Issue |
Mater. Tech.
Volume 92, Number 10-11-12, 2004
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Page(s) | 15 - 22 | |
Section | Essais, mesure, contrôle | |
DOI | https://doi.org/10.1051/mattech:2004043 | |
Published online | 01 August 2007 |
Surfométrie appliquée à la caractérisation des matériaux
Surfometry applied to materials characterization
1
Université Abou-Bakr Belkaid, Laboratoire d'optoélectronique, 13000, Tlemcen, Algérie
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Laboratoire d'optique P.M. Duffieux, URA CNRS 214, 25030, Besançon cédex, France
Le système proposé et réalisé est un profilomètre hybride fonctionnant en lumière monochromatique, double longueur d'onde, et en lumière blanche. Il comprend essentiellement un microscope métallographique, auquel on a intégré un interféromètre de Mirau, une caméra CCD matricielle, ainsi qu'un micro-ordinateur. Trois techniques d'interférométrie intégrées dans le même dispositif seront proposées : La première est basée sur la microscopie interférentielle à décalage de phase (Phase Shifting Interferometry) qui a les avantages de rapidité d'acquisition et de bonne résolution verticale tant que les défauts de surface ne dépassent pas quelques micromètres en profil continu. Afin de lever l'ambiguïté sur la phase, une deuxième technique a été mise en œuvre. Elle consiste à utiliser deux longueurs d'onde voisines l'une de l'autre et opérant dans le même interféromètre. La troisième méthode faisant appel à l'interférométrie en lumière blanche (White Light Interferometry) est avantageuse du point de vue de la dynamique verticale puisqu'on peutmesurer des motifs dont la hauteur peut aller jusqu'à plusieurs dizaines de micromètres.Néanmoins cette méthode présente l'inconvénient d'être moins rapide que les précédentes àcause du nombre élevé d'images à traiter.On présente dans cet article les performances du système en termes de résolutions latérale, longitudinale, précision, gamme de mesure, et de rapidité. Afin de valider cette étude, une étude comparative a été établie entre PSM, WLI, et par microscopie à forces atomiques AFM.
Abstract
The proposed and realised system is an hybrid profilometer functioning in monochromatic light, double wavelength, and white light. It essentially comprises a microscope into which an interferometer of Mirau, a matrix camera CCD, as well as a microcomputer are included. Three techniques of interferometry integrated in the same device will be proposed: The first is based on interferential microscopy with phase shift (Phase Shifting Interferometry). It has the advantages of speed acquisition and good vertical resolution as long as the defects of surface do not exceed a few microns in continuous profile. In order to solve the problem of the phase ambiguity, a second technique was implemented. It consists in using two different wavelengths operating in the same interferometer. The third method based on White Light Interferometry (WLI) is advantageous relating to vertical range. Indeed, we measure profiles in which the height can reach several tens of microns. Neverthless this method presents the disadvantage of being slower than the former ones because of the high number of images to be processed. We present in this paper the performances of the systems in terms of lateral resolution, vertical resolution, precision, vertical range, and speed acquisition. In order to validate this study, a comparative study was carried out between PSI, WLI, and AFM.
Mots clés : Profilométrie optique / Microscopie interférentielle / Interférométrie à décalage de phase / Interférométrie en lumière blanche / Microscopie confocale
Key words: Optical Interferometry / Interference Microscopy / Phase Stepping Interferometry / White Light Interferometry / Confocal Microscopy
© EDP Sciences, 2004
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