| 1 |
1
광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치에 있어서,이미징하기 위한 샘플을 배치하는 스테이지;상기 스테이지에 배치된 샘플로 빛을 조사하기 위한 광원;상기 광원에서 발생한 빛이 상기 샘플 표면에 도달하여 반사된 빛의 세기에 비례하여 이미지 전압신호를 출력하는 포토 디텍터;상기 광원, 샘플 또는 포토 디텍터 사이에 위치하여 상기 광원에서 발생한 빛이 상기 샘플에 도달하고, 상기 샘플에서 반사된 빛이 상기 포토 디텍터에 도달할 수 있도록 빛의 경로를 사용자의 목적에 따라 조절가능하도록 하는 광경로 조절부;상기 샘플과 전기적으로 연결되어 상기 광원에서 발생한 빛이 상기 광경로 조절부를 통과하여 샘플의 표면에 도달하면서 발생되는 광전류를 검출하는 광전류 검출부;상기 샘플 표면에서 반사된 빛이 광경로 조절부를 통해 상기 포토 디텍터에 도달하여 발생하는 이미지 전압신호를 검출하는 이미지 전압신호 검출부;를 포함하여 구성되고,상기 광원이 고정된 상태에서 상기 스테이지의 이동을 이용하여 샘플의 측정위치를 변화시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치
|
| 2 |
2
제 1항에 있어서,상기 스테이지의 X 방향 또는 Y 방향의 이동을 조절하여, 동일한 광원의 위치에서 샘플에 입사되는 빛의 위치를 연속적으로 변화시킴으로써, 샘플에 대해 연속적인 광전류 및 이미지 전압신호를 측정할 수 있는 것을 특징으로 하는 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치
|
| 3 |
3
제 2항에 있어서,상기 스테이지는 수직(Z-방향)으로 이동이 가능한 하부 스테이지,상기 하부 스테이지 위에 수평 방향으로 가로 및 세로로 이동이 가능한 X-Y 스캐닝 피에조 스테이지(piezo-stage)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치
|
| 4 |
4
제 3항에 있어서,상기 X-Y 스캐닝 피에조 스테이지(piezo-stage)는 가로 및 세로 방향(X-Y방향)으로 100nm 간격으로 움직이는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 국소부위 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치
|
| 5 |
5
제 1항에 있어서,상기 광원은 초연속 레이저(supercontinuum laser) 또는 CW레이저(continuous wave laser) 중에서 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치
|
| 6 |
6
제 5항에 있어서,상기 광원이 초연속 레이저(supercontinuum laser)인 경우 단색화 장치(monochromator)를 더 포함하여 구성되고,상기 광원에서 나온 레이저가 상기 단색화 장치(monochromator)를 통과하면서 400~2000nm의 파장 중 특정 파장을 갖는 레이저가 되도록 선택할 수 있는 것을 특징으로 하는 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치
|
| 7 |
7
제 5항에 있어서,상기 CW레이저(continuous wave laser)는 405nm CW 레이저 또는 532nm CW 레이저 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치
|
| 8 |
8
제 1항에 있어서,상기 포토 디텍터는 규소 포토다이오드(Si photodiode) 또는 게르마늄 포토다이오드(Ge photodiode) 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치
|
| 9 |
9
제 1항에 있어서,상기 광경로 조절부는 레이저 빛의 직경을 크게 만드는 빔 익스팬더(beam expander),분광 조성을 변경하지 않고 감광하는 ND 필터(neutral density filter),빛의 일부는 통과시키고 일부는 반사하여 광선속을 둘로 나누는 빔 스플리터(beam splitter),빛을 반사하여 빛의 경로를 원하는 방향으로 조절하는 거울,선형 편광된 빛의 편광방향을 바꾸는 웨이브 플레이트(wave plate),빛을 상기 샘플에 집광시키는 대물렌즈 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치
|
| 10 |
10
제 9항에 있어서,상기 광원을 나온 레이저는 상기 광원에서 상기 이미징하기 위한 샘플에 도달되기까지 초퍼 블레이드(chopper blade), 빔 익스팬더(beam expander), ND 필터(neutral density filter), 제 1 빔 스플리터(beam splitter), 제 1 거울, 제 2 거울, 제 2 빔 스플리터(beam splitter), 대물렌즈를 차례대로 통과하게 되고,상기 샘플에서 반사된 빛은 포토 디텍터에 도달되기까지 대물렌즈, 제 2 빔 스플리터(beam splitter), 제 2 거울, 제 1 거울, 제 1 빔 스플리터(beam splitter)를 차례대로 통과하게 되는 것을 특징으로 하는 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치
|
| 11 |
11
제 10항에 있어서,상기 광원이 초연속 레이저(supercontinuum laser)인 경우,상기 광경로 조절부는 상기 광원과 상기 빔 익스팬더 사이에 편광판(polarizer)을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치
|
| 12 |
12
제 9항에 있어서,상기 웨이브 플레이트(wave plate)는 빛의 세기 변화를 최소화하기 위해 상기 빔 스플리터(beam splitter)와 상기 대물렌즈 사이에 위치하고,광원에서 발생한 빛이 상기 웨이브 플레이트(wave plate)를 통과한 이후에는 빔 스플리터(beam splitter)를 통과하지 않고 샘플에 도달하는 것을 특징으로 하는 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치
