광학 정리를 이용한 콜로이드 입자 크기 측정 = Colloidal Paticle Sizing Based on Optical Theorem

국문 초록 (Abstract)

광학정리는 전방산란 진폭과 입자의 산란 단면적의 관계를 나타내는 식으로써, 빛-입자 산란 실험에적용하여 입자의 크기를 측정하는데 활용될 수 있다. 그러나 보통의 실험에서 흔히 사용되는 가우시안(Gaussian) 빔에 대하여, 입자의 산란신호는 입자의 크기뿐만 아니라 입자의 위치에 따라 달라진다.
따라서 입자의 크기를 결정하기 위해 광학정리를 적용하기 어렵다. 우리는 집속된 가우시안 빔에 의한입자 산란 신호를 사분할 광 검출기로 측정하고 광학정리를 적용하여 입자의 크기를 결정하는 방법을 제시한다. 사분할 광 검출기 신호를 분석하여 입자에 의해 산란되는 빛의 전체 세기와 검출기의 상하/ 좌우 세기변화를 통해 입자 움직임의 경로를 알 수 있다. 이를 통해 집속된 가우시안 빔의 초점 영역을무작위로 지나가는 입자 가운데 초점의 정중앙을 관통하는 입자의 산란 신호를 추출할 수 있고, 여기에광학정리를 적용하여 입자의 크기를 예측한다. 우리는 지름 565 – 1,300 nm크기의 입자 측정을 통해 제시된 방법을 검증한다. 이러한 방법은 반도체 연마 공정 슬러리 용액의 입자 분포를 조사하는데 적용될 수 있다.

참고문헌 (Reference)

1 J. Q. J. C. Verberk et al., 56 : 345-, 2007

2 T. -Y. Kwon, 1 : 279-, 2013

3 Y. -J. Seo et al., 58 : 2091-, 2004

4 I. W. Sudiarta, 18 : 1275-, 2001

5 P. A. Hassan, 31 : 2015

6 M. C. Pohl, 25 : 1612-, 1996

7 M. Lee et al., 10 : 14731-, 2020

8 G. B. Basim et al., 147 : 3523-, 2000

9 E. E. Remsen et al., 153 : G453-, 2006

10 M. A. C. Potenza, 17 : 110-, 2015

11 Eric J. Hukkanen, 96 : 451-, 2003

12 G Gross J et al., 14 : 30-, 2016

13 M. A. C. Potenza, 5 : 117222-, 2015

14 "Thorlabs"

15 M. Kerker, "The scattering of light and other electromagnetic radiation" Academic 1969

16 T. Allen, "Particle size measurement" Chapman and Hall 1974

17 L. Silverman, "Particle size analysis in industrial hygeine" Academic Press 1971

18 H. C. van de Hulst, "Light scattering by small particles" Dover 1957