시료의 물성을 측정하기 위한 광학계로서, 상기 광학계는,광원으로부터 수신된 빛에 대하여 빛의 빔-단면을 미리 정해진 제1 이미지(image)의 모양으로 변조하는 공간 광 변조기(spatial light modulator, SLM);상기 공간 광 변조기에 의해 변조된 빛을 수신하여, 미리 정해진 제1 편광 상태로 변환하는, 편광상태생성기(polarization state generator, PSG);상기 제1 편광 상태로 변환된 빛을 수신하여 시료에 입사시키고, 상기 시료로부터 반사되어 나온 빛을 수신하는, 대물렌즈(object lens);상기 시료로부터 반사되어 상기 대물렌즈에 수신되어 상기 대물렌즈를 통과한 빛을 수신하여, 미리 정해진 제2 편광 상태로 변환하는, 편광상태분석기(polarization state analyzer, PSA);상기 제2 편광 상태로 변환된 빛을 수신하여 전기 신호로 변환하는, 광감지기(photodetector);를 포함하고,상기 공간 광 변조기는 상기 공간 광 변조기를 이루는 어레이(array)를 구성하는 각 개체에 대하여 빛을 반사하거나 반사하지 않는 상태를 지정하는 미리 정해진 시퀀스(sequence)에 따라 각 개체의 빛을 반사하거나 반사하지 않는, 시료의 물성을 측정하기 위한 광학계.

제1항에 있어서,상기 광학계는 상기 대물렌즈의 후방 초점 면(back focal plane)에 미리 정해진 제2 이미지가 맺히게 하는 것을 특징으로 하는, 시료의 물성을 측정하기 위한 광학계.

제2항에 있어서,상기 편광상태생성기와 상기 편광상태분석기 각각은, 편광자(polarizer), 보상기(compensator), 위상 변조기(phase modulator) 중 어느 하나 또는 그 이상을 포함하고,상기 광학계는, 릴레이 렌즈(relay lens), 접안 렌즈(eyepiece), 빔 스플리터(beam splitter) 중 어느 하나 또는 그 이상을 포함하는,시료의 물성을 측정하기 위한 광학계.

제3항에 있어서,상기 공간 광 변조기를 이루는 어레이는 하나 이상의 디지털 마이크로미러 장치(digital micromirror device, DMD)의 어레이이고, 상기 디지털 마이크로미러 장치는 상부에 빛을 반사하는 금속, 비금속, 유리 중 어느 하나 또는 그 이상의 재질로 구성된 반사경(reflective mirror)과 상기 반사경의 하부에 연결된 힌지(hinge)를 포함하고, 상기 디지털 마이크로미러 장치는 외부에서 주어진 신호에 따라 힌지에 전압을 인가하여 상기 반사경을 휘게 함으로써 상기 공간 광 변조기에 입사된 빛 중 상기 디지털 마이크로미러 장치에 입사된 빛의 변조를 조절하는, 시료의 물성을 측정하기 위한 광학계.

제3항에 있어서,상기 공간 광 변조기를 이루는 어레이는 하나 이상의 LCoS(Liquid Crystal on Silicon) 소자의 어레이이고, 상기 LCoS 소자는 액정, 전극, 수신측 편광판, 반사측 편광판을 포함하고, 상기 LCoS 소자는 외부에서 주어진 신호에 따라 상기 전극을 통해 상기 액정에 전압을 인가하여 상기 액정의 구조를 변화시킴으로써 상기 공간 광 변조기에 입사된 빛 중 상기 LCoS 소자에 입사된 빛의 변조를 조절하는, 시료의 물성을 측정하기 위한 광학계.

제3항에 있어서,상기 공간 광 변조기를 이루는 어레이는 하나 이상의 투과형 LC(Liquid Crystal) 소자의 어레이이고, 상기 투과형 LC 소자는 액정, 전극 및 액정의 양면 쪽에 형성된 투과판을 포함하고, 상기 투과형 LC 소자는 외부에서 주어진 신호에 따라 상기 전극을 통해 상기 액정에 전압을 인가하여 상기 액정의 투과도(transmittivity)를 변화시킴으로써 상기 공간 광 변조기에 입사된 빛 중 상기 투과형 LC 소자에 입사된 빛의 변조를 조절하는, 시료의 물성을 측정하기 위한 광학계.

