Fonctionnement de l'interférométrie à faible cohérence (IFC)
Principes de l'interférométrie à faible cohérence
L'interférométrie à faible cohérence (LCI) est une technique d'interférométrie à faible cohérence. technologie de détection optique sans contact.
Une sonde optique dirige un faisceau de lumière à faible cohérence à la surface d'un échantillon et envoie les signaux lumineux réfléchis à un détecteur interférométrique (interféromètre) via une fibre optique pour interprétation. Lorsque, comme dans le diagramme, l'échantillon mesuré est constitué d'un empilement de couches de matériaux semi-transparents, les réflexions de la lumière sont reçues simultanément par le haut et le bas de chaque couche.
L'interféromètre interprète les données optiques réfléchies de chaque point de balayage. sous la forme d'une figure d'interférence et l'enregistre sous la forme d'un profil de profondeur (balayage A). Une coupe transversale (balayage B) est obtenue en déplaçant la sonde de manière linéaire sur l'échantillon. Une image volumétrique en 3D est générée en combinant plusieurs coupes transversales.
Notez que le balayage est colinéaire : les signaux lumineux émis et réfléchis se déplacent le long du même axe, ce qui permet de mesurer des surfaces présentant des arêtes vives, des canaux, etc.
Un faisceau de lumière à faible cohérence émis par une sonde optique traverse un film multicouche. Remarque : la lumière émise et la lumière réfléchie se déplacent en fait le long du même axe (balayage colinéaire).
Fonctionnement d'un interféromètre à faible cohérence
Comme indiqué ci-dessus, l'interféromètre analyse la lumière réfléchie par l'échantillon vers la sonde optique.
Deux principaux types d'interféromètres à faible cohérence - dans le domaine temporel (TD) et dans le domaine fréquentiel en utilisant la source balayée - diffèrent par la source de leur lumière et par les détails de leur mise en œuvre.
Interféromètres dans le domaine temporel (TD) utilisent la lumière à faible cohérence d'une diode super-luminescente. La lumière est introduite dans un coupleur à fibre optique qui divise le faisceau lumineux en deux bras (chemins), l'un dirigé vers la surface de l'échantillon, l'autre vers un miroir de référence à balayage. Le détecteur capture ensuite l'interférence des rayons lumineux réfléchis par ces deux bras. L'interférence constructive est observée sous la forme d'un maximum d'intensité lorsque les chemins optiques des deux bras sont exactement égaux. En balayant la longueur du bras de référence pour faire apparaître le signal d'interférence, le détecteur détermine la position précise du point de réflexion dans l'échantillon.
Interféromètres à domaine de fréquence avec source balayée (SS) utiliser la lumière d'une source laser à balayage rapide au lieu d'une diode super-luminescente. Le miroir de référence est fixe. Le détecteur capture le spectre de la figure d'interférence dans le temps et convertit ensuite ce spectre dans le domaine temporel à l'aide de la transformation de Fourier.
L'interférométrie à faible cohérence dans le domaine temporel utilise un miroir de référence à balayage
Comparaison des interféromètres dans le domaine temporel et dans le domaine fréquentiel (avec source balayée)
Interféromètres LC dans le domaine temporel
- effectuer un balayage à une vitesse atteignant quelques kHz
- sont très robustes et insensibles à la saturation car les franges interférométriques sont codées en fréquence
- maintenir la sensibilité quelle que soit la profondeur de balayage
Interféromètres LC à domaine de fréquence avec source balayée
- fonctionner à des vitesses de balayage élevées et très élevées (20 kHz et plus)
- maintenir la sensibilité à des vitesses plus élevées
- perte de sensibilité avec l'augmentation de la profondeur de balayage
Les deux types d'interféromètres LC
- sont insensibles aux perturbations de l'air et à la coupure du faisceau
- connaissent la distance absolue de la surface de l'échantillon lorsqu'ils sont allumés, sans qu'il soit nécessaire de compter les franges (contrairement aux interféromètres qui utilisent des sources de lumière laser cohérentes)
Novacam fabrique des interféromètres dans le domaine temporel et dans le domaine fréquentiel sous le nom de marque MICROCAMTM-3J/4J.
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