포함하는 광원으로부터 분석의 대상이 될 광원의 파장을 선택하는데 이용되고 있다.
A monochromator is used as a device for spectralizing light including a wide wavelength range and extracting it as monochromatic light. Such a monochromator is a device that diffracts incident light using a diffraction grating and speculates at a selected wavelength, and is used for providing a light source having a selected wavelength and for selectively detecting light to be detected from a target as a detector. Has been used. For example, a monochromator for use to provide a light source is a light source to be analyzed from a light source comprising several bands, for example in a spectrophotometer or in an Imaging Ellipsometer. It is being used to select the wavelength of.

본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제 중 하나는, 복수의 회전 격자 패널을 사용하는 단색화 장치에서 응답성이 향상된 단색화 장치를 제공하는 것이다.
One of the technical problems to be achieved by the technical idea of the present invention is to provide a monochromator with improved responsiveness in a monochromator using a plurality of rotating grating panels.

본 발명의 일 실시예는, 조사광을 방출하는 광원부; 상기 광원부에서 방출된 상기 조사광의 광경로에 나란한 제1 반사광으로 반사하는 제1 오목 거울; 상기 제1 반사광의 광경로 상에 회동가능하게 배치되는 터릿(turret); 상기 터릿 상에 배치되어 회전 구동되어 상기 제1 반사광을 파장별로 나누어 스펙트럼을 형성하는 복수의 회절 격자 패널; 상기 복수의 회절 격자 패널을 회전 구동하여 각각의 지향각을 미세 조정하는 복수의 제1 구동부; 상기 복수의 제1 구동부가 배치되는 터릿; 상기 터릿을 회전 구동하는 제2 구동부; 및 상기 스펙트럼을 반사하여 파장별로 집광하는 제2 오목 거울;을 포함하며, 상기 복수의 제1 구동부는 각각 상기 제2 구동부 보다 각가속도가 빠르며, 상기 제2 구동부는 상기 복수의 제1 구동부 보다 최대 회전속도가 빠른 단색화 장치를 제공한다.
An embodiment of the present invention, a light source for emitting irradiation light; A first concave mirror reflecting the irradiation light emitted from the light source as first reflected light parallel to the optical path; A turret rotatably disposed on the optical path of the first reflected light; A plurality of diffraction grating panels disposed on the turret and driven to rotate to form a spectrum by dividing the first reflected light by wavelength; A plurality of first driving units that rotate the plurality of diffraction grating panels to finely adjust the directivity angle of each of the diffraction grating panels; A turret on which the plurality of first driving units are disposed; A second driving unit that rotates the turret; And a second concave mirror reflecting the spectrum and condensing light for each wavelength, wherein each of the plurality of first driving units has an angular acceleration faster than that of the second driving unit, and the second driving unit has a maximum rotation than that of the plurality of first driving units. It provides a fast monochromator.

본 발명의 기술적 사상에 따른 단색화 장치는, 회절 격자 패널과 터릿에 각각 별개의 구동부를 채용하되, 각 구동부의 회전 특성을 달리하여, 응답성이 향상될 수 있다.
The monochromator according to the technical idea of the present invention employs separate driving units for each of the diffraction grating panel and the turret, and responsiveness may be improved by varying the rotation characteristics of each driving unit.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
Various and beneficial advantages and effects of the present invention are not limited to the above description, and will be more easily understood in the course of describing specific embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 단색화 장치의 평면도이다.
도 2는 도 1의 터릿을 도시한 사시도이다.
도 3(a) 및 도 3(b)는 제1 구동부와 제2 구동부의 회전각을 비교한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 단색화 장치의 평면도이다.1 is a plan view of a monochrome device according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view illustrating the turret of FIG. 1.
3(a) and 3(b) are views comparing rotation angles of the first driving unit and the second driving unit.
4 is a plan view of a monochrome device according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 3(b)를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 단색화 장치(1)에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 단색화 장치의 평면도이고, 도 2는 도 1의 터릿의 사시도이다. 도 3(a) 및 도 3(b)는 제1 구동부와 제2 구동부의 회전각을 비교한 도면이다.
1 to 3(b), a monochrome device 1 according to an embodiment of the present invention will be described. 1 is a plan view of a monochrome device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of the turret of FIG. 1. 3(a) and 3(b) are views comparing rotation angles of the first driving unit and the second driving unit.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 단색화 장치(1)는, 광원부(100), 제1 및 제2 오목 거울(300, 500), 복수의 회절 격자 패널(diffraction grating)(420), 복수의 회절 격자 패널(420)의 지향각을 미세 조정하는 제1 구동부(430), 복수의 회절 격자 패널(420)이 배치된 터릿(turret)(410), 터릿(410)을 회전운동시키는 제2 구동부(412)를 포함할 수 있다.
Referring to FIG. 1, a monochromator 1 according to an embodiment of the present invention includes a light source unit 100, first and second concave mirrors 300 and 500, and a plurality of diffraction grating panels 420. ), the first driving unit 430 for finely adjusting the beam angle of the plurality of diffraction grating panels 420, the turret 410 in which the plurality of diffraction grating panels 420 are disposed, and the turret 410 are rotated It may include a second driving unit 412 to allow.

