Reflectometría - Reflectometry
La reflectometría utiliza la reflexión de ondas en superficies e interfaces para detectar o caracterizar objetos.
Hay muchas formas diferentes de reflectometría. Se pueden clasificar de varias formas: por la radiación utilizada (electromagnética, ultrasonidos, haces de partículas), por la geometría de la propagación de la onda (no guiada versus guías de onda o cables), por las escalas de longitud involucradas (longitud de onda y profundidad de penetración versus tamaño de la onda). objeto investigado), por el método de medición (continuo versus pulsado, polarización resuelta, ...), y por el dominio de aplicación.
Radiación usada
La radiación electromagnética de longitudes de onda muy variables se utiliza en muchas formas diferentes de reflectometría:
- Radar y Lidar : los reflejos de pulsos electromagnéticos se utilizan para detectar la presencia y medir la ubicación y la velocidad de objetos como aviones, misiles, barcos, automóviles.
- Caracterización de películas delgadas semiconductoras y dieléctricas: el análisis de los datos de reflectancia utilizando las ecuaciones de dispersión de Forouhi Bloomer puede determinar el espesor, el índice de refracción y el coeficiente de extinción de las películas delgadas utilizadas en la industria de los semiconductores .
- Reflectometría de rayos X : es una técnica analítica sensible a la superficie que se utiliza en química, física y ciencia de materiales para caracterizar superficies, películas delgadas y multicapas.
La propagación de pulsos eléctricos en cables se utiliza para detectar y localizar defectos en el cableado eléctrico.
Reflectometría ultrasónica : un transductor genera ondas ultrasónicas que se propagan hasta alcanzar la interfaz entre el medio de propagación y la muestra. La onda se refleja parcialmente en la interfaz y se transmite parcialmente a la muestra. Las ondas reflejadas en la interfaz viajan de regreso al transductor, luego la impedancia de una muestra se determina midiendo la amplitud de la onda reflejada desde la interfaz del medio de propagación / muestra. A partir de la onda reflejada, es posible determinar algunas propiedades de la muestra que se desea caracterizar. Las aplicaciones incluyen ecografía médica y pruebas no destructivas .
Reflectometría de neutrones : es una técnica de difracción de neutrones para medir la estructura de películas delgadas , similar a las técnicas a menudo complementarias de reflectividad de rayos X y elipsometría . La técnica proporciona información valiosa sobre una amplia variedad de aplicaciones científicas y tecnológicas que incluyen agregación química , adsorción de polímeros y tensioactivos , estructura de sistemas magnéticos de película delgada y membranas biológicas.
Reflectancia de la piel : en antropología, los dispositivos de reflectometría se utilizan a menudo para medir el color de la piel humana mediante la medición de la reflectancia de la piel. Estos dispositivos generalmente apuntan a la parte superior del brazo o la frente, y las ondas emitidas luego se interpretan en varios porcentajes. Las frecuencias más bajas representan una menor reflectancia de la piel y, por lo tanto, una pigmentación más oscura, mientras que las frecuencias más altas representan una mayor reflectancia de la piel y, por lo tanto, una pigmentación más clara.
Diferentes técnicas de reflectometría
Muchas técnicas se basan en el principio de la reflectometría y se distinguen por el tipo de ondas utilizadas y el análisis de la señal reflejada. Entre todas estas técnicas, podemos clasificar las principales pero no limitadas a:
- En la reflectometría en el dominio del tiempo (TDR), se emite un tren de pulsos rápidos y se analiza la magnitud, duración y forma de los pulsos reflejados.
- Reflectometría de dominio de frecuencia (FDR): esta técnica se basa en la transmisión de un conjunto de ondas sinusoidales de frecuencia escalonada de la muestra. En cuanto al TDR, estas ondas se propagan hasta la muestra y se reflejan de regreso a la fuente. Existen varios tipos de FDR y se utilizan comúnmente en aplicaciones de radar o caracterización de cables / alambres. El análisis de la señal se centra más bien en los cambios de frecuencia entre la señal incidente y la señal reflejada.
- Elipsometría es la medición resuelta por polarización de los reflejos de luz de películas delgadas.