제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 어레이는 2차원 사각형 어레이(2-dimensional rectangular array) 또는 2차원 원형 어레이(2-dimensional circular array)의 형태인, 시료의 물성을 측정하기 위한 광학계.

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제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 시퀀스는 상기 대물렌즈의 후방 초점 면에서 렌즈 중심축을 원점으로 하는 극좌표계에 대하여, 반경(radius) 값을 1차 변수, 각도(radian) 값을 2차 변수로 두고, 2차 변수를 0도 내지 360도 범위에서 변화시키고, 각 2차 변수의 주기마다 1차 변수의 값을 미리 정해진 시작값에서 상기 공간 광 변조기의 상기 어레이의 해상도에 따라 정해지는 변화값 만큼 변화시키는 것에 대응하는, 시료의 물성을 측정하기 위한 광학계.

제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 시퀀스는 상기 대물렌즈의 후방 초점 면에서 렌즈 중심축을 원점으로 하는 극좌표계에 대하여, 각도 값을 1차 변수, 반경 값을 2차 변수로 두고, 2차 변수를 미리 정해진 시작값에서 상기 공간 광 변조기의 상기 어레이의 해상도에 따라 정해지는 변화값만큼 변화시키고, 각 2차 변수의 주기마다 1차 변수를 0도 내지 360도 범위에서 변화시키는 것에 대응하는, 시료의 물성을 측정하기 위한 광학계.

제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 시퀀스는 상기 대물렌즈의 후방 초점 면에서 대물 렌즈의 중심축을 원점으로 하는 카테시안 좌표계(Cartesian coordinate system)에 대하여, 행(row)을 1차 변수, 열(column)을 2차 변수로 두고, 2차 변수를 미리 정해진 제2 시작값에서 상기 공간 광 변조기의 상기 어레이의 가로 해상도에 따라 정해지는 변화값만큼 변화시키고, 각 2차 변수의 주기마다 1차 변수를 미리 정해진 제1 시작값에서 상기 공간 광 변조기의 상기 어레이의 세로 해상도에 따라 정해지는 변화값만큼 변화시키는 것에 대응하는, 시료의 물성을 측정하기 위한 광학계.

제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 시퀀스는 상기 대물렌즈의 후방 초점 면에서 대물 렌즈의 중심축을 원점으로 하는 카테시안 좌표계(Cartesian coordinate system)에 대하여, 열(column)을 1차 변수, 행(row)을 2차 변수로 두고, 2차 변수를 미리 정해진 제2 시작값에서 상기 공간 광 변조기의 상기 어레이의 세로 해상도에 따라 정해지는 변화값만큼 변화시키고, 각 2차 변수의 주기마다 1차 변수를 미리 정해진 제1 시작값에서 상기 공간 광 변조기의 상기 어레이의 가로 해상도에 따라 정해지는 변화값만큼 변화시키는 것에 대응하는, 시료의 물성을 측정하기 위한 광학계.

광학계를 사용하여 시료의 물성을 측정하는 방법으로서, 상기 방법은,공간 광 변조기가 광원으로부터 수신된 빛의 빔-단면을 미리 정해진 제1 이미지의 모양으로 변조하는 단계(S10);편광상태생성기가 상기 공간 광 변조기에 의해 변조된 빛을 수신하여, 미리 정해진 제1 편광 상태로 변환하는 단계(S20);대물렌즈가 상기 제1 편광 상태로 변환된 빛을 수신하여 시료에 입사시키는 단계(S30);대물렌즈가 상기 시료로부터 반사되어 나온 빛을 수신하는 단계(S40);편광상태분석기가 상기 시료로부터 반사되어 상기 대물렌즈에 수신되어 상기 대물렌즈를 통과한 빛을 수신하여, 미리 정해진 제2 편광 상태로 변환하는 단계(S50);광감지기가 상기 제2 편광 상태로 변환된 빛을 수신하여 전기 신호로 변환하는 단계(S60);를 포함하고상기 단계 (S10)은 상기 공간 광 변조기가 상기 공간 광 변조기를 이루는 어레이를 구성하는 각 개체에 대하여 빛을 반사하거나 반사하지 않는 상태를 지정하는 미리 정해진 시퀀스에 따라 각 개체의 빛을 반사하거나 반사하지 않는 단계(S15);를 포함하는, 광학계를 사용하여 시료의 물성을 측정하는 방법.

제13항에 있어서,상기 단계 (S30)은 상기 대물렌즈의 후방 초점 면에 미리 정해진 제2 이미지가 맺히게 하는 단계(S31);를 포함하는, 광학계를 사용하여 시료의 물성을 측정하는 방법.

제14항에 있어서,상기 공간 광 변조기를 이루는 어레이는 하나 이상의 디지털 마이크로미러 장치의 어레이이고, 상기 디지털 마이크로미러 장치는 상부에 빛을 반사하는 금속, 비금속, 유리 중 어느 하나 또는 그 이상의 재질로 구성된 반사경과 상기 반사경의 하부에 연결된 힌지를 포함하고,상기 단계 (S10)은 상기 디지털 마이크로미러 장치가 외부에서 주어진 신호에 따라 힌지에 전압을 인가하여 상기 반사경을 휘게 함으로써 상기 공간 광 변조기에 입사된 빛 중 상기 디지털 마이크로미러 장치에 입사된 빛의 변조를 조절하는 단계(S11);를 포함하는, 광학계를 사용하여 시료의 물성을 측정하는 방법.

제14항에 있어서,상기 공간 광 변조기를 이루는 어레이는 하나 이상의 LCoS 소자의 어레이이고, 상기 LCoS 소자는 액정, 전극, 수신측 편광판, 반사측 편광판을 포함하고, 상기 단계 (S10)은 상기 LCoS 소자가 외부에서 주어진 신호에 따라 상기 전극을 통해 상기 액정에 전압을 인가하여 상기 액정의 구조를 변화시킴으로써 상기 공간 광 변조기에 입사된 빛 중 상기 LCoS 소자에 입사된 빛의 변조를 조절하는 단계(S12);를 포함하는, 광학계를 사용하여 시료의 물성을 측정하는 방법.

제14항에 있어서,상기 공간 광 변조기를 이루는 어레이는 하나 이상의 투과형 LC 소자의 어레이이고, 상기 투과형 LC 소자는 액정, 전극 및 액정의 양면 쪽에 형성된 투과판을 포함하고, 상기 단계 (S10)은 상기 투과형 LC 소자는 외부에서 주어진 신호에 따라 상기 전극을 통해 상기 액정에 전압을 인가하여 상기 액정의 투과도를 변화시킴으로써 상기 공간 광 변조기에 입사된 빛 중 상기 투과형 LC 소자에 입사된 빛의 변조를 조절하는 단계(S13);를 포함하는, 광학계를 사용하여 시료의 물성을 측정하는 방법.

제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,상기 단계 (S10)은 상기 공간 광 변조기가 2차원 사각형 어레이 또는 2차원 원형 어레이의 형태로 상기 수신된 빛의 빔-단면을 미리 정해진 제1 이미지의 모양으로 변조하는 단계(S14);를 포함하는, 광학계를 사용하여 시료의 물성을 측정하는 방법.

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제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,상기 단계 (S15)에서 상기 시퀀스는 상기 대물렌즈의 후방 초점 면에서 렌즈 중심축을 원점으로 하는 극좌표계에 대하여, 반경 값을 1차 변수, 각도 값을 2차 변수로 두고, 2차 변수를 0도 내지 360도 범위에서 변화시키고, 각 2차 변수의 주기마다 1차 변수의 값을 미리 정해진 시작값에서 상기 공간 광 변조기의 상기 어레이의 해상도에 따라 정해지는 변화값 만큼 변화시키는 것에 대응하는, 광학계를 사용하여 시료의 물성을 측정하는 방법.

제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,상기 단계 (S15)에서 상기 시퀀스는 상기 대물렌즈의 후방 초점 면에서 렌즈 중심축을 원점으로 하는 극좌표계에 대하여, 각도 값을 1차 변수, 반경 값을 2차 변수로 두고, 2차 변수를 미리 정해진 시작값에서 상기 공간 광 변조기의 상기 어레이의 해상도에 따라 정해지는 변화값만큼 변화시키고, 각 2차 변수의 주기마다 1차 변수를 0도 내지 360도 범위에서 변화시키는 것에 대응하는, 광학계를 사용하여 시료의 물성을 측정하는 방법.

제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,상기 단계 (S15)에서 상기 시퀀스는 상기 대물렌즈의 후방 초점 면에서 대물 렌즈의 중심축을 원점으로 하는 카테시안 좌표계(Cartesian coordinate system)에 대하여, 행(row)을 1차 변수, 열(column)을 2차 변수로 두고, 2차 변수를 미리 정해진 제2 시작값에서 상기 공간 광 변조기의 상기 어레이의 가로 해상도에 따라 정해지는 변화값만큼 변화시키고, 각 2차 변수의 주기마다 1차 변수를 미리 정해진 제1 시작값에서 상기 공간 광 변조기의 상기 어레이의 세로 해상도에 따라 정해지는 변화값만큼 변화시키는 것에 대응하는, 광학계를 사용하여 시료의 물성을 측정하는 방법.

제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,상기 단계 (S15)에서 상기 시퀀스는 상기 대물렌즈의 후방 초점 면에서 대물 렌즈의 중심축을 원점으로 하는 카테시안 좌표계(Cartesian coordinate system)에 대하여, 열(column)을 1차 변수, 행(row)을 2차 변수로 두고, 2차 변수를 미리 정해진 제2 시작값에서 상기 공간 광 변조기의 상기 어레이의 세로 해상도에 따라 정해지는 변화값만큼 변화시키고, 각 2차 변수의 주기마다 1차 변수를 미리 정해진 제1 시작값에서 상기 공간 광 변조기의 상기 어레이의 가로 해상도에 따라 정해지는 변화값만큼 변화시키는 것에 대응하는, 광학계를 사용하여 시료의 물성을 측정하는 방법.

제14항에 있어서,상기 방법은, 상기 변환된 전기 신호의 측정값을 기초로 시료의 물성을 계산하는 단계(S70);를 더 포함하는, 광학계를 사용하여 시료의 물성을 측정하는 방법.

제24항에 있어서,상기 단계(S70)는:상기 변환된 전기 신호의 측정값을 미리 정해진 물리 모델에서 계산된 추정값과 비교하여, 상기 물리 모델의 정합도를 계산하는 단계(S71);상기 정합도의 계산 결과에 따라, 상기 물리 모델을 변경하거나 상기 물리 모델의 변수를 조절하는 단계(S72);상기 단계 (S10) 내지 상기 단계 (S72)를 반복하여, 미리 정해진 기준치 이상의 정합도를 가진 물리 모델 및 물리 모델의 변수값을 계산하고, 계산된 물리 모델 및 물리 모델의 변수값에 따라 시료의 물성을 계산하는 단계(S73);를 포함하는, 광학계를 사용하여 시료의 물성을 측정하는 방법.

제14항에 있어서,상기 방법은:단계 (S10) 이전에, 광원에서 빛이 생성되어 상기 공간 광 변조기로 입사하는 단계(S09);단계 (S20)과 단계 (S30) 사이에, 빔 스플리터가 상기 제1 편광 상태로 변환된 빛을 수신하여 상기 대물렌즈에 입사시키는 단계(S25);단계 (S40)과 단계 (S50) 사이에, 빔 스플리터가 상기 대물렌즈에 수신되고 상기 대물렌즈를 통과한 상기 시료로부터 반사된 빛을 수신하여, 상기 편광상태분석기로 입사시키는 단계(S45);를 더 포함하는, 광학계를 사용하여 시료의 물성을 측정하는 방법.

제14항에 있어서, 상기 방법은:단계 (S10)과 단계 (S20) 사이에, 둘 또는 그 이상의 릴레이 렌즈가 상기 공간 광 변조기로부터 반사된 빛을 수신하여, 상기 편광상태생성기로 입사시키는 단계(S17);단계 (S50)과 단계 (S60) 사이에, 접안렌즈가 상기 제2 편광 상태로 변환된 빛을 수신하여, 상기 광감지기로 입사시키는 단계(S55);를 더 포함하는, 광학계를 사용하여 시료의 물성을 측정하는 방법.