Reflectometrie - Reflectometry

Reflectometrie gebruikt de reflectie van golven op oppervlakken en grensvlakken om objecten te detecteren of te karakteriseren.

Er zijn veel verschillende vormen van reflectometrie. Ze kunnen op verschillende manieren worden geclassificeerd: door de gebruikte straling (elektromagnetisch, ultrageluid, deeltjesbundels), door de geometrie van golfvoortplanting (ongeleide versus golfgeleiders of kabels), door de betrokken lengteschalen (golflengte en penetratiediepte versus grootte van de onderzocht object), door de meetmethode (continu versus gepulseerd, polarisatie opgelost, ...), en door het toepassingsdomein.

Gebruikte straling

Elektromagnetische straling met sterk variërende golflengten wordt gebruikt in veel verschillende vormen van reflectometrie:

Voortplanting van elektrische pulsen in kabels wordt gebruikt om defecten in elektrische bedrading te detecteren en te lokaliseren.

Ultrasone reflectometrie: een transducer genereert ultrasone golven die zich voortplanten totdat deze het grensvlak tussen het voortplantingsmedium en het monster bereikt. De golf wordt gedeeltelijk gereflecteerd op het grensvlak en gedeeltelijk doorgelaten in het monster. De golven die worden gereflecteerd op het grensvlak reizen terug naar de transducer, waarna de impedantie van een monster wordt bepaald door de amplitude te meten van de golf die wordt gereflecteerd door het voortplantingsmedium / monsterinterface. Uit de gereflecteerde golf is het mogelijk om enkele eigenschappen van het monster te bepalen die gewenst zijn om te karakteriseren. Toepassingen zijn onder meer medische echografie en niet-destructief onderzoek .

Neutronenreflectometrie : is een neutronendiffractietechniek voor het meten van de structuur van dunne films , vergelijkbaar met de vaak complementaire technieken van röntgenreflectiviteit en ellipsometrie . De techniek levert waardevolle informatie over een breed scala aan wetenschappelijke en technologische toepassingen, waaronder chemische aggregatie , adsorptie van polymeren en oppervlakteactieve stoffen , structuur van magneetsystemen met dunne film , biologische membranen.

Huidreflectie : in de antropologie worden reflectometrie-apparaten vaak gebruikt om de menselijke huidskleur te meten door de huidreflectie te meten. Deze apparaten zijn meestal gericht op de bovenarm of het voorhoofd, waarbij de uitgezonden golven vervolgens in verschillende percentages worden geïnterpreteerd. Lagere frequenties vertegenwoordigen een lagere huidreflectie en dus een donkerdere pigmentatie, terwijl hogere frequenties een grotere huidreflectie en dus een lichtere pigmentatie vertegenwoordigen.

Verschillende reflectometrie-technieken

Veel technieken zijn gebaseerd op het principe van reflectometrie en onderscheiden zich door het type golven dat wordt gebruikt en de analyse van het gereflecteerde signaal. Van al deze technieken kunnen we de belangrijkste classificeren, maar niet beperkt tot:

  • In tijddomeinreflectometrie (TDR) zendt men een reeks snelle pulsen uit en analyseert de grootte, duur en vorm van de gereflecteerde pulsen.
  • Frequentiedomeinreflectometrie (FDR): deze techniek is gebaseerd op de transmissie van een reeks getrapte frequentie sinusgolven van het monster. Wat betreft de TDR, deze golven planten zich voort tot het monster en worden teruggekaatst naar de bron. Er bestaan ​​verschillende soorten FDR die vaak worden gebruikt in radartoepassingen of karakterisering van kabels / draden. De signaalanalyse is eerder gericht op de veranderingen in frequentie tussen het invallende signaal en het gereflecteerde signaal.
  • Ellipsometrie is de polarisatie-opgeloste meting van lichtreflecties van dunne films.

Referenties