광원부(100)는 균일한 광량의 조사광(LW1)을 조사할 수 있다. 일 실시예의 경우, 광원부(100)에서 조사되는 조사광(LW1)은 광대역 파장의 백색광일 수 있다. 광원부(100)는 광원 램프 및 포커싱 렌즈를 포함할 수 있으며, 광원 램프로는 LED, 전구 등과 같이 광을 방출하는 다양한 부재가 채용될 수 있다. 일 실시예의 경우, 광원 램프로 220nm ~ 2000nm 파장 범위의 광대역 파장의 광을 방사하는 제논 램프가 사용될 수 있다. 실시예에 따라서는, 광원부(100)의 전방에 슬릿(200)을 배치하여, 제1 오목 거울(300)에 입사되는 조사광(LW1)을 폭을 제한할 수 있다.
The light source unit 100 may irradiate the irradiation light LW1 of a uniform amount of light. In an embodiment, the irradiation light LW1 irradiated from the light source unit 100 may be white light having a broadband wavelength. The light source unit 100 may include a light source lamp and a focusing lens, and various members emitting light such as an LED or a light bulb may be employed as the light source lamp. In one embodiment, a xenon lamp that emits light of a broadband wavelength in a wavelength range of 220 nm to 2000 nm may be used as the light source lamp. Depending on the embodiment, the slit 200 may be disposed in front of the light source unit 100 to limit the width of the irradiation light LW1 incident on the first concave mirror 300.

제1 오목 거울(300)은 광원부(100)에서 방출된 조사광(LW1)을 반사하여 광경로에 나란한 제1 반사광(LW2)으로 방출하기 위한 구면 반사경으로, 시준 거울(collimating mirror)로 사용될 수 있다. 제1 오목 거울(300)은 제1 반사광(LW2)이 터릿(410)의 일 영역을 향하도록 배치될 수 있다.
The first concave mirror 300 is a spherical reflector for reflecting the irradiation light LW1 emitted from the light source unit 100 and emitting it as a first reflected light LW2 parallel to the optical path, and can be used as a collimating mirror. have. The first concave mirror 300 may be disposed so that the first reflected light LW2 faces an area of the turret 410.

터릿(410)은 상면(410A)에 복수의 회절 격자 패널(420)이 배치되는 원형의 받침대로서, 제2 구동부(412)에 의해 복수의 회절 격자 패널(420) 중 어느 하나가 제1 반사광(LW2)의 광경로 상에 배치되도록 소정의 각도로 회전 운동할 수 있다. 예를 들어, 복수의 회절 격자 패널(420)이 3개인 경우, 터릿(410)은 120° 단위로 회전할 수 있다. 터릿(410)의 상면(410A)에는 복수의 회절 격자 패널(420)의 회절 격자면(421)이 터릿(410)의 둘레 방향을 향하도록 터릿(410)의 구동축(411)을 중심으로 방사형으로 배치될 수 있다. The turret 410 is a circular pedestal on which a plurality of diffraction grating panels 420 are disposed on an upper surface 410A, and any one of the plurality of diffraction grating panels 420 is transmitted by a first reflected light ( It can rotate at a predetermined angle so as to be disposed on the optical path of LW2). For example, when the plurality of diffraction grating panels 420 are three, the turret 410 may rotate in units of 120°. On the upper surface 410A of the turret 410, the diffraction grating surfaces 421 of the plurality of diffraction grating panels 420 are radially centered on the driving shaft 411 of the turret 410 so that the diffraction grating surfaces 421 of the plurality of diffraction grating panels 420 face the circumferential direction of the turret 410 Can be placed.

