Técnicas Interferométricas Interferométricas de baja coherencia

Técnicas
T
écnicas Interferométricas de
baja coherencia láser
Física de láseres
Daniel Sánchez Lucero
Objetivos de la técnica
M di ió de
Medición
d distancias!
di t
i !
„
„
Uno de los conceptos que se usan en la
t
topografía
fí para describir
d
ibi las
l irregularidades
i
l id d de
d
las superficies es el de RUGOSIDAD.
En ciertos casos una alta rugosidad es necesaria
y en otros casos es indeseable.
Perfilómetro de barrido
y
x
Fuentes de radiación
Fuentes de
d baja
b coherencia
coherencia.
h
.
Láser de p
pulsos cortos
Fuentes de luz blanca
Diodo superluminiscente
„
Interferometía de baja
j coherencia
„
Michelson setset-up
p
„
I
Interferometría
f
í utilizando
ili d ell efecto
f
Fh FhotoFhoto
EMF
Longitud de coherencia
„
L longitud
La
l
it d de
d coherencia
h
i de
d la
l fuente
f t de
d
luz se define como la diferencia de camino
óptico entre los brazos del interferómetro
para la cual la función del contraste ha
d íd a un valor
decaído
l de
d 1/e
/ de
d su valor
l
máximo..
máximo
m
Y =e
Y = e −1
−h2 x2
0
DCO
Interferometría de baja coherencia
Espejo de
referencia
1
Detección de la señal
de interferencia
2
1+2
D
Dif de fase=φ(x,y)
Fuente de luz
de baja coherencia
nD
Interferómetro Michelson
Sistema de detección
Muestra
•Medición del espectro de la fuente de
luz
• Resolución y rango dinámico definido
por las características de la fuente de luz
y el sistema de detección
Efecto Photo
Photo-EMF
EMF
d
LX
z
JΩ
R
y
I(x)
( )
x
I0
UΩ
θ
Ω
x
RL
Modulador
Electro-óptico
σ(x)
S
La señal en un fotodetector adaptivo basado
en el efecto foto-EMF es el resultado de una
interacción del campo eléctrico de carga
espacial
p
ESC((r,, t)) y el ppatrón de
fotoconductividad σ(r, t) que siguen los
desplazamientos de un patrón de luz I(r, t).
σ0
x
ESC(x)
x
0
i(Ω/ Ω0 )
1
m2Δ
j =
σ0ED
2
1+ K2L2D 1+ (Ω/ Ω0 )
Ω
10
Comportamiento típico de la
señal del Photo-EMF
i (Ω / Ω 0 )
m2Δ
1
j =
σ 0 ED
2
1 + K 2 L2D 1 + (Ω / Ω 0 )
Ω
Por lo tanto es posible medir el Grado de
coherencia de los haces de luz que interfieren,
midiendo simplemente jΩ
Se
eñal de foto
o-FEM (u.a.))
10
1
0.1
0.01
0
01
0.01
0.1
1
10
Ω τSC
11
100
ARREGLO EXPERIMENTAL
Concluciones
„
„
Para realizar perfilometria óptica de baja
coherencia es necesario utilizar diodos
superluminicentes,, laseres de pulsos cortos, luz
superluminicentes
blanca.
blanca
Los cuales pueden ser empleados en arreglos
interferometricos que sean capases de medir
diferencia de distancias.