Caracterización óptica de películas delgadas mediante interferometría holográfica. - Balducci, Nicolás
El trabajo fue planteado como un recorrido de aprendizaje sobre fenómenos de la óptica física, desde la interferencia hasta las técnicas holográficas digitales, con el fin de elaborar un sistema óptico experimental para realizar microscopía holográfica digital de fase cuantitativa. A partir de un esquema de interferómetro de Michelson, el objetivo es medir espesores de películas delgadas del orden de fracciones de la longitud de onda del láser utilizado, y lograr la reconstrucción tridimensional de las superficies como una imagen de contraste de fase a través del desarrollo de algoritmos de procesamiento de los hologramas digitales por medio de la transformada discreta de Fourier. Para el desarrollo del trabajo experimental, en una primera etapa se utilizó una muestra que contiene una película de plata depositada sobre silicio cristalino, de espesor conocido por mediciones realizadas en un trabajo anterior. Se aplicó la técnica de microscopía holográfica digital a dicha muestra, para obtener imágenes del diagrama de fases, como forma de ajustar el montaje óptico y medir las distancias focales. La segunda etapa consistió en determinar la distancia focal óptima, con tolerancias del orden de la décima de milímetro, situando la cámara (plano imagen) a diferentes distancias de la muestra (plano objeto) y analizando diferentes operadores de medición de foco mediante algoritmos propuestos por diversos autores, utilizando el software Matlab®, para adoptar el método de mejor desempeño en la configuración del esquema óptico montado. En la terca etapa se desarrolló la corrección de las principales aberraciones ópticas presentes en el diagrama de fases por métodos de procesamiento numérico. Luego de estos tres pasos se obtuvieron hologramas de la muestra de referencia. Además se graficaron perfiles de la superficie y se elaboraron gráficas tridimensionales de la topografía superficial. Para cumplir con el objetivo propuesto, se tomaron hologramas de una muestra que contiene una película delgada de óxido de silicio sobre un sustrato de silicio cristalino. Por último, para comprobar la eficacia del método de procesamiento digital, se creó un holograma en forma numérica que contenía regiones donde los patrones de franjas de interferencia fueron desplazados arbitrariamente, para simular diferencias de nivel que se calcularon de manera teórica.