Co to jest scatterometer?
Scatterometer to precyzyjne urządzenie pomiarowe, które przesyła energię mikrofalową i odczytuje odbicia światła rozproszone z powrotem na powierzchni docelowej w celu uzyskania danych wymiarowych. Światło „rozproszone wstecznie” można odczytać jako nakładki graficzne lub kolorowe na obrazie powierzchni docelowej, co umożliwia bardzo dokładne obserwacje i pomiary. Technologia ta jest wykorzystywana w laboratorium, w terenie oraz w satelitach do wielu zastosowań naukowych, przemysłowych i wojskowych. Niektóre zastosowania obejmują pomiar wysokości i przepływów fal oceanicznych w celu określenia kierunku i prędkości wiatru do analizy i monitorowania prądu oceanicznego; dodatkowo, scatterometria może mierzyć topografię, globalne wydarzenia klimatyczne i pogodowe oraz budowę precyzyjnych mikroukładów i nanotechnologii.
Pomiary scatterometru przeprowadzane są w niesprzyjających warunkach, zastępując niedokładne technologie, które mogą być udaremnione przez nieprawidłowości od zachmurzenia po wady sprzętu optycznego. Korzystanie z impulsów mikrofalowych zapewnia dokładne sprzężenie zwrotne sygnału i szumu, co zapewnia wyraźne, niezawodne i powtarzalne zbieranie danych. Dane uzyskane z tej technologii generują nowe obszary badań dla naukowców w wielu dziedzinach, w tym w przemyśle morskim, gdzie scatterometria zapewnia wgląd w wzorce pogodowe, rybołówstwo, bezpieczeństwo morskie i klimat globalny.
Za pomocą detektorów optycznych i laserów o różnych długościach fal scatterometry mogą określić właściwości optyczne powierzchni i podłoży. Technologia naziemna może wykorzystywać reflektory paraboliczne, podsystemy częstotliwości radiowej (RF), elektronikę częstotliwości pośredniej (IF) i jednostki akwizycji danych. Takie systemy mogą monitorować dane rozproszenia wstecznego z terenu, takiego jak lasy, gleba i roślinność.
W produkcji scatterometr stosuje się w konstrukcji półprzewodników, które czasem wymagają pomiaru na poziomie atomowym. Półprzewodniki mają wiele warstw, które wymagają precyzyjnego wyrównania do skali nanometrycznej. Metrologia, czyli badanie i rozwój systemów pomiarowych, obejmuje scatterometrię, która przewyższa nawet technologię nakładania obrazów przeprowadzaną za pomocą potężnych mikroskopów. Zamiast nakładania obrazów, inżynierowie rozpraszają światło o różnych długościach fal na półprzewodnikowe płytki i mierzą ich dwukierunkowy współczynnik odbicia za pomocą oprogramowania i algorytmów. Umożliwia to dokładne pomiary drobnych przesunięć bez uzależnienia od nieregularnej optyki mikroskopu lub działania.
Technologia scatterometru pozwala na szybką, nieniszczącą analizę materiałów lub powierzchni poprzez staranną analizę ugiętego światła w porównaniu ze zmianami kształtu linii okresowej powierzchni rozpraszającej. Technologia ta jest umieszczona w wielu satelitach, które monitorują równomierne przekroje radarów lub „pokosy” powierzchni globu. W połączeniu z technologią mapowania, systemami łączności i innymi usługami pogodowymi lub poszukiwawczymi i ratowniczymi pozwala to na wszystko, od wilgoci gleby do wulkanu zdarzenia, które mają być wyraźnie wyświetlane w precyzyjnych zmianach wymiarów.
Dwukierunkowa funkcja rozkładu odbicia (BRDF) opisuje właściwość materiału odbicia światła od rzeczywistych powierzchni stosowanych w optyce, termodynamice i informatyce. Innowacje, takie jak scatterometr kopułkowy, umożliwiają pomiar wielu dyfrakcji pod różnymi kątami padania, w tym światła rozproszonego pod kątem zenitu i kąta azymutu. Pozwala to na większą czułość odczytu struktury rozpraszania, pozwalając na pozyskiwanie większych ilości danych w krótszym czasie.