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외부로부터 입사된 선편광 빔을 위상 지연시켜 편광 방향을 변경하여 출력하는 선편광 방향 변환기;상기 선편광 방향 변환기에서 출력된 선편광 빔을 입사받아 음의 초점거리를 갖는 우현 원편광의 제1 구면파 및 양의 초점거리를 갖는 좌현 원편광의 제2 구면파를 생성하는 편광 감응형 렌즈;상기 생성된 제1 및 제2 구면파의 성분 중에서 소정 편광 방향의 빔 성분만을 통과시키는 제1 편광기;상기 제1 편광기를 통과한 제1 및 제2 구면파 사이에서 발생한 간섭 빔을 이용하여 대상물을 스캔하는 스캔수단; 및상기 대상물로부터 반사된 빔을 검출하는 제1 광 검출기를 포함하는 인라인 스캐닝 홀로그램 장치
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청구항 1에 있어서,상기 선편광 방향 변환기는,시간에 따라 위상 지연 값을 가변시키는 위상 변조 신호가 인가되며, 상기 입사된 선편광 빔을 상기 위상 변조 신호에 따라 위상 지연시켜 편광을 가변시키는 가변 파장판; 및상기 가변 파장판을 통과한 빔의 편광을 변경하는 1/4 파장판을 포함하는 인라인 스캐닝 홀로그램 장치
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청구항 3에 있어서,상기 가변 파장판은,전기 신호에 따라 빔의 위상 지연을 유도하는 전자-광 효과를 이용한 포켈 셀(Pockels cell) 또는 전기 신호에 따라 액정 디렉터의 방향을 변경하여 빔의 위상 지연을 가변시키는 액정 가변 파장판(Liquid Crystal Variable Waveplate)으로 구성되는 인라인 스캐닝 홀로그램 장치
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청구항 1에 있어서,상기 선편광 방향 변환기는,시간에 따라 위상 지연 값을 가변시키는 위상 변조 신호가 인가되며, 상기 입사된 선편광 빔을 상기 위상 변조 신호에 따라 위상 지연시켜 편광을 가변시키는 전 파장 액정 가변 파장판(full wave liquid crystal waveplate)으로 구성되는 인라인 스캐닝 홀로그램 장치
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청구항 1에 있어서,상기 선편광 방향 변환기는,입력된 광원으로부터 선편광 빔을 생성하는 제2 편광기; 및 시간에 따라 위상 지연 값을 가변시키는 위상 변조 신호가 인가되며, 상기 위상 변조 신호에 따라 상기 제2 편광기의 각도를 회전시켜 상기 제2 편광기를 통과하는 선편광 빔의 편광 방향을 가변시키는 모터를 포함하는 인라인 스캐닝 홀로그램 장치
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청구항 1에 있어서,상기 편광 감응형 렌즈는 기하 위상 렌즈(geometric phase lens)로 구성된 인라인 스캐닝 홀로그램 장치
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청구항 1에 있어서,시간에 따라 위상 지연 값을 가변시키는 위상 변조 신호를 상기 선편광 방향 변환기에 인가하는 신호 생성부를 더 포함하는 인라인 스캐닝 홀로그램 장치
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청구항 8에 있어서,상기 위상 변조 신호는 상기 위상 지연 값이 시간에 따라 선형적으로 가변하는 주기적 램프 신호이며,상기 간섭 빔은,시간에 따라 헤테로다인 변조된 비선형 프레넬 윤대판 형태로서 아래의 수학식으로 정의되는 인라인 스캐닝 홀로그램 장치:여기서, λ는 사용된 빔의 파장, fgp는 상기 편광 감응형 렌즈의 초점거리, (x02+y02)는 상기 선편광 빔의 광축에 직교하는 평면을 (x0,y0)로 하는 카타르시안 좌표계, z는 상기 제2 구면파의 초점위치로부터 상기 대상물까지의 거리, 시간 t에 따른 주기적 램프 신호는 Ω0의 기울기를 가지며 0과 π 사이의 값을 가지는 Ω(t)=Ω0·t의 함수로 표현된다