도 3(b)를 참조하면, 터릿(410)은 제2 구동부(412)에 의해 회전할 수 있으며, 제2 구동부(412)는 터릿(410)의 하부에 체결된 구동축(411)에 연결되어 터릿(410)을 구동할 수 있다. 제2 구동부(412)는 복수의 회절 격자 패널(420)의 지향각을 미세조정하는 제1 구동부(430)에 비해, 상대적으로 큰 각도의 회전각(예를 들어, 120°)으로 빠르게 회전할 수 있다. 큰 각도를 빠르게 회전하기 위해서, 제2 구동부(412)는 제1 구동부(430)보다 빠른 최대 회전 속도를 가지는 구동 장치가 채용될 수 있다. 이러한 구동 장치로 고속의 서보 모터(Servo Motor)가 채용될 수 있다.
Referring to FIG. 3(b), the turret 410 can be rotated by the second driving unit 412, and the second driving unit 412 is connected to the driving shaft 411 fastened to the lower portion of the turret 410. The turret 410 can be driven. Compared to the first driving unit 430 that finely adjusts the beam angle of the plurality of diffraction grating panels 420, the second driving unit 412 can quickly rotate at a relatively large rotation angle (eg, 120°). I can. In order to rapidly rotate a large angle, a driving device having a maximum rotational speed faster than the first driving unit 430 may be employed as the second driving unit 412. A high-speed servo motor may be employed as such a driving device.

회절 격자 패널(420)은 입사되는 제1 반사광(LW2)을 회절하여 파장 별로 나누어진 스펙트럼(LW3)으로 분광할 수 있으며, 일 면에 제1 반사광(LW2)을 회절하기 위한 회절 격자면(421)을 가질 수 있다(도 3(a) 참조). 도 1에는 스펙트럼(LW3)이 세 개의 광(LR, LG, LB)을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.The diffraction grating panel 420 may diffract the incident first reflected light LW2 and spectral it into a spectrum LW3 divided by wavelength, and a diffraction grating surface 421 for diffracting the first reflected light LW2 on one surface. ) Can have (see Fig. 3(a)). In FIG. 1, the spectrum LW3 is shown to include three lights LR, LG, and LB, but the present invention is not limited thereto.

회절 격자 패널(420)은 터릿(410)의 상면(410a)에 둘레 방향을 따라 복수개가 등간격으로 배치될 수 있다. 복수의 회절 격자 패널(420)은 각각 회절 격자면(421)이 터릿(410)의 둘레 방향을 바라보도록 배치될 수 있다. 따라서, 제2 구동부(412)에 의해 터릿(410)이 회전함에 따라, 상면(410A)의 둘레 방향을 따라 회전하여, 복수의 회절 격자 패널(420) 중 어느 하나가 제1 반사광(LW2)의 광경로 상에 배치되도록 할 수 있다. 일 실시예는 터릿(410)에 제1 내지 제3 회절 격자 패널(420A, 420B, 420C)이 배치된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 실시예에 따라서는 2개, 4개 또는 5개 등과 같이 다양한 개수의 회절 격자 패널(420)이 배치될 수 있다.
A plurality of diffraction grating panels 420 may be disposed at equal intervals along the circumferential direction on the upper surface 410a of the turret 410. Each of the plurality of diffraction grating panels 420 may be disposed so that the diffraction grating surface 421 faces the circumferential direction of the turret 410. Therefore, as the turret 410 rotates by the second driving unit 412, it rotates along the circumferential direction of the upper surface 410A, so that any one of the plurality of diffraction grating panels 420 is It can be arranged on the light path. In one embodiment, the first to third diffraction grating panels 420A, 420B, and 420C are arranged on the turret 410, but are not limited thereto, and depending on the embodiment, two, four or five diffraction grating panels are shown. Various numbers of diffraction grating panels 420 may be disposed, such as dogs.

