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음파 분석을 위한 이미징 시스템으로서,위상을 갖는 펄스 열(pulse train)을 포함하는 스트로보 광을 조사하는 빔 조사부;상기 스트로보 광을 제 1 스트로보 광과 제 2 스트로보 광으로 분리하는 빔 스플리터(beam splitter);상기 제 1 스트로보 광을 전달하는 제 1 매질을 포함하며, 상기 제 1 매질의 굴절률 변화에 의해 상기 펄스 열의 위상이 변조되고, 상기 위상 변조된 제 1 스트로보 광으로부터 편향되지 않은 빔 성분이 제거되는 제 1 광학 경로;상기 제 2 스트로보 광을 전달하는 상기 제 1 매질과 다른 제 2 매질을 포함하며 상기 제 1 광학 경로와 독립적인 제 2 광학 경로; 및상기 제 1 광학 경로를 통해 전달된 상기 제 1 스트로보 광과 상기 제 2 광학 경로를 통해 전달된 상기 제 2 스트로보 광이 합성된 광학적 신호를 검출하여 2차원 간섭 패턴 이미지를 기록하는 촬상 장치를 포함하며,상기 제 1 매질의 굴절률은 측정 대상이 되는 음파에 의해 변화되고,상기 제 1 매질 또는 상기 제 2 매질은 액체, 기체 또는 고체 유리이고,상기 2차원 간섭 패턴 이미지로부터 상기 음파에 대한 정보가 분석되는 음파 분석을 위한 이미징 시스템
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제 1 항에 있어서,상기 촬상 장치에 기록될 상기 2차원 간섭 패턴 이미지의 명암 대비(contrast) 값이 최대가 되도록 상기 제 2 스트로보 광의 세기가 조정되는 음파 분석을 위한 이미징 시스템
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제 1 항에 있어서,상기 제 1 광학 경로와 상기 제 2 광학 경로 사이의 위상차는 상기 제 1 광학 경로를 통해 전달된 상기 제 1 스트로보 광과 상기 제 2 광학 경로를 통해 전달된 상기 제 2 스트로보 광 사이의 상대적 위상이 일치되도록 조정되는 음파 분석을 위한 이미징 시스템
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제 1 항에 있어서,상기 측정 대상에 대한 정보는 상기 측정 대상의 세기, 상기 측정 대상과 관련된 필드의 분포 및 부호 중 적어도 하나를 포함하며,상기 액체는 물이고, 상기 기체는 공기인 음파 분석을 위한 이미징 시스템
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슐리렌식 음장 진폭 분석용 이미징 시스템으로서,위상을 갖는 펄스 열(pulse train)을 포함하는 스트로보 광을 조사하는 빔 조사부;상기 스트로보 광을 제 1 스트로보 광과 제 2 스트로보 광으로 분리하는 제 1 빔 스플리터(beam splitter);상기 제 1 스트로보 광을 전달하는 제 1 매질을 포함하며, 상기 제 1 매질의 굴절률 변화에 의해 상기 펄스 열의 위상이 변조되고, 상기 위상 변조된 제 1 스트로보 광으로부터 편향되지 않은 빔 성분이 제거되는 제 1 광학 경로;상기 제 2 스트로보 광을 전달하는 상기 제 1 매질과 다른 제 2 매질을 포함하며 상기 제 1 광학 경로와 독립적인 제 2 광학 경로;상기 제 1 광학 경로를 통해 전달된 상기 제 1 스트로보 광과 상기 제 2 광학 경로를 통해 전달된 상기 제 2 스트로보 광이 합성된 광학적 신호를 검출하여 2차원 간섭 패턴 이미지를 기록하는 촬상 장치; 및상기 2차원 간섭 패턴 이미지로부터 음파의 세기, 상기 음파와 연관된 음장의 부호, 상기 음장의 진폭 또는 분포를 연산 과정을 통해 추출하여 시각화하는 연산 장치를 포함하며,상기 제 1 매질의 굴절률은 상기 음파에 의해 변화되고,상기 제 1 매질 또는 상기 제 2 매질은 액체, 기체 또는 고체 유리인 슐리렌식 음장 진폭 분석용 이미징 시스템
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제 5 항에 있어서,상기 빔 조사부는연속적인 빔을 생성하는 빔 생성부; 및상기 연속적인 빔을 펄스 형태로 변환하는 음향 광학 변조기(Acousto-Optic Modulator) 또는 전기 광학 변조기(EOM)를 포함하는 슐리렌식 음장 진폭 분석용 이미징 시스템
