MetrologÍa óptica
La metrología óptica es la ciencia y la tecnología de la medición mediante la luz. Implica el uso de instrumentos ópticos para una infinidad de aplicaciones.
Permite medir con precisión dimensiones, formas, rugosidad o índices de refracción, entre muchos otros. La fabricación, el control de calidad o la investigación científica son campos que hacen un uso intensivo de las soluciones de metrología óptica. La metrología óptica es cada vez más importante en una amplia gama de industrias, incluida la fabricación, la aeroespacial y el diagnóstico médico.
Existen diversas técnicas de metrología óptica con características diferentes en términos de campo de visión, resolución vertical, resolución espacial, rango de medida o velocidad. Por ejemplo, la interferometría es una técnica que utiliza la interferencia de las ondas de luz para medir distancias y dimensiones. Suele proporcionar una alta resolución vertical y espacial pero dentro de un campo de visión estrecho. En cambio, el LIDAR ofrece una resolución vertical y espacial más baja, pero proporciona un campo de visión amplio y tiempos de cálculo cortos.
Técnicas habituales en metrología óptica:
Interferometría: Los interferómetros utilizan los patrones de interferencia de las ondas de luz para medir distancias, perfiles de superficie y la calidad de los componentes ópticos. Existen varios tipos de configuraciones interferométricas que pueden emplearse según la aplicación, como la interferometría de luz blanca, interferometría de Moiré, Shearografía, etc.
Tomografía de coherencia óptica (OCT): La OCT es una técnica de imagen no invasiva utilizada en aplicaciones médicas e industriales para obtener imágenes transversales de tejidos, estructuras y superficies.
Perfilometría confocal: La perfilometría confocal utiliza imágenes convencionales obtenidas en secciones ópticas donde se preserva la señal para aquellas zonas dentro de la profundidad de foco del objetivo, proporcionando resoluciones verticales subnanométricas, mejorando el contraste de la imagen, la resolución lateral y el ruido del sistema.
LIDAR: Acrónimo de Light Detection and Ranging, es una tecnología de teledetección que utiliza pulsos láser para medir distancias, generando mapas o modelos tridimensionales precisos de paisajes, terrenos u objetos en movimiento.
Patrones de luz estructurada: Se utiliza un patrón de luz dispuesto cuidadosamente en zonas claras y oscuras para capturar, mediante sistemas de visión por computador tradicionales, información de la superficie y crear mapas de profundidad de objetos o escenas.
Interferometría de desplazamiento de fase: Esta técnica mide las diferencias de fase en patrones interferométricos, que se utilizan para el perfilado de superficies, el análisis del frente de onda y las mediciones de desplazamiento.
Fotogrametría: La fotogrametría es una técnica para obtener mediciones precisas y datos tridimensionales de objetos o entornos analizando fotografías o imágenes digitales tomadas desde múltiples ángulos.
Holografía: La holografía crea imágenes 3D llamadas hologramas, que se utilizan en el arte, la seguridad y aplicaciones científicas para registrar y visualizar objetos o escenas.
Elipsometría: Los elipsómetros miden el cambio de polarización de la luz después de la interacción con una muestra para determinar propiedades como el espesor, el índice de refracción y la calidad de la capa.
Metrología de Speckle: La metrología de Speckle es una técnica óptica sin contacto de campo completo que proporciona los medios para medir deformación y desplazamiento, forma del objeto, rugosidad de la superficie, vibración y eventos dinámicos en superficies rugosas y con una sensibilidad del orden de la longitud de onda de la luz.
La fotónica es una herramienta potente para la metrología óptica y continúa desempeñando un papel cada vez más importante en este campo.