복수의 회절 격자 패널(420)은 각각 서로 다른 블레이즈 파장(Blaze Wavelength)을 갖는 회절 격자면(421)을 포함할 수 있다. 회절 격자 패널(420)의 반사 효율은 블레이즈 파장의 광에서 가장 높아지며, 이보다 짧거나 긴 파장의 광에서는 반사효율이 낮아지는 특성이 있다. 따라서, 서로 다른 파장의 블레이즈 파장을 갖는 복수의 회절 격자 패널(420)을 배치하고, 제1 반사광(LW2)의 파장에 근접한 회절 격자 패널(420)을 선택하여 사용함으로써, 광대역의 파장의 제1 반사광(LW2)이 조사되더라도 전체적으로 높은 반사효율을 얻을 수 있다.
The plurality of diffraction grating panels 420 may each include diffraction grating surfaces 421 having different blaze wavelengths. The reflection efficiency of the diffraction grating panel 420 is highest in the light of the blaze wavelength, and the reflection efficiency is lowered in the light of the shorter or longer wavelength. Therefore, by disposing a plurality of diffraction grating panels 420 having blaze wavelengths of different wavelengths, and selecting and using a diffraction grating panel 420 close to the wavelength of the first reflected light LW2, the first wavelength of the broadband Even if the reflected light LW2 is irradiated, high reflection efficiency can be obtained as a whole.

회절 격자 패널(420)과 제1 오목 거울(300) 또는 제2 오목 거울(500)의 사이에는 중성 농도 필터(Neutral Density Filer)(440)가 더 배치될 수 있다. 중성 농도 필터(440)는 회절 격자 패널(420)의 전방 또는 후방에 배치하되, 회절 격자 패널(420)과 제1 오목 거울(300) 또는 제2 오목 거울(500)의 사이에 위치하도록 배치할 수 있다. 따라서, 제1 오목 거울(300)을 통해 반사되는 제1 반사광(LW2) 또는 분광된 스펙트럼(LW3)이 파장 별로 고른 광량을 갖도록 필터링될 수 있다. 또한, 회절 격자 패널(420)과 제1 오목 거울(300) 또는 제2 오목 거울(500) 사이에는 차수 정렬 필터(Order Sorting Filer)(450)가 배치될 수 있다. 차수 정렬 필터(450)는 회절 격자 패널(420)에서 분광되지 않고 반사된 고차 회절광의 영향을 줄이기 위한 것으로, 영역에 따라 빛의 투과 파장영역이 변하도록 설계되어 고차 회절광을 차단할 수 있다. 중성 농도 필터(440)와 차수 정렬 필터(450)는 각각 복수의 회절 격자 패널(420)에 대응되도록 배치될 수 있으며, 받침대(441, 451)에 의해 터릿(410)에 고정될 수 있다. 중성 농도 필터(440)와 차수 정렬 필터(450)는 개별적으로 장착이 될 수도 있고, 두 가지 기능을 모두 가진 하나의 필터를 사용할 수도 있다. 이는 차수 정렬 필터(450)의 투과율을 조절함으로써 구현이 가능하다.
A neutral density filter 440 may be further disposed between the diffraction grating panel 420 and the first concave mirror 300 or the second concave mirror 500. The neutral density filter 440 is disposed in front or rear of the diffraction grating panel 420, but is disposed between the diffraction grating panel 420 and the first concave mirror 300 or the second concave mirror 500. I can. Accordingly, the first reflected light LW2 or the spectroscopic spectrum LW3 reflected through the first concave mirror 300 may be filtered to have an even amount of light for each wavelength. In addition, an order sorting filter 450 may be disposed between the diffraction grating panel 420 and the first concave mirror 300 or the second concave mirror 500. The order alignment filter 450 is designed to reduce the influence of the high-order diffracted light reflected from the diffraction grating panel 420 without being spectralized, and is designed to change the transmission wavelength region of the light according to the region, so as to block the high-order diffracted light. The neutral concentration filter 440 and the order alignment filter 450 may be disposed to correspond to the plurality of diffraction grating panels 420, respectively, and may be fixed to the turret 410 by the pedestal 441 and 451. The neutral concentration filter 440 and the order alignment filter 450 may be individually mounted, or a single filter having both functions may be used. This can be implemented by adjusting the transmittance of the order alignment filter 450.

