Metrologia òptica
La metrologia òptica és la ciència i la tecnologia de la mesura mitjançant la llum. Implica l'ús d'instruments òptics per a una infinitat d'aplicacions.
Permet mesurar amb precisió dimensions, formes, rugositat o índexs de refracció, entre molts altres. La fabricació, el control de qualitat o la recerca científica són camps que fan un ús intensiu de les solucions de metrologia òptica. La metrologia òptica és cada vegada més important en una àmplia gamma d'indústries, inclosa la fabricació, l'aeroespacial i el diagnòstic mèdic.
Existeixen diverses tècniques de metrologia òptica amb característiques diferents en termes de camp de visió, resolució vertical, resolució espacial, rang de mesura o velocitat. Per exemple, la interferometria és una tècnica que utilitza la interferència de les ones de llum per mesurar distàncies i dimensions. Sol proporcionar una alta resolució vertical i espacial però dins d'un camp de visió estret. En canvi, el LIDAR ofereix una resolució vertical i espacial més baixa, però ofereix un camp de visió ampli i temps de càlcul curts.
Tècniques habituals en metrologia òptica:
Interferometria: Els interferòmetres utilitzen els patrons d'interferència de les ones de llum per mesurar distàncies, perfils de superfície i la qualitat dels components òptics. Hi ha diversos tipus de configuracions interferomètriques que poden utilitzar-se en funció de l’aplicació, com ara la interferometria de llum blanca, interferometria de Moiré, Shearografia, etc.
Tomografia de coherència òptica (OCT): L'OCT és una tècnica d'imatge no invasiva utilitzada en aplicacions mèdiques i industrials per obtenir imatges transversals de teixits, estructures i superfícies.
Perfilometria confocal: La perfilometria confocal utilitza imatges convencionals obtingudes en seccions òptiques on es preserva el senyal per a aquelles zones dins de la profunditat de focus de l'objectiu, proporcionant resolucions verticals subnanomètriques, millorant el contrast de la imatge, la resolució lateral i el soroll del sistema.
LIDAR: Acrònim de Light Detection and Rangin, és una tecnologia de teledetecció que utilitza polsos làser per mesurar distàncies, generant mapes o models tridimensionals precisos de paisatges, terrenys o objectes en moviment.
Patrons de llum estructurada: S'utilitza un patró de llum disposat acuradament en zones clares i fosques per capturar mitjançant sistemes de visió per computador tradicionals, informació de la superfície i crear mapes de profunditat d'objectes o escenes.
Interferometria de desplaçament de fase: Aquesta tècnica mesura les diferències de fase en patrons interferomètrics, que s'utilitzen per al perfilat de superfícies, l'anàlisi del front d'ona i les mesures de desplaçament.
Fotogrametria: La fotogrametria és una tècnica per obtenir mesures precises i dades tridimensionals d'objectes o entorns analitzant fotografies o imatges digitals preses des de múltiples angles.
Holografia: L'holografia crea imatges 3D anomenades hologrames, que s'utilitzen en l'art, la seguretat i les aplicacions científiques per enregistrar i visualitzar objectes o escenes.
El·lipsometria: Els el·lipsòmetres mesuren el canvi de polarització de la llum després de la interacció amb una mostra per determinar propietats com el gruix, l'índex de refracció i la qualitat de la capa.
Metrologia d’Speckle: La metrologia d’Speckle és una tècnica òptica sense contacte de camp complet que proporciona els mitjans per mesurar deformació i desplaçament, forma de l'objecte, rugositat de la superfície, vibració i esdeveniments dinàmics, en superfícies rugoses i amb una sensibilitat de l'ordre de la longitud d'ona de la llum
La fotònica és una eina potent per a la metrologia òptica i continua jugant un paper cada vegada més important en aquest camp.
