Desenvolupament de noves aplicacions metrològiques a escala micro i nanomètrica basades en tècniques d’òptica adaptativa.
La utilització de fronts d'ona cada vegada de major complexitat (rotacionalment asimètrics, amb modes d'alt ordre induïts, etc.) és una tendència clara en les tècniques de metrologia òptica actuals. En aquest projecte ens proposem utilitzar components i dispositius optoelectrònics desenvolupats recentment (plaques de fase a mida, variadors afocals ajustables (VAA), miralls deformables micromecanitzats (MMDM) i moduladors de fase programable (PPM)) per introduir capacitats d'òptica adaptativa ("Adaptive Optics ", en anglès) en sistemes de perfilometria òptica amb els que esperem resoldre aplicacions d'interès tant en el camp biomèdic com industrial.
Per a l'obtenció dels fronts d'ona complexos necessaris per al projecte s'aplicaran diferents tècniques d'ajust de la fase del front d'ona a la forma desitjada. Cada tècnica d'introducció del canvi de fase presenta característiques ben diferents. Les plaques de fase i els VAA són elements robustos, que requereixen estar definits i posicionats amb elevada precisió perquè el seu funcionament sigui l'adequat. Els MMDMs són sistemes dinàmics capaços d'introduir canvis amb freqüències moderades en la fase del front d'ona, encara que amb un desplaçament màxim limitat. Els PPMS són també sistemes dinàmics, i encara que no poden assolir les freqüències de canvi de fase dels MMDMs, són capaços d'introduir desplaçaments de diverses longituds d'ona en la fase a modificar. Els fronts d'ona així generats seran caracteritzats mitjançant noves tècniques deflectòmètriques de sensat del front d'ona, i es compararan amb els resultats obtinguts mitjançant sensors Shack-Hartmann de característiques equivalents i amb resultats obtinguts mitjançant deflectometria Ronchi digital.
Amb aquests quatre tipus d'elements modificadors del front d'ona, degudament caracteritzats, serà possible desenvolupar nova instrumentació òptica per a la perfilometria de superfícies. Les dues primeres aplicacions no resoltes detectades es basen en tècniques de metrologia òptica en què l'equip investigador té molt àmplia experiència: la deflectometria Ronchi digital i la perfilometria confocal. La primera aplicació persegueix la compensació dels elevats rangs dinàmics de pendents que apareixen a causa de les variacions de potència en els fronts d'ona produïts per lents d'addició progressiva, especialment per a addicions elevades. En la segona aplicació proposem estendre la utilització de les tècniques confocals a la metrologia 3D de superfícies que es troben situades darrere de làmines gruixudes (per exemple, per a la mesura de fotodetectors i microdisplays encapsulats) o en zones profundes de mitjans refractius (per exemple , per a la mesura de registres a diferents nivells en les noves generacions de discos òptics per a emmagatzematge massiu de dades). La modificació dels fronts d'ona permetrà evitar els efectes de desajustament d'índex de refracció i de aberració esfèrica que es produeixen en el medi i que degraden enormement la resolució lateral i la capacitat de seccionat òptic pròpies de les tècniques confocals.
Per a l'obtenció dels fronts d'ona complexos necessaris per al projecte s'aplicaran diferents tècniques d'ajust de la fase del front d'ona a la forma desitjada. Cada tècnica d'introducció del canvi de fase presenta característiques ben diferents. Les plaques de fase i els VAA són elements robustos, que requereixen estar definits i posicionats amb elevada precisió perquè el seu funcionament sigui l'adequat. Els MMDMs són sistemes dinàmics capaços d'introduir canvis amb freqüències moderades en la fase del front d'ona, encara que amb un desplaçament màxim limitat. Els PPMS són també sistemes dinàmics, i encara que no poden assolir les freqüències de canvi de fase dels MMDMs, són capaços d'introduir desplaçaments de diverses longituds d'ona en la fase a modificar. Els fronts d'ona així generats seran caracteritzats mitjançant noves tècniques deflectòmètriques de sensat del front d'ona, i es compararan amb els resultats obtinguts mitjançant sensors Shack-Hartmann de característiques equivalents i amb resultats obtinguts mitjançant deflectometria Ronchi digital.
Amb aquests quatre tipus d'elements modificadors del front d'ona, degudament caracteritzats, serà possible desenvolupar nova instrumentació òptica per a la perfilometria de superfícies. Les dues primeres aplicacions no resoltes detectades es basen en tècniques de metrologia òptica en què l'equip investigador té molt àmplia experiència: la deflectometria Ronchi digital i la perfilometria confocal. La primera aplicació persegueix la compensació dels elevats rangs dinàmics de pendents que apareixen a causa de les variacions de potència en els fronts d'ona produïts per lents d'addició progressiva, especialment per a addicions elevades. En la segona aplicació proposem estendre la utilització de les tècniques confocals a la metrologia 3D de superfícies que es troben situades darrere de làmines gruixudes (per exemple, per a la mesura de fotodetectors i microdisplays encapsulats) o en zones profundes de mitjans refractius (per exemple , per a la mesura de registres a diferents nivells en les noves generacions de discos òptics per a emmagatzematge massiu de dades). La modificació dels fronts d'ona permetrà evitar els efectes de desajustament d'índex de refracció i de aberració esfèrica que es produeixen en el medi i que degraden enormement la resolució lateral i la capacitat de seccionat òptic pròpies de les tècniques confocals.