Escáner de luz blanca
Un escáner de luz blanca ( WLS ) es un dispositivo para realizar mediciones de la altura de la superficie de un objeto utilizando interferometría de barrido de coherencia ( CSI ) con iluminación de "luz blanca" de banda ancha espectral. Se pueden usar diferentes configuraciones de interferómetro de exploración para medir desde objetos macroscópicos con perfiles de superficie que miden en el rango de centímetros, hasta objetos microscópicos con perfiles de superficie que miden en el rango de micrómetros . Para sistemas de medición no interferométricos a gran escala, consulte escáner 3D de luz estructurada .
La interferometría de barrido vertical es un ejemplo de interferometría de baja coherencia, que explota la baja coherencia de la luz blanca. La interferencia solo se logrará cuando los retrasos en la longitud del camino del interferómetro coincidan con el tiempo de coherencia de la fuente de luz. VSI monitorea el contraste de las franjas en lugar de la forma de las franjas.
La Fig. 2 ilustra un interferómetro Twyman-Green configurado para escanear con luz blanca un objeto macroscópico. La luz del espécimen de prueba se mezcla con la luz reflejada del espejo de referencia para formar un patrón de interferencia. Las franjas aparecen en la imagen CCD solo donde las longitudes de la trayectoria óptica difieren en menos de la mitad de la longitud de coherencia de la fuente de luz, que generalmente es del orden de micrómetros. La señal de interferencia (correlograma) se registra y analiza a medida que se escanea la muestra o el espejo de referencia. La posición de enfoque de cualquier punto particular en la superficie de la muestra corresponde al punto de máximo contraste de franjas (es decir, donde la modulación del correlograma es mayor).
La figura 3 ilustra un microscopio interferométrico de luz blanca que utiliza un interferómetro Mirau en el objetivo. Otras formas de interferómetro utilizadas con luz blanca incluyen el interferómetro de Michelson (para objetivos de bajo aumento, donde el espejo de referencia en un objetivo Mirau interrumpiría demasiado la apertura) y el interferómetro de Linnik (para objetivos de gran aumento con distancia de trabajo limitada). [1] El objetivo (o alternativamente, la muestra) se mueve verticalmente en todo el rango de altura de la muestra, y se encuentra la posición de máximo contraste de franjas para cada píxel. [2] [3]
El principal beneficio de la interferometría de baja coherencia es que se pueden diseñar sistemas que no sufran la ambigüedad de 2 pi de la interferometría coherente, [4] [5] [6] y, como se ve en la Fig. 1, que escanea un 180 μm × Con un volumen de 140 μm × 10 μm, es ideal para perfilar escalones y superficies rugosas. La resolución axial del sistema está determinada por la longitud de coherencia de la fuente de luz y normalmente está en el rango de micrómetros. [7] [8] [9] Las aplicaciones industriales incluyen metrología de superficies en proceso, medición de rugosidad, metrología de superficies 3D en espacios de difícil acceso y en entornos hostiles, perfilometría de superficies con características de alta relación de aspecto (ranuras, canales, agujeros) y medición de espesor de película (semiconductores y industrias ópticas, etc.) . [10]