|
| 13 |
13
제 9항에 있어서,상기 대물렌즈는 파장에 따른 굴절률의 변화로 인해 발생하는 대물렌즈의 색수차를 없애기 위하여 리플렉티브 대물렌즈(reflective objective lens)인 것을 특징으로 하는 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치
|
| 14 |
14
제 1항에 있어서,상기 광원에서 발생한 빛은 일정한 주기로 on-off되어 상기 샘플에 도달하는 것을 특징으로 하는 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치
|
| 15 |
15
제 14항에 있어서,상기 빛의 on-off는 함수발생기(fuction generator)에서 출력되는 AC전압 또는 TTL 신호 중에서 어느 하나를 통하여 제어되는 것을 특징으로 하는 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치
|
| 16 |
16
제 14항에 있어서,상기 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치는 초퍼 블레이드(chopper blade)를 더 포함하여 구성되고,상기 초퍼 블레이드(chopper blade)는 상기 광원 앞에 위치하게 되고, 광경로 상에서 일정한 주기로 회전함으로써 광원에서 발생하는 빛을 일정한 주기로 통과 또는 차단되어 빛이 on-off되는 것을 특징으로 하는 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치
|
| 17 |
17
제 14항에 있어서,상기 광전류 검출부 및 이미지 전압신호 검출부는 상기 빛의 on-off 진동수를 참조신호로 입력하여, 상기 광전류 검출부는 상기 샘플에서 발생되는 광전류 신호를 검출하고, 상기 이미지 전압신호 검출부는 상기 포토 디텍터에서 발생한 이미지 전압신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치
|
| 18 |
18
제 1항에 있어서,상기 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치는 데이터화 장치를 더 포함하여 구성되고,상기 데이터화 장치는 상기 광전류 검출부에서 검출된 광전류 및 상기 이미지 전압신호 검출부에서 검출된 이미지 전압신호의 아날로그 신호를 컴퓨터상의 데이터로 전환하는 것을 특징으로 하는 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치
|
| 19 |
19
광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 방법에 있어서,(i) 광원에서 레이저를 발생시키는 단계;(ii) 상기 레이저가 광경로 조절부를 통과하여 샘플이 배치된 스테이지로 이동하는 단계;(iii) 상기 광경로 조절부를 이동한 레이저가 상기 샘플의 표면에 도달하고 광전류를 발생시키는 단계;(iv) 상기 샘플의 표면에 도달한 레이저가 샘플의 표면에서 반사되는 단계;(v) 상기 반사된 레이저가 광경로 조절부를 이동하여 포토 디텍터에 도달하여 이미지 전압신호를 발생시키는 단계;(vi) 광전류 검출부에서 상기 샘플에서 발생한 광전류를 검출하는 단계;(vii) 이미지 전압신호 검출부에서 상기 포토 디텍터에서 발생한 이미지 전압신호를 검출하는 단계;(viii) 상기 검출된 광전류 및 이미지 전압신호를 컴퓨터에 데이터화하여 광전류 이미지 및 반사이미지를 얻는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 방법
|
| 20 |
20
제 19항에 있어서,입사광이 샘플의 표면 중 서로 다른 복수개의 위치에서 상기 (i)~(viii) 단계를 복수회 반복 실시하여 연속적으로 광전류 신호 및 이미지 전압신호를 얻고 이를 데이터화하여 상기 광전류 이미지와 반사이미지를 얻는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 방법
|
| 21 |
21
제 20항에 있어서,상기 서로 다른 복수개의 위치는 광원의 이동 또는 광원의 이동 없이 피에조 스테이지(piezo-stage)의 이동만을 조절함으로써, 샘플의 측정위치를 변화시켜 결정되는 것을 특징으로 하는 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 방법
|
| 22 |
22
제 19항에 있어서,상기 (ii) 단계는(a) 교류 광신호(AC optical signal)를 만들기 위해 상기 광원에서 발생한 레이저가 초퍼 블레이드(chopper blade)를 통과하는 단계;(b) 상기 초퍼 블레이드(chopper blade)를 통과한 레이저가 빔 익스팬더(beam expander)를 통과하여 레이저 빛의 직경이 확대되는 단계;(c) 상기 직경이 확대된 레이저가 ND 필터(neutral density filter)를 통과하는 단계;(d) 상기 ND 필터(neutral density filter)를 통과한 레이저가 빔 스플리터(beam splitter)를 통과하는 단계;(e) 상기 빔 스플리터(beam splitter)를 통과한 레이저가 웨이브 플레이트(wave plate)를 통과하는 단계;(f) 상기 웨이브 플레이트(wave plate)를 통과한 레이저가 대물렌즈를 통과하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 방법
|
| 23 |
23
제 19항에 있어서,상기 (i) 단계의 광원이 초연속 레이저(supercontinuum laser)인 경우,상기 (i) 단계 및 (ii) 단계 사이에 상기 초연속 레이저(supercontinuum laser)가 단색화 장치(monochromator) 및 편광판(polarizer)을 통과하면서 400~2000nm의 파장 중 특정 파장을 갖는 레이저가 되도록 선택할 수 있는 것을 특징으로 하는 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 방법
|