제1 구동부(430)는 복수의 회절 격자 패널(420)의 각각의 하부에 직접 체결되어 회절 격자 패널(420)의 회절 격자면(421)에서 제1 반사광(LW2)이 회절될 수 있도록 지향각을 미세조정할 수 있다. The first driving unit 430 is directly coupled to the lower part of each of the plurality of diffraction grating panels 420 so that the first reflected light LW2 can be diffracted from the diffraction grating surface 421 of the diffraction grating panel 420. Can be fine-tuned.

도 3(a)를 참조하면, 제1 구동부(430)는 회절 격자 패널(420)의 중심축(C)에 연결되어, 회절 격자 패널(420)이 중심축(C)을 기준으로 소정의 미세 각도(θ)로 회전 구동(M1)하게 할 수 있다. 따라서, 회절 격자 패널(420)의 회절 격자면(410A)의 지향각을 조절할 수 있다. 복수의 회절 격자 패널(420)은 각각 별개의 제1 구동부(430)에 의해 회전 구동(M1, M2, M3)될 수 있다.Referring to FIG. 3(a), the first driving unit 430 is connected to the central axis C of the diffraction grating panel 420, so that the diffraction grating panel 420 is It can be driven to rotate (M1) at an angle (θ). Accordingly, the directivity angle of the diffraction grating surface 410A of the diffraction grating panel 420 can be adjusted. The plurality of diffraction grating panels 420 may be rotated (M1, M2, M3) by separate first driving units 430, respectively.

제1 구동부(430)는 터릿(410)을 회전시키는 제2 구동부(412)와 별개의 구동 장치로서, 종래의 단색화 장치가 하나의 구동 장치로 터릿과 회절 격자 패널을 모두 구동하는 반면에, 일 실시예는 터릿(410)과 회절 격자 패널(420)을 별개의 구동 장치로 구동하는 차이점이 있다. 제1 구동부(430)는 터릿(410)을 회전시키는 제2 구동부(412)와는 다른 특성을 갖는 구동장치가 채용될 수 있다. 제2 구동부(412)는 터릿(410)을 상대적으로 큰 각도로 빠르게 회전 시키기 위하여 토크(torque)가 크고 속도가 빠른 서보 모터가 채용될 수 있으나, 제1 구동부(430)는 제2 구동부(412)보다 상대적으로 작은 각도(0.14° ~ 0.56°)의 회전각을 빠르게 회전할 수 있도록, 제2 구동부(412)에 비해 작은 변위에 대해 빠른 응답성을 갖는 구동 장치가 채용될 수 있다. 따라서, 빠른 응답성을 위해 제1 구동부(430)는 제2 구동부(412) 보다 각가속도로 회전할 수 있는 구동 장치가 채용될 수 있다. 이러한 구동 장치로는 갈바노미터(Galvanometer), 갈바노미터(Galvanometer)를 구동하는 데에 사용되는 보이스 코일 모터(Voice Coil Motor) 및 피에조 모터(Piezo Motor) 중 어느 하나가 채용될 수 있다. 이러한 구동 장치는 회절 격자 패널(420)의 지향각을 매우 빠른 속도(예를 들어, 1ms 이하)로 미세조정할 수 있다. 제1 구동부(430)가 회절 격자 패널(420)에 직접 체결되므로, 터릿을 회전시켜 회절 격자 패널의 지향각을 조절하는 경우에 비해, 회절 격자 패널(420)의 지향각을 빠르게 조절할 수 있다.
The first driving unit 430 is a driving device separate from the second driving unit 412 that rotates the turret 410, and while a conventional monochromator drives both the turret and the diffraction grating panel with one driving device, In the embodiment, there is a difference in driving the turret 410 and the diffraction grating panel 420 with separate driving devices. The first driving unit 430 may be a driving device having characteristics different from that of the second driving unit 412 that rotates the turret 410. The second driving unit 412 may employ a servo motor having a high torque and a high speed in order to quickly rotate the turret 410 at a relatively large angle, but the first driving unit 430 is a second driving unit 412 In order to quickly rotate a rotation angle of a relatively smaller angle than) (0.14° to 0.56°), a driving device having a faster response to a small displacement compared to the second driving unit 412 may be employed. Accordingly, for quick response, a driving device capable of rotating at an angular acceleration than the second driving unit 412 may be employed as the first driving unit 430. As such a driving device, any one of a galvanometer, a voice coil motor used to drive a galvanometer, and a piezo motor may be employed. Such a driving device can fine-tune the beam angle of the diffraction grating panel 420 at a very high speed (eg, 1 ms or less). Since the first driving unit 430 is directly coupled to the diffraction grating panel 420, the directivity angle of the diffraction grating panel 420 can be quickly adjusted compared to the case where the turret is rotated to adjust the directivity angle of the diffraction grating panel 420.