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제 5 항에 있어서,상기 빔 조사부와 빔 스플리터beam splitter) 사이에 상기 조사된 스트로보 광에 대하여 공간 필터링(spatial filtering)을 수행하는 공간 필터를 더 포함하며, 상기 공간 필터는,서로 이격된 제 1 렌즈와 제 2 렌즈 및상기 제 1 렌즈와 상기 제 2 렌즈 사이에 배치된 핀 홀을 포함하는 슐리렌식 음장 진폭 분석용 이미징 시스템
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제 5 항에 있어서,상기 제 1 광학 경로는상기 음파를 정재파(standing wave) 또는 진행파(traveling wave)로 여기시키고, 상기 정재파(standing wave) 또는 상기 진행파에 의해 상기 제 1 빔 스플리터로부터 분리된 상기 제 1 스트로보 광에 대해 위상 변조를 수행하고 상기 위상 변조된 상기 제 1 스트로보 광을 출력하며, 측정 영역으로 정의되는 수용 장치; 및상기 수용 장치로부터 출력되는 상기 제 1 스트로보 광에 대하여 고주파 필터링을 수행하는 고주파 필터를 포함하는 슐리렌식 음장 진폭 분석용 이미징 시스템
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제 8 항에 있어서,상기 수용 장치는상기 제 1 매질에 해당하는 상기 액체로 채워진 수조;상기 수조 내 상기 액체에 잠겨 공진 주파수에 기반하여 음파를 발생시키는 음파 공진기;적어도 일부가 상기 수조 내 상기 액체에 잠겨 상기 공진 주파수를 출력하는 음향 변환기를 포함하는 슐리렌식 음장 진폭 분석용 이미징 시스템
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제 8 항에 있어서,상기 고주파 필터는서로 이격된 제 3 렌즈와 제 4 렌즈; 및상기 제 3 렌즈와 상기 제 4 렌즈 사이에 배치된 차단판을 포함하는 슐리렌식 음장 진폭 분석용 이미징 시스템
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제 5 항에 있어서,상기 제 2 광학 경로는상기 제 1 빔 스플리터로부터 분리된 상기 제 2 스트로보 광을 반사하는 반사판; 및상기 제 1 반사판으로부터 반사된 상기 제 2 스트로보 광과 상기 제 1 광학 경로를 통해 전달된 상기 제 1 스트로보 광 사이의 상대적 위상이 일치하도록, 상기 제 2 광학 경로의 거리를 조절하는 압전 변환기를 포함하는 슐리렌식 음장 진폭 분석용 이미징 시스템
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제 11 항에 있어서,상기 제 2 광학 경로는상기 반사판과 상기 압전 변환기 사이에 상기 제 2 스트로보 광의 세기를 조절하는 빔 세기 조절부를 더 포함하며,상기 빔 세기 조절부는상기 제 2 스트로보 광의 편광 방향을 변화시키는 파장판(wave plate)과상기 파장판으로부터의 상기 제 2 스트로보 광을 적어도 2 개의 빔으로 분리하는 편광 빔 스플리터(polarization beam splitter)를 포함하는 슐리렌식 음장 진폭 분석용 이미징 시스템
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제 12 항에 있어서,상기 제 2 광학 경로는상기 빔 세기 조절부와 상기 압전 변환기 사이에 배치되며서로 이격되는 제 5 렌즈 와 제 6 렌즈를 더 포함하는 슐리렌식 음장 진폭 분석용 이미징 시스템
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제 5 항에 있어서,상기 제 1 광학 경로를 통해 전달된 상기 제 1 스트로보 광과 상기 제 2 광학 경로를 통해 전달된 상기 제 2 스트로보 광을 중첩시키는 제 2 빔 스플리터를 더 포함하는 슐리렌식 음장 진폭 분석용 이미징 시스템
