Resumen La utilización de frentes de onda cada vez de mayor complejidad (rotacionalmente asimétricos, con modos de alto orden inducidos, etc.) es una tendencia clara en las técnicas de metrología óptica actuales. En este proyecto nos proponemos utilizar componentes y dispositivos optoelectrónicos desarrollados recientemente (placas de fase a medida, variadores afocales ajustables (VAA), espejos deformables micromecanizados (MMDM) y moduladores de fase programable (PPM)) para introducir capacidades de óptica adaptativa (“Adaptive Optics”, en inglés) en sistemas de perfilometría óptica con los que esperamos resolver aplicaciones de interés tanto en el campo biomédico como industrial.

Para la obtención de los frentes de onda complejos necesarios para el proyecto se aplicarán diferentes técnicas de ajuste de la fase del frente de onda a la forma deseada. Cada técnica de introducción del cambio de fase presenta características bien diferentes. Las placas de fase y los VAA son elementos robustos, que requieren estar definidos y posicionados con elevada precisión para que su funcionamiento sea el adecuado. Los MMDMs son sistemas dinámicos capaces de introducir cambios con frecuencias moderadas en la fase del frente de onda, aunque con un desplazamiento máximo limitado. Los PPMs son también sistemas dinámicos, y aunque no pueden alcanzar las frecuencias de cambio de fase de los MMDMs, son capaces de introducir desplazamientos de varias longitudes de onda en la fase a modificar. Los  frentes de onda así generados serán caracterizados mediante nuevas técnicas deflectométricas de sensado del frente de onda, y se compararán con los resultados obtenidos mediante sensores Shack-Hartmann de características equivalentes y con resultados obtenidos mediante deflectometría Ronchi digital.

Con estos cuatro tipos de elementos modificadores del frente de onda, debidamente caracterizados, será posible desarrollar nueva instrumentación óptica para la perfilometría de superficies. Las dos primeras aplicaciones no resueltas detectadas se basan en técnicas de metrología óptica en que el equipo investigador tiene muy amplia experiencia: la deflectometría Ronchi digital y la perfilometría confocal. La primera aplicación persigue la compensación de los elevados rangos dinámicos de pendientes que aparecen a causa de las variaciones de potencia en los frentes de onda producidos por lentes de adición progresiva, especialmente para  adiciones elevadas. En la segunda aplicación nos proponemos extender la utilización de las técnicas confocales a la metrología 3D de superficies que se encuentran situadas detrás de láminas gruesas (por ejemplo, para la medida de fotodetectores y microdisplays  encapsulados) o en zonas profundas de medios refractivos (por ejemplo, para la medida de registros a diferentes niveles en las nuevas generaciones de discos ópticos para almacenamiento masivo de datos). La modificación de los frentes de onda permitirá evitar los efectos de desajuste de índice de refracción y de aberración esférica que se producen en el medio y que degradan enormemente la resolución lateral y la capacidad de seccionado óptico propias de las técnicas confocales.