아래의 표 1은 일 실시예의 단색화 장치와 비교예의 단색화 장치의 터릿 회전 시간 및 회절 격자 패널의 지향각 조절 시간을 비교한 것이다. 터릿 회전 시간은 3개의 회절 격자 패널을 구비한 터릿을 120°회전하는 데 소요되는 시간을 측정한 것이다. 아래 표 1과 같이, 회절 격자 패널의 지향각 조절 시간은 98.75% 단축되며, 터릿 회전 시간은 25% 단축되어, 전체적으로 응답성이 매우 향상된 것을 알 수 있다. Table 1 below compares the turret rotation time of the monochromator of an embodiment and the monochromator of a comparative example and the time of adjusting the beam angle of the diffraction grating panel. Turret rotation time is a measure of the time required to rotate a turret equipped with three diffraction grating panels by 120°. As shown in Table 1 below, the time to adjust the beam angle of the diffraction grating panel is shortened by 98.75% and the turret rotation time is shortened by 25%, indicating that the overall responsiveness is greatly improved.

항목Item 비교예Comparative example 일 실시예One embodiment 감소 비율Reduction rate 회절 격자 패널의 지향각 조절 시간Adjustment time of the beam angle of the diffraction grating panel 40ms40ms 0.5ms0.5ms 98.75%98.75% 터릿 회전 시간Turret rotation time 120ms120ms 90ms90ms 25%25%

제2 오목 거울(500)은 회절 격자 패널(420)에서 분광된 스펙트럼(LW3)을 반사하기 위한 구면 반사경으로, 집속 거울(focusing mirror)로 사용될 수 있다. 제2 오목 거울(500)은 회절 격자 패널(420)에서 분광된 스펙트럼을 파장 별로 집광하여 제2 반사광(LW4)을 제공할 수 있다. 실시예에 따라서는, 제2 오목 거울(500)의 전방에 슬릿(600)을 배치하여, 제2 오목 거울(500)에서 집광된 제2 반사광(LW4)을 선택적으로 통과시킬 수 있다. 일 실시예의 경우, 제2 반사광(LW4) 중 녹색 광(LG)만 선택적으로 통과된 경우를 예로 들어 하였다.
The second concave mirror 500 is a spherical reflector for reflecting the spectrum LW3 spectralized by the diffraction grating panel 420 and may be used as a focusing mirror. The second concave mirror 500 may provide second reflected light LW4 by condensing the spectrum spectroscopically from the diffraction grating panel 420 for each wavelength. Depending on the embodiment, the slit 600 may be disposed in front of the second concave mirror 500 to selectively pass the second reflected light LW4 condensed by the second concave mirror 500. In the case of an embodiment, a case where only green light LG selectively passes among the second reflected light LW4 is exemplified.

도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 단색화 장치(2)에 대해 설명한다. 일 실시예에 의한 단색화 장치(2)는 앞서 설명한 도 1의 단색화 장치(1)와 비교할 때, 터릿(1410)의 상면(1410A)에 대역 통과 필터(Transmission Filter)(1440)가 차수 정렬 필터(1450)의 전방에 접하여 배치된 차이점이 있다. 대역 통과 필터(1440)는 회절 격자 패널(1420)에서 분광된 스펙트럼(LW3)의 대역폭(bandwidth)을 제한하기 위한 것으로, 차수 정렬 필터(1450)에서 필터링된 광의 대역폭을 한번 더 제한함으로써, 최종적으로 방출되는 제2 반사광(LW4)의 파장을 선별할 수 있다.Referring to Fig. 4, a monochrome device 2 according to an embodiment of the present invention will be described. In the monochromator 2 according to an embodiment, as compared with the monochromator 1 of FIG. 1 described above, a band pass filter 1440 is provided on the upper surface 1410A of the turret 1410. There is a difference placed in front of the 1450). The band-pass filter 1440 is for limiting the bandwidth of the spectrum LW3 speculated by the diffraction grating panel 1420, and finally by limiting the bandwidth of the light filtered by the order alignment filter 1450 once more. The wavelength of the emitted second reflected light LW4 may be selected.

