Was ist ein Scatterometer?
Ein Scatterometer ist ein Präzisionsmessgerät, das Mikrowellenenergie überträgt und Reflexionen von Licht liest, das von einer Zieloberfläche zurückgestreut wird, um Maßdaten zu erhalten. Das "zurückgestreute" Licht kann als grafische oder farbige Überlagerung der Zieloberflächenbildgebung gelesen werden, wodurch sehr genaue Beobachtungen und Messungen möglich sind. Diese Technologie wird im Labor, im Feld und in Satelliten für zahlreiche wissenschaftliche, industrielle und militärische Anwendungen eingesetzt. Einige Anwendungen umfassen das Messen der Höhe und der Strömung von Meereswellen, um die Windrichtung und -geschwindigkeit für die Analyse und Überwachung der Meeresströmung zu bestimmen. Darüber hinaus kann die Scatterometrie die Topographie, globale Klima- und Wetterereignisse sowie den Bau präziser Mikroschaltungen und die Nanotechnologie messen.
Scatterometer-Messungen werden unter widrigen Bedingungen durchgeführt und ersetzen ungenaue Technologien, die durch Unregelmäßigkeiten von der Wolkendecke bis hin zu Fehlern bei optischen Geräten vereitelt werden können. Die Verwendung von Mikrowellenimpulsen liefert eine genaue Rückmeldung von Signal und Rauschen, was eine klare, zuverlässige und wiederholbare Datenerfassung ermöglicht. Die Daten, die mit dieser Technologie gewonnen werden können, eröffnen Wissenschaftlern in vielen Bereichen, einschließlich der maritimen Industrie, neue Untersuchungsgebiete, in denen die Streuung Einblicke in die Wettermuster, die Fischerei, die Sicherheit der Meere und das globale Klima bietet.
Mit optischen Detektoren und Lasern unterschiedlicher Wellenlänge können Scatterometer die optischen Eigenschaften von Oberflächen und darunter liegenden Substraten bestimmen. Bei der bodengestützten Technologie können Parabolreflektoren, Hochfrequenzsubsysteme (RF), Zwischenfrequenzelektronik (IF) und Datenerfassungseinheiten verwendet werden. Solche Systeme können Rückstreudaten von Gelände wie Wäldern, Boden und Vegetation überwachen.
Bei der Herstellung wird das Scatterometer zum Aufbau von Halbleitern verwendet, die manchmal Messungen auf atomarer Ebene erfordern. Halbleiter besitzen viele Schichten, die eine präzise Ausrichtung bis in den Nanometerbereich erfordern. Die Messtechnik oder das Studium und die Entwicklung von Messsystemen hat sich der Streuung verschrieben, die sogar die mit leistungsstarken Mikroskopen durchgeführte Bildgebungstechnologie übertrifft. Anstatt Bilder zu überlagern, streuen die Ingenieure unterschiedliche Wellenlängen des Lichts über die Halbleiterscheiben und messen deren bidirektionales Reflexionsvermögen mithilfe von Software und Algorithmen. Dies ermöglicht genaue Messungen von kleinsten Fehlausrichtungen, ohne von der Optik oder dem Betrieb des Mikroskops abhängig zu sein.
Die Scatterometer-Technologie ermöglicht eine schnelle, zerstörungsfreie Analyse von Materialien oder Oberflächen durch sorgfältige Analyse des gebeugten Lichts im Vergleich zu Änderungen der Linienform einer periodisch streuenden Oberfläche. Diese Technologie wird in zahlreichen Satelliten eingesetzt, die einheitliche Radarquerschnitte oder „Schwaden“ der Erdoberfläche überwachen. Zusammen mit Kartentechnologie, Kommunikationssystemen und anderen Wetter- oder Such- und Rettungsdiensten ermöglicht dies alles von Bodenfeuchtigkeit bis Vulkanismus Ereignisse müssen in präzisen Maßänderungen deutlich angezeigt werden.
Die bidirektionale Reflexionsverteilungsfunktion (BRDF) beschreibt die Materialeigenschaft der Lichtreflexion von realen Oberflächen, die in den Bereichen Optik, Thermodynamik und Informatik verwendet werden. Innovationen wie das Dome-Scatterometer ermöglichen die Messung mehrerer Beugungen bei mehreren Einfallswinkeln, einschließlich Licht, das von Zenit- und Azimutwinkeln gestreut wird. Dies ermöglicht eine größere Empfindlichkeit beim Lesen der Streustruktur, wodurch größere Datenmengen in kürzerer Zeit erfasst werden können.