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슐리렌식 음장 진폭 이미징 분석 방법으로서,빔 조사부를 통해 위상을 갖는 펄스 열(pulse train)을 포함하는 스트로보 광을 조사하는 단계;제 1 빔 스플리터(beam splitter)를 통해, 상기 스트로보 광을 제 1 스트로보 광과 제 2 스트로보 광으로 분리하는 단계;상기 제 1 스트로보 광을 전달하는 제 1 매질을 포함하는 제 1 광학 경로를 통해서, 상기 제 1 매질의 굴절률 변화에 의해 상기 펄스 열의 위상을 변조시키고, 상기 위상 변조된 제 1 스트로보 광으로부터 편향되지 않은 빔 성분을 제거하는 단계;상기 제 1 매질과 다른 제 2 매질을 포함하는 상기 제 1 광학 경로와 독립적인 제 2 광학 경로를 통해서, 상기 제 2 스트로보 광을 전달하는 단계;촬상 장치를 통해, 상기 제 1 광학 경로를 통해 전달된 상기 제 1 스트로보 광과 상기 제 2 광학 경로를 통해 전달된 상기 제 2 스트로보 광이 합성된 광학적 신호를 검출하여 2차원 간섭 패턴 이미지를 기록하는 단계; 및연산 장치를 통해 상기 2차원 간섭 패턴 이미지로부터 음파의 세기, 상기 음파와 연관된 음장의 부호, 상기 음장의 진폭 또는 분포를 추출하여 시각화하는 단계를 포함하며,상기 제 1 매질의 굴절률은 상기 음파에 의해 변화되고,상기 제 1 매질 또는 상기 제 2 매질은 액체, 기체 또는 고체 유리인 슐리렌식 음장 진폭 이미징 분석 방법
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제 15 항에 있어서,공간 필터를 통해, 상기 빔 조사부와 빔 스플리터beam splitter) 사이에 상기 조사된 스트로보 광에 대하여 공간 필터링(spatial filtering)을 수행하는 단계를 더 포함하는 슐리렌식 음장 진폭 이미징 분석 방법
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제 15 항에 있어서,상기 제 1 광학 경로는상기 음파를 정재파(standing wave) 또는 진행파(traveling wave)로 여기시키고, 상기 정재파(standing wave) 또는 상기 진행파에 의해 상기 제 1 빔 스플리터로부터 분리된 상기 제 1 스트로보 광에 대해 위상 변조를 수행하고 상기 위상 변조된 상기 제 1 스트로보 광을 출력하며, 측정 영역으로 정의되는 수용 장치; 및상기 수용 장치로부터 출력되는 상기 제 1 스트로보 광에 대하여 고주파 필터링을 수행하는 고주파 필터를 포함하는 슐리렌식 음장 진폭 이미징 분석 방법
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제 17 항에 있어서,상기 고주파 필터는서로 이격된 제 3 렌즈와 제 4 렌즈; 및상기 제 3 렌즈와 상기 제 4 렌즈 사이에 배치된 차단판을 포함하는 슐리렌식 음장 진폭 이미징 분석 방법
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제 15 항에 있어서,상기 제 2 광학 경로는상기 제 1 빔 스플리터로부터 분리된 상기 제 2 스트로보 광을 반사하는 반사판; 및상기 제 1 반사판으로부터 반사된 상기 제 2 스트로보 광과 상기 제 1 광학 경로를 통해 전달된 상기 제 1 스트로보 광 사이의 상대적 위상이 일치하도록, 상기 제 2 광학 경로의 거리를 조절하는 압전 변환기를 포함하는 슐리렌식 음장 진폭 이미징 분석 방법
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제 19 항에 있어서,상기 제 2 광학 경로는상기 반사판과 상기 압전 변환기 사이에 상기 제 2 스트로보 광의 세기를 조절하는 빔 세기 조절부를 더 포함하며,상기 빔 세기 조절부는상기 제 2 스트로보 광의 편광 방향을 변화시키는 파장판(wave plate)과상기 파장판으로부터의 상기 제 2 스트로보 광을 적어도 2 개의 빔으로 분리하는 편광 빔 스플리터(polarization beam splitter)를 포함하는 슐리렌식 음장 진폭 이미징 분석 방법
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제 20 항에 있어서,상기 제 2 광학 경로는상기 빔 세기 조절부와 상기 압전 변환기 사이에 배치되며서로 이격되는 제 5 렌즈 와 제 6 렌즈를 더 포함하는 슐리렌식 음장 진폭 이미징 분석 방법
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제 15 항에 있어서,상기 제 1 광학 경로를 통해 전달된 상기 제 1 스트로보 광과 상기 제 2 광학 경로를 통해 전달된 상기 제 2 스트로보 광을 중첩시키는 제 2 빔 스플리터를 더 포함하는 슐리렌식 음장 진폭 이미징 분석 방법
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