광원부(1100), 제1 및 제2 오목 거울(1300, 1500), 복수의 회절 격자 패널(1420), 복수의 회절 격자 패널(1420)의 지향각을 미세 조정하는 제1 구동부(1430), 복수의 회절 격자 패널(420)이 배치된 터릿(1410)을 포함하는 점은 앞서 설명한 실시예와 같으므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
The light source unit 1100, the first and second concave mirrors 1300 and 1500, a plurality of diffraction grating panels 1420, a first driving unit 1430 for finely adjusting the beam angle of the plurality of diffraction grating panels 1420, a plurality of The point including the turret 1410 on which the diffraction grating panel 420 is disposed is the same as in the above-described embodiment, and thus a detailed description thereof will be omitted.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
The present invention is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, but is intended to be limited by the appended claims. Therefore, various types of substitutions, modifications, and changes will be possible by those of ordinary skill in the art within the scope not departing from the technical spirit of the present invention described in the claims, and this also belongs to the scope of the present invention. something to do.

1: 단색화 장치 100: 광원
200, 600: 슬릿 300: 제1 오목 거울
410: 터릿 410A: 상면
411: 구동축 412: 제2 구동부
420: 회절 격자 패널 430: 제1 구동부
440: 중성 농도 필터 450: 차수 정렬 필터
500: 제2 오목 거울1: Monochromator 100: light source
200, 600: slit 300: first concave mirror
410: turret 410A: top surface
411: drive shaft 412: second drive unit
420: diffraction grating panel 430: first driving unit
440: neutral concentration filter 450: order sorting filter
500: second concave mirror

Claims

A light source unit that emits irradiation light;
A first concave mirror reflecting the irradiation light emitted from the light source as first reflected light parallel to the optical path;
A turret rotatably disposed on the optical path of the first reflected light;
A plurality of diffraction grating panels disposed on the turret and driven to rotate to form a spectrum by dividing the first reflected light by wavelength;
A plurality of first driving units that rotate the plurality of diffraction grating panels to finely adjust the directivity angle of each of the diffraction grating panels;
A turret on which the plurality of first driving units are disposed;
A second driving unit that rotates the turret; And
Includes; a second concave mirror reflecting the spectrum and condensing light for each wavelength,
Each of the plurality of first driving units has an angular acceleration faster than that of the second driving unit,
The second driving unit is a monochromator having a higher maximum rotational speed than the plurality of first driving units.

The method of claim 1,
Each of the plurality of first driving units is formed of any one of a galvanometer, a voice coil motor, and a piezo motor,
The second driving unit is a monochrome device comprising a servo motor.

The method of claim 1,
The second driving unit has a larger rotation angle than each of the plurality of first driving units.

The method of claim 1,
Each of the plurality of diffraction grating panels includes a diffraction grating surface having a different blaze wavelength.

The method of claim 1,
The plurality of diffraction grating panels are disposed on the turret at equal intervals toward the circumferential direction of the turret.

The method of claim 5,
A neutral density filter is further disposed between at least one of the plurality of diffraction grating panels and the first concave mirror or the second concave mirror.

The method of claim 5,
An order sorting filter is further disposed between at least one of the plurality of diffraction grating panels and the first concave mirror or the second concave mirror.

The method of claim 6,
A monochromator further comprising a band pass filter disposed in contact with the neutral density filter.

The method of claim 1,
A monochrome device further comprising a slit between the light source unit and the first concave mirror.

The method of claim 1,
Each of the plurality of first driving units is a monochrome device directly coupled to the plurality of diffraction grating panels.