Zastosowanie interferometrii niskokoherentnej do jednoczesnego pomiaru grubości i współczynnika załamania struktur warstwowych

• Autorzy: Pluciński J. , Strąkowski M. , Kosmowski B. B.

Warianty tytułu

EN

Application of low-coherence interferometry for simulations measurment of thickness and the layered structures

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono techniki oparte na interferometrii niskokoherentnej jednoczesnego pomiaru współczynnika załamania i grubości struktur warstwowych. Zaproponowano dwie metody: pierwsza oparta jest na pomiarze położenia górnej powierzchni granicznej warstwy i jej grubości optycznej (położenie dolnej powierzchni granicznej powinno być znane wcześniej); druga oparta jest na wykorzystaniu dynamicznego ogniskowania wiązki laserowej. Przeprowadzone testy pokazały, że możliwy jest jednoczesny pomiar grubości geometrycznej warstwy z dokładnością 1µm i współczynnika załamania z dokładnością lepszą niż 0,01.

EN

The paper presents a technique based on Iow-coherence interferometry for simultaneous measurement of refractive index and thickness of layered structures. Two methods are proposed: the first one is based on the measurement of the position of the upper boundary surface of the layer and its optical thickness (the position of the Iower boundary surface of the layer should be known in advance), the second one is based on dynamie focusing of the laser beam that is used in the measuring system. Performed tests have shown that it is possible to simultaneously measure the geometrie thickness with the accuracy of 1 µm, and the refractive index of better than 0.01.

Słowa kluczowe

PL

reflektometria niskokoherentna; pomiar grubości warstw; pomiar współczynnika załamania; optyczna tomografia koherentna; ogniskowanie dynamiczne

EN

low-coherence reflectometry; thickness measurement; refractive index measurement; optical coherence tomography; dynamic focusing

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 51, nr 6
• Strony: 136--139
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., wykr.

Twórcy

autor

Pluciński J.

autor

Strąkowski M.

autor

Kosmowski B. B.

• Politechnika Gdańska, Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki

Bibliografia

• [1] DrexlerW., Fujimoto J. G. (Eds.): Optical Coherence Tomography. Springer, Berlin, 2008.
• [2] Brezinski M.: Optical Coherence Tomography: Principles and Applications. New York, Academic Press, 2006.
• [3] Wojtkowski M., Leitgeb R., Kowalczyk A., Bajraszewski T., Fercher A. F.: In vivo human retinal imaging by Fourier domain optical coherence tomography. Journal of Biomedical Optics, vol. 7, no. 3, 2002, pp. 457-463.
• [4] Stifter D.: Beyond biomedicine: a review of alternative applications and developments for optical applications and developments for optical coherence tomography. Applied Physics B, vol. 88, no. 3, 2007, pp. 337-357.
• [5] Strąkowski M. R., Pluciński J., Jędrzejewska-Szczerska M., Hypszer R., Maciejewski M., Kosmowski B. B.: Polarization Sensitive Optical Coherence Tomography for Technical Materials lnvestigations. Sensors and Actuators A, vol. 142, no. 1, 2008, pp. 104-110.
• [6] Strąkowski M., Pluciński J., Kosmowski. B. B.: Cross-sectional imaging of materials structure using PS-OCT. Acta Physica Polonica A, vol. 114, no. 6-A, 2008, pp. A-217-221.
• [7] Strąkowski M., Pluciński J., Łoziński A., Kosmowski B. B.: Determination of local polarization properties of PLZT ceramics by PS-OCT. The European Physical Journal Special Topics, vol. 154, 2008, pp. 207-210.
• [8] Ali J. H., Wang W. B., Ho P. P., Alfano R. R.: Detection of corrosion beneath a paint layer by use of spectral polarization optical imaging. Optics Letters vol, 25, no. 17, 2000, pp. 1303-1305.
• [9] Pluciński J., Strąkowski M.: Optyczna interferometria niskokoherentna w diagnostyce powłok ochronnych. Pomiary Automatyka Kontrola, vol. 54, no. 3, 2008, pp. 157-160.
• [10] Wiesauer K., Pircher M., Götzinger E., Bauer S., Engelke R., Ahrens G., Grützner G., Hitzenberger C. K., Stifter D.: En-face scanning optical coherence tomography with ultra-high resolution for materiał investigation. Optics Express, vol. 13, no. 3, 2005, pp. 1015-1024.
• [11] Strąkowski M. R., Pluciński J., Kosmowski B. B.: Multilayered structures examination using polarization sensitive optical coherence tomography. Photonics Letters of Poland, vol. 1, no. 2, 2009, pp. 52-54.
• [12] Dunkers J. P., Phelan F. R., Sanders D. P., Everett M. J., Green W. H., Hunston D. L., Parnas R. S.: The application of optical coherence tomography to problems in polymer matrix composites Optics and Lasers in Engineering, 2001, vol. 35, no. 3, pp. 135-147.
• [13] Alarousu E., Krehut L., Prykäri T, Myllylä R.: Study on the use of optical coherence tomography in measurements of paper properties. Measurement Science and Technology, vol. 16, no. 5, 2005, pp. 1131-1137.
• [14] Strąkowski M., Pluciński J., Jędrzejewska-Szczerska M., Kosmowski B. B., Hypszer R.: Theoretical and experimental investigation of Optical Coherent Tomography topologies. Journal de Physique IV, vol. 137, 2006, pp. 149-152.
• [15] Pluciński J., Hypszer R., Wierzba P., Strąkowski M., Jędrzejewska-Szczerska M., Maciejewski M., Kosmowski B. B.: Optical Low-Coherence Interferometry for Selected Technical Applications. Bulletin of the Polish Academy of Sciences-Technical Sciences, vol. 56, no. 2, 2008, pp. 155-172.
• [16] Tearney G. J., Brezinski M. E., Southern J. F., Bouma B. E., Hee M. R., Fujimoto J. G.: Determination of the refractive index of highly scattering human tissue by optical coherence tomography. Optics Letters, vol. 20, no. 21, 1995, pp. 2258-2260.
• [17] Knüttel A., Böhlau-Godau M.: Spatially confined and temporally resolved refractive index and scattering evaluation in human skin performed with optical coherence tomography. Journal of Biomedical Optics, vol. 5, no. 1, 2000, pp. 83-92.
• [18] Knüttel A., Bonev S., Knaak W.: Scattering and refractive index properties of skin obtained with OCT. Proceedings of SPIE, vol. 5140, 2003, pp. 178-186.
• [19] Pircher M., Götzinger E., Hitzenberger C. K.: Dynamic focus in optical coherence tomography for retinal imaging. Journal of Biomedical Optics, vol. 11, no. 5, 2006, pp. 054013-1-6.
• [20] Lexer F., Hitzenberger C. K., Drexler W., Molebny S., Sattmann H., Sticker M., Fercher A. F.: Dynamie coherent focus OCT with depthindependent transversal resolution. Journal of Modern Optics, vol. 46, no. 3, 1999, pp. 541-553.
• [21] Aljasem K., Werber A., Mader D., Reichelt S., Zappe H.: Optical coherence tomography using a dynamically-focusing tunable microlens. Proceedings of SPIE, vol. 6627, 2007, pp. 662713-1-9.
• [22] Divetia A., Hsieh T.-H., Zhang J., Chen Z., Bachman M., Li G.-P.: Dynamically Focused optical coherence tomography for endoscopic applications. Applied Physics Letters, vol. 86, no. 10, 2005, pp. 103902-1-3.
• [23] Pluciński J.: Optyka nieuporządkowanych ośrodków silnie rozpraszających. Monografie, Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk, 2010 (w druku).