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활성이온의 상향전이를 이용한 도파로-플라즈몬 공명 센서및 이미징 시스템

  • 기술번호 : KST2015078065
  • 담당센터 : 대전기술혁신센터
  • 전화번호 : 042-610-2279
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 표면 플라즈몬 공명(Surface Plasmon Resonance : SPR)을 이용하여 시료를 분석하는 센서 및 이미징 시스템을 개시한다. 본 발명에서는, 표면 플라즈몬을 제공하는 금속 박막 위에 활성이온(active ion)이 함유된 유전체 박막이 도파로(waveguide)로서 도포된다. 활성이온은 입사광에 의해 여기되어 상향전이(upconversion)함으로써 입사광에 비해 단파장의 형광을 발광한다. 이것이 SPR과 복합됨으로써, 입사광의 입사각 변화에 대한 활성이온의 발광 세기의 변화율이 극대화된다. 따라서, 본 발명에 의하면 종래보다 센서의 감도가 10배 내지 100배 향상되므로, 기존 센서에서 측정 불가능한 정도의 시료 굴절률 변화 또는 극미량의 물질 흡착량 분석이 가능해진다. 표면 플라즈몬 공명, 도파로, 활성이온, 상향전이
Int. CL G01N 21/27 (2006.01)
CPC
출원번호/일자 1020010073283 (2001.11.23)
출원인 한국전자통신연구원
등록번호/일자 10-0407821-0000 (2003.11.19)
공개번호/일자 10-2003-0042576 (2003.06.02) 문서열기
공고번호/일자 (20031201) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 소멸
심사진행상태 수리
심판사항
구분
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2001.11.23)
심사청구항수 55

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국전자통신연구원 대한민국 대전광역시 유성구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 신용범 대한민국 대전광역시서구
2 표현봉 대한민국 대전광역시유성구
3 정지욱 대한민국 대전광역시유성구
4 이상경 대한민국 대전광역시유성구
5 신동호 대한민국 대전광역시유성구
6 김민곤 대한민국 대전광역시유성구
7 박선희 대한민국 대전광역시서구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 이영필 대한민국 서울 강남구 언주로 **길 **, *층, **층, **층, **층(도곡동, 대림아크로텔)(리앤목특허법인)
2 이해영 대한민국 서울 강남구 언주로 **길 **, *층, **층, **층, **층(도곡동, 대림아크로텔)(리앤목특허법인)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국전자통신연구원 대한민국 대전광역시 유성구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 특허출원서
Patent Application		 2001.11.23 수리 (Accepted) 1-1-2001-0305930-83
2 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2002.08.08 수리 (Accepted) 4-1-2002-0065009-76
3 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2003.08.08 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
4 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2003.09.19 수리 (Accepted) 9-1-2003-0043289-78
5 등록결정서
Decision to grant		 2003.10.31 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2003-0432041-70
6 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2009.08.04 수리 (Accepted) 4-1-2009-5150899-36
7 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2015.02.02 수리 (Accepted) 4-1-2015-0006137-44
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번호 청구항
1 1

표면 플라즈몬 공명(Surface Plasmon Resonance)을 이용하여 도체 박막에 인접한 시료를 분석하는 센서로서,

표면 플라즈몬을 제공하는 도체 박막;

상기 도체 박막의 일측에 도입되는 유전매체;

상기 유전매체를 지나 상기 도체 박막으로 입사하는 입사광을 발사하는 광원;

상기 입사광에 의해 여기되어 형광을 발광하는 활성이온을 함유하며, 표면 플라즈몬 파의 도파로 역할을 하도록 상기 도체 박막의 타측에 도포되고, 상기 도체 박막의 반대편으로 도입되는 시료가 부착되는 유전체 박막; 및

상기 활성이온이 발광한 형광을 수집하여 형광의 세기를 측정하는 수광부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서

2 2

제 1 항에 있어서, 상기 수광부는 상기 형광의 세기로부터 상기 시료의 굴절률 변화를 측정하여 상기 시료의 정량 분석 및 정성 분석을 하거나 상기 시료의 두께를 측정하는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서

3 3

제 1 항에 있어서, 상기 광원은 입사광으로서 TM-편광(Transverse Magnetic polarized light) 또는 TE-편광(Transverse Electric polarized light)을 발사하는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서

4 4

제 1 항에 있어서, 상기 광원은 입사광으로서 레이저를 발사하는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서

5 5

제 1 항에 있어서, 상기 도체 박막은 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 실리콘(Si) 및 게르마늄(Ge)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서

6 6

제 5 항에 있어서, 상기 도체 박막의 두께는 35 내지 50 nm인 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서

7 7

제 1 항에 있어서, 상기 도체 박막은 유리 기판 하측에 도포되고, 상기 유전매체는 상기 유리 기판 상측에 도입되는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서

8 8

제 7 항에 있어서, 상기 도체 박막의 상기 유리 기판에 대한 접착력을 증가시키도록 크롬(Cr)막 또는 티타늄(Ti)막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서

9 9

제 7 항에 있어서, 상기 유리 기판과 유전매체 사이에 인덱스 매칭 오일(index matching oil)이 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서

10 10

제 1 항에 있어서, 상기 수광부는 포토다이오드(photodiode), 광 증폭기(photomultiplier, PMT), 전하결합소자(Charge Coupled Device, CCD) 및 감광용지로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서

11 11

제 1 항에 있어서, 상기 유전매체는 사다리꼴 프리즘인 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서

12 12

제 1 항에 있어서, 상기 활성이온이 발광한 형광이 순도가 증가되어 상기 수광부에 수집될 수 있도록 광학 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서

13 13

제 1 항에 있어서, 상기 활성이온이 발광한 형광이 집속되어 상기 수광부에 수집될 수 있도록 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서

14 14

제 1 항에 있어서, 상기 입사광은 상기 도체 박막에 대해 고정된 입사각으로 입사하는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서

15 15

제 1 항에 있어서, 상기 유전체 박막은 SiO2막, Al2O3막, TiO2막, Ta2O5막, MgF2막, Y2O3막, TeO2막, PbO막, LaF3막, ZnS막, ZnSe막, Si3N4막, AlN막 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서

16 16

제 1 항에 있어서, 상기 활성이온은 전이 금속, 희토류 원소 및 유기 염료(dye)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서

17 17

제 16 항에 있어서, 상기 활성이온은 2-광자 또는 3-광자 흡수(2-photon or 3-photon absorption)를 통해 상기 입사광보다 단파장의 형광을 발광할 수 있는 활성이온인 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서

18 18

제 1 항에 있어서, 상기 활성이온은 Tm3+, Er3+, Yb3+, Ho3+와 Yb3+의 복합 이온, Tm3+와 Yb3+의 복합 이온, Er3+와 Yb3+의 복합 이온 및, Tm3+와 Nd3+의 복합 이온으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서

19 19

제 1 항에 있어서, 상기 활성이온은 Tm3+이고 상기 입사광의 파장은 650 nm로 하여 상기 형광의 파장이 350 nm인 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서

20 20

제 1 항에 있어서, 상기 활성이온은 Er3+이고 상기 입사광의 파장은 800 nm로 하여 상기 형광의 파장이 550 nm인 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서

21 21

제 1 항에 있어서, 상기 활성이온은 Yb3+이고 상기 입사광의 파장은 980 nm로 하여 상기 형광의 파장이 480 nm인 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서

22 22

제 1 항에 있어서, 상기 활성이온은 Ho3+와 Yb3+의 복합 이온이고 상기 입사광의 파장은 980 nm로 하여 상기 형광의 파장이 550 nm인 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서

23 23

제 1 항에 있어서, 상기 활성이온은 Tm3+와 Yb3+의 복합 이온이고 상기 입사광의 파장은 980 nm로 하여 상기 형광의 파장이 480 nm인 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서

24 24

제 1 항에 있어서, 상기 활성이온은 Er3+와 Yb3+의 복합 이온이고 상기 입사광의 파장은 980 nm로 하여 상기 형광의 파장이 550 nm인 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서

25 25

제 1 항에 있어서, 상기 활성이온은 Tm3+와 Nd3+의 복합 이온이고 상기 입사광의 파장은 800 nm로 하여 상기 형광의 파장이 480 nm인 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서

26 26

제 1 항에 있어서, 상기 유전체 박막의 두께는 표면 플라즈마 공명 다음에 나타나는 플라즈몬-도파로 공명(Coupled Plasmon-Waveguide Resonance) 및 감쇄전반사(attenuated total reflection) 리키(leaky) 모드가 나타날 수 있는 두께 이상인 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서

27 27

제 1 항에 있어서, 상기 유전체 박막의 두께는 100 내지 700 nm 인 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서

28 28

제 1 항에 있어서, 상기 시료의 상이 액체이고, 상기 시료를 포함하는 홀더와 상기 시료의 순환에 필요한 펌프를 포함하는 부가적인 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서

29 29

표면 플라즈몬 공명(Surface Plasmon Resonance)을 이용하여 도체 박막에 인접한 시료의 이미지를 획득하는 이미징 시스템으로서,

표면 플라즈몬을 제공하는 도체 박막 어레이;

상기 도체 박막 어레이 일측에 도입되는 유전매체;

상기 유전매체를 지나 상기 도체 박막의 어레이로 입사하는 입사광을 발사하는 광원;

상기 입사광에 의해 여기되어 형광을 발광하는 활성이온을 함유하며, 표면 플라즈몬 파의 도파로 역할을 하도록 상기 도체 박막 어레이의 타측에 도포되고, 상기 도체 박막 어레이의 반대편으로 도입되는 시료가 부착되는 유전체 박막 어레이; 및

상기 활성이온이 발광한 형광을 수집하여 상기 형광의 세기에 따라 상기 도체 박막의 어레이별로 상기 시료의 이미지를 획득하는 수광부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 이미징 시스템

30 30

제 29 항에 있어서, 상기 수광부는 전하결합소자(Charge Coupled Device, CCD) 또는 감광용지인 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 이미징 시스템

31 31

제 29 항에 있어서, 상기 광원은 입사광으로서 TM-편광(Transverse Magnetic polarized light) 또는 TE-편광(Transverse Electric polarized light)을 발사하는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 이미징 시스템

32 32

제 29 항에 있어서, 상기 광원은 입사광으로서 레이저를 발사하는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 이미징 시스템

33 33

제 29 항에 있어서, 상기 도체 박막 어레이는 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 실리콘(Si) 및 게르마늄(Ge)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 이미징 시스템

34 34

제 33 항에 있어서, 상기 도체 박막 어레이의 두께는 35 ~ 50 nm인 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 이미징 시스템

35 35

제 29항에 있어서, 상기 도체 박막 어레이는 유리 기판 하측에 도포되고, 상기 유전매체는 상기 유리 기판 상측에 도입되는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 이미징 시스템

36 36

제 35 항에 있어서, 상기 도체 박막 어레이의 상기 유리 기판에 대한 접착력을 증가시키도록 크롬(Cr)막 또는 티타늄(Ti)막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 이미징 시스템

37 37

제 35 항에 있어서, 상기 유리 기판과 유전매체 사이에 인덱스 매칭 오일(index matching oil)이 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 이미징 시스템

38 38

제 29 항에 있어서, 상기 유전매체는 사다리꼴 프리즘인 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 이미징 시스템

39 39

제 29 항에 있어서, 상기 활성이온이 발광한 형광이 순도가 증가되어 상기 수광부에 수집될 수 있도록 광학 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 이미징 시스템

40 40

제 29 항에 있어서, 상기 활성이온이 발광한 형광이 집속되어 상기 수광부에 수집될 수 있도록 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 이미징 시스템

41 41

제 29 항에 있어서, 상기 입사광은 상기 도체 박막 어레이에 대해 고정된 입사각으로 입사하는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 이미징 시스템

42 42

제 29 항에 있어서, 상기 유전체 박막 어레이는 SiO2막, Al2O3막, TiO2막, Ta2O5막, MgF2막, Y2O3막, TeO2막, PbO막, LaF3막, ZnS막, ZnSe막, Si3N4막, AlN막 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 이미징 시스템

43 43

제 29 항에 있어서, 상기 활성이온은 전이 금속, 희토류 원소 및 유기 염료(dye)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 이미징 시스템

44 44

제 43 항에 있어서, 상기 활성이온은 2-광자 또는 3-광자 흡수(2-photon or 3-photon absorption)를 통해 상기 입사광보다 단파장의 형광을 발광할 수 있는 활성이온인 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 이미징 시스템

45 45

제 29 항에 있어서, 상기 활성이온은 Tm3+, Er3+, Yb3+, Ho3+와 Yb3+의 복합 이온, Tm3+와 Yb3+의 복합 이온, Er3+와 Yb3+의 복합 이온 및, Tm3+와 Nd3+의 복합 이온으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 이미징 시스템

46 46

제 29 항에 있어서, 상기 활성이온은 Tm3+이고 상기 입사광의 파장은 650 nm로 하여 상기 형광의 파장이 350 nm인 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 이미징 시스템

47 47

제 29 항에 있어서, 상기 활성이온은 Er3+이고 상기 입사광의 파장은 800 nm로 하여 상기 형광의 파장이 550 nm인 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 이미징 시스템

48 48

제 29 항에 있어서, 상기 활성이온은 Yb3+이고 상기 입사광의 파장은 980 nm로 하여 상기 형광의 파장이 480 nm인 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 이미징 시스템

49 49

제 29 항에 있어서, 상기 활성이온은 Ho3+와 Yb3+의 복합 이온이고 상기 입사광의 파장은 980 nm로 하여 상기 형광의 파장이 550 nm인 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 이미징 시스템

50 50

제 29 항에 있어서, 상기 활성이온은 Tm3+와 Yb3+의 복합 이온이고 상기 입사광의 파장은 980 nm로 하여 상기 형광의 파장이 480 nm인 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 이미징 시스템

51 51

제 29 항에 있어서, 상기 활성이온은 Er3+와 Yb3+의 복합 이온이고 상기 입사광의 파장은 980 nm로 하여 상기 형광의 파장이 550 nm인 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 이미징 시스템

52 52

제 29 항에 있어서, 상기 활성이온은 Tm3+와 Nd3+의 복합 이온이고 상기 입사광의 파장은 800 nm로 하여 상기 형광의 파장이 480 nm인 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 이미징 시스템

53 53

제 29 항에 있어서, 상기 유전체 박막의 두께는 표면 플라즈마 공명 다음에 나타나는 플라즈몬-도파로 공명(Coupled Plasmon-Waveguide Resonance) 및 감쇄전반사(attenuated total reflection) 리키(leaky) 모드가 나타날 수 있는 두께 이상인 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 이미징 시스템

54 54

제 29 항에 있어서, 상기 유전체 박막의 두께는 100 내지 700 nm 인 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 이미징 시스템

55 55

제 29 항에 있어서, 상기 시료의 상이 액체이고, 상기 시료를 포함하는 홀더와 상기 시료의 순환에 필요한 펌프를 포함하는 부가적인 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 이미징 시스템

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순번 패밀리번호 국가코드 국가명 종류
1 US06807323 US 미국 FAMILY
2 US20030099422 US 미국 FAMILY

DOCDB 패밀리 정보

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순번 패밀리번호 국가코드 국가명 종류
1 US2003099422 US 미국 DOCDBFAMILY
2 US6807323 US 미국 DOCDBFAMILY
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