Un avance reciente en la tecnología del interferómetro tradicional, la interferometría controlada espectralmente (SCI), mejora la fabricación de ópticas que tienen múltiples superficies planas.

La interferometría es una familia de técnicas en las que las ondas, la mayoría de las veces las ondas electromagnéticas, se superponen, lo que provoca el fenómeno de interferencia con el propósito de extraer información. Sus usos son una importante técnica de investigación en los campos de la fibra óptica, la metrología de ingeniería, la oceanografía, la astronomía, la metrología óptica, la sismología, la espectroscopia (y sus aplicaciones a la química), la mecánica cuántica, la física nuclear y de partículas, la física del plasma, la teledetección, las interacciones biomoleculares, el perfildeo de superficies, la microfluídica, la medición mecánica de tensión/deformación unitaria, la velocimetría y la optometría.Ondas electromagnéticas

Ampliamente utilizados en la ciencia y la industria, los interferómetros miden pequeños desplazamientos, cambios en el índice de refracción junto con irregularidades superficiales. Como es el caso con la mayoría de los interferómetros, la luz de una sola fuente se divide en dos medios que recorren diferentes trayectorias ópticas, y luego se combinan de nuevo para producir interferencias.

Sin embargo, medir la óptica prismática y plana con el interferómetro láser tradicional es difícil, si no imposible. Científicos ópticos, técnicos e ingenieros continúan luchando para obtener mediciones precisas en óptica con dos o más superficies planas y paralelas debido a las reflexiones de espalda que interfieren mutuamente.

En un esfuerzo por suprimir las reflexiones hacia atrás y permitir mediciones durante más de cincuenta años, los usuarios han probado sobras como grabar, pintar o agregar cuña no deseada. Incluso se rumorea que el mejor color o marca de pintura se puede utilizar para lograr una medición más precisa. Tal es la aceptación de la limitación impuesta con el interferómetro tradicional.

El uso de estas sobras tiene el potencial de agregar horas a la producción, agregar el costo de los materiales como la pintura y los suministros, y todavía dejar a los usuarios preguntándose si las piezas cumplen con la especificación requerida. Tener que emplear métodos de sazonación también puede dañar las piezas haciendo que se desempongan. A veces, incluso los mejores métodos no funcionan, como es el caso de los combinadores de prisma RBG. Debido a sus dimensiones milimétricas, hasta cinco superficies que interfieren mutuamente, hay un patrón de interferencia completamente confuso.

Históricamente, ha habido cuatro métodos para superar estos problemas:

  • Un interferómetro Twyman-Green con una fuente de luz blanca
  • Un interferómetro de incidencia de pastoreo con una fuente láser de baja coherencia espacial
  • Un interferómetro con una fuente láser de escaneo o paso a paso
  • Un interferómetro Fizeau de línea de retardo y cavidad acoplada

Con los avances en todas las disciplinas científicas, esta metodología simplemente ya no funciona.

Existe un nuevo método para aislar la superficie de medición mediante el control de las propiedades espectrales de la fuente (Interferometría controlada espectralmente – SCI). El uso de la modulación espectral de la fuente del interferómetro permite la formación de flecos localizados donde la diferencia de trayecto óptico es no cero. Como consecuencia, es posible formar luz blanca como flecos en interferómetros de trayectoria común, como el Fizeau.

La configuración propuesta no requiere un cambio de fase mecánico, lo que resulta en instrumentos más simples y la capacidad de actualizar los interferómetros existentes. Además, permite la medición absoluta de la distancia, incluyendo el radio de curvatura de las lentes en una sola configuración con la posibilidad de mejorar el rendimiento y eliminar algunos modos de falla.

Originalmente demostrado en 1997 por el profesor Johannes Scwider, y disponible comercialmente desde 2017, la interferometría controlada espectralmente (SCI) permite, sin ninguna preparación única, la medición rápida de superficies planas y prismáticas. Utiliza un interferómetro Fizeau estándar en el que el láser ha sido reemplazado por una nueva fuente de luz que produce un espectro controlado electrónicamente. Esta nueva fuente de luz puede transformar cualquier Fizeau, ahorrando tiempo, reduciendo la chatarra y mejorando la precisión.

Hay seis beneficios de SCI:

  • Fácil configuración con una larga coherencia, como un interferómetro Fizeau láser
  • Mide placas de 100 m de fino sin saqueos
  • Adquisición de datos tolerante a vibraciones de menos de 1 segundo
  • El control electrónico de cambio de fase mide las cavidades fijas
  • Visualización visual rápida y comprobación de la superficie medida
  • Funciona en cualquier interferómetro Fizeau, con un cambio rápido en la serie S de PRE

SCI ha encontrado aplicaciones prácticas en una serie de áreas:

  • Prismas de ángulo recto (micrometros y más grandes)– Ahora se pueden hacer superficies de aislón y piezas bloqueadas de medición electrónica de fase mientras se aísla la superficie de interés.
  • Vidrio de la cubierta del teléfono celular: Estas placas de micrometro de espesor influyen en la calidad de la imagen y se pueden medir por primera vez con un interferómetro.
  • Ventanas ultraparalelas: Las superficies planas con una cuña mínima ahora se pueden medir con precisión sin reflexión interna de la superficie posterior.
  • Sustratos de filtro: Con SCI la pieza está alineada, como en un Fizeau láser, y una medición de fase tolerada por vibración se realiza en menos de un segundo, delante y detrás, y posiblemente interferencia interna, para proporcionar una variación de espesor total. El tiempo total de medición es ahora de alrededor de dos minutos, con ahorros de costos significativos y un mayor control de calidad.

Las capacidades de interferometría controladas espectralmente todavía se están explorando, y la aplicabilidad y el rendimiento sin duda se ampliarán con descubrimientos futuros. Incluso ahora, en su infancia, SCI está avanzando en la fabricación óptica.

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