Plateforme de Métrologie par Diffusion Lumineuse

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DIFFUSIF est une plateforme instrumentale dédiée à la métrologie par et pour la lumière diffuse (BRDF, Haze, Albedo…).

Contact : Myriam Zerrad

DIFFUSIF est constituée d’une dizaine d’instruments originaux et innovants permettant de réaliser les actions suivantes :
• Mesure spectrale large-bande (400 -1000 nm) de la diffusion par les composants optiques
• Mesure angulaire de la diffusion dans tout le domaine large-bande précité
• Mesure polarimétrique de la diffusion dans tout le domaine large-bande précité
• Diagnostic en diffusion « blanche »
• Analyse d’états de surface, analyse d’états de volume, couches minces optiques
• Séparation des rugosités de surface et des hétérogénéités de volume
• Extraction des défauts localisés
• Analyse de speckle, polarisation et cohérence en milieux désordonnés …
• …

Les différents instruments sont conçus et développés en interne en fonction des besoins scientifiques lorsque ceux-ci nécessitent une métrologie extrême. Certains d’entre eux sont amenés à devenir pérennes, c’est le cas des instruments phares qui sont identifiés comme :

Instrument SALSA



- SALSA (Spectral and Angular Light Scattering Apparatus) qui permet l’enregistrement angulairement et spectralement résolu de la lumière diffusée Mesures de BRDF, BTDF, BSDF, ESDF….)






Spécifications Techniques :
- Performances d’un diffusomètre laser sur l’ensemble du domaine spectral : 410-1000 nm
- Choix arbitraire de la longueur d’onde d’éclairage sur [410 nm – 1000 nm]
- Seuil de détectivité à 10^-8 str^-1 (limité par la diffraction de Rayleigh)
- Plus de 15 décades de dynamique de mesure
- Première mesure mondiale de densités optiques supérieures à 12
- Précision meilleure que 1%
- salle blanche ISO 6 - Espace Photonique
- Instrument référencé par le CNES, la DGA et l’ESA.

Ils en parlent :
CNRS INSIS
NKT Photonics
Advances in Engineering

Cartographie de TIS enregistrée avec l’AOS



-  AOS (Analyseur Optique de Surfaces), est conçu pour réaliser une mesure spatialement résolue de la BRDF des surfaces considérées. Seul instrument au monde ayant cette capacité avec une telle détectivité , il offre en conséquence un accès immédiat à la stationnarité de la rugosité . Mais aussi, cet instrument permet d’identifier et quantifier le poids des défauts localisés en regard de la rugosité locale intrinsèque.( Opt. Eng., 53(9), 092012 (2014), special issue invited paper, Applied Optics 53, A297-A304 (2014), Optics Com.282 (7)2009, 1265-1273)



AOS

Spécifications Techniques :
- Surface analysée : 20 mm de diamètre
- Résolution latérale : 26 µm de coté
- 10^6 BRDF enregistrées en parallèle
- Seuil de détectivité à 10^-8 str^-1 ; (limité par la diffraction de Rayleigh)
- Discrimination rugosité intrinsèque/ défauts
- Extraction de la topographie de la surface


Matrice de Mueller pour un angle de diffusion



-  OSA-MUELLER est un diffