Holografía digital fototérmica para la imagen y caracterización de estructuras multicapa

Área de la Ciencia:

• Óptica y Fotónica
• Ciencia de Materiales
• Pruebas No Destructivas

Sus antecedentes:

• La obtención de imágenes de capas subsuperficiales en materiales multicapa es difícil debido a la dispersión y difusión de la luz.
• Las técnicas de imagen convencionales tienen dificultades para caracterizar estructuras ocultas de forma no invasiva.
• La comprensión de las propiedades de los materiales y las interfaces de las capas es crucial para diversas aplicaciones.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una técnica novedosa no invasiva para la obtención de imágenes y caracterización de capas ocultas en muestras multicapa.
• Demostrar la capacidad de la holografía digital fototérmica para distinguir diferentes materiales basándose en las respuestas térmicas.
• Permitir la obtención de imágenes simultáneas de múltiples capas y la caracterización precisa de la muestra.

Principales métodos:

• Holografía digital fototérmica que combina calentamiento inducido por láser con holografía sensible a la fase.
• Utilización de un haz de sonda de baja potencia y un haz de excitación oblicuo de alta potencia para la obtención de imágenes simultáneas de múltiples capas.
• Análisis de los cambios en el índice de refracción inducidos por la absorción y los desplazamientos de fase resultantes en el haz de sonda.

Principales resultados:

• Se observaron firmas térmicas distintas para diferentes materiales, lo que permite la diferenciación de materiales.
• La excitación oblicua permitió la discriminación efectiva de capas a partir de un solo holograma.
• El ajuste de los perfiles de fase espaciales y temporales con modelos térmicos proporcionó una caracterización cuantitativa de la muestra.

Conclusiones:

• La holografía digital fototérmica es una herramienta no invasiva potente para la obtención de imágenes y caracterización de capas ocultas en estructuras multicapa.
• La técnica ofrece imágenes simultáneas de múltiples capas y análisis de firmas térmicas distintas.
• Se puede lograr una caracterización precisa de la muestra a través de la lente térmica y el modelado de la función de error.