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청구항 8에 있어서,상기 위상 변조 신호는 상기 위상 지연 값이 시간에 따라 {0,π/2,π}의 순서로 불연속 천이되는 위상 천이 신호이며,상기 간섭 빔은, 시간에 따라 헤테로다인 변조된 비선형 프레넬 윤대판 형태로서 아래의 수학식으로 정의되는 인라인 스캐닝 홀로그램 장치:여기서, λ는 사용된 빔의 파장, fgp는 상기 편광 감응형 렌즈의 초점거리, (x02+y02)는 상기 선편광 빔의 광축에 직교하는 평면을 (x0,y0)로 하는 카타르시안 좌표계, z는 상기 제2 구면파의 초점위치로부터 상기 대상물까지의 거리, Pn은 위상 천이에 사용된 n개의 서로 다른 위상들의 집합 {0,π/2,π}이다
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청구항 9에 있어서,상기 편광 감응형 렌즈와 상기 스캔수단 사이에 설치되어 상기 제1 및 제2 구면파의 각 초점 간의 거리를 조정하고 상기 편광 감응형 렌즈 면의 패턴을 상기 대상물 영역의 면으로 이미징하는 제1 렌즈를 더 포함하며,상기 간섭 빔은, 시간에 따라 헤테로다인 변조된 비선형 프레넬 윤대판 형태로서 아래의 수학식으로 정의되는 인라인 스캐닝 홀로그램 장치:또는 여기서, Mimg는 상기 편광 감응형 렌즈 면의 패턴을 상기 대상물 영역의 면으로 이미징 시 상기 제1 렌즈에 의한 상의 축소 또는 확대 비율, zimg는 상기 제2 구면파의 초점위치로부터 상기 대상물까지의 거리이다
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청구항 9에 있어서,상기 편광 감응형 렌즈와 상기 스캔수단 사이에 설치되되 상기 제2 구면파와 동일한 초점위치를 가지고 상기 제2 구면파를 평면파로 변환하는 제2 렌즈를 더 포함하며,상기 간섭 빔은, 상기 제1 구면파와 상기 평면파 간의 간섭에 의해 형성되는 선형 프레넬 윤대판 형태로서 아래의 수학식으로 정의되는 인라인 스캐닝 홀로그램 장치:여기서, z는 상기 제2 렌즈에 의해 곡률이 더해진 제1 구면파의 초점위치로부터 상기 대상물까지의 거리이다
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청구항 9에 있어서,상기 제1 광 검출기에서 검출된 신호를 처리하여 상기 대상물의 홀로그램을 생성하는 전자처리부를 더 포함하며,상기 신호 생성부는,상기 시간에 따른 주기적 램프 신호인 Ω(t)를 생성하여 상기 선편광 방향 변환기에 인가하고, 헤테로다인 기준 신호인 sin(2Ω(t))를 생성하여 상기 전자처리부에 포함된 헤테로다인 검출기에 인가하는 인라인 스캐닝 홀로그램 장치
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청구항 9에 있어서,상기 제1 편광기와 상기 스캔수단 사이에 설치되어, 상기 제1 편광기를 통과한 빔의 일부를 투과시켜 상기 스캔수단에 전달하고 나머지를 반사시키는 빔 스플리터; 상기 빔 스플리터로부터 반사된 빔을 검출하는 제2 광 검출기; 및상기 제1 광 검출기에서 검출된 신호를 처리하여 상기 대상물의 홀로그램을 생성하는 전자처리부를 더 포함하며,상기 신호 생성부는 상기 시간에 따른 주기적 램프 신호인 Ω(t)를 생성하여 상기 선편광 방향 변환기에 인가하고, 상기 제2 광 검출기는 상기 반사된 빔을 기초로 헤테로다인 기준 신호인 sin(2Ω(t))를 생성하여 상기 전자처리부에 포함된 헤테로다인 검출기에 인가하는 인라인 스캐닝 홀로그램 장치
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청구항 10에 있어서,상기 제1 광 검출기에서 검출된 신호를 처리하여 상기 대상물의 홀로그램을 생성하는 전자처리부를 더 포함하며,상기 전자처리부는,상기 검출된 신호를 디지털 신호로 변환한 AD컨버터;상기 변환된 디지털 신호로부터 상기 대상물의 복소수 홀로그램을 생성하는 신호처리부;상기 복소수 홀로그램을 저장하는 저장부; 및상기 대상물의 임의 위치에 대한 홀로그램 처리가 완료될 때마다 상기 스캔수단의 위치를 변경시키는 제어 신호를 생성하는 스캔 제어부를 포함하는 인라인 스캐닝 홀로그램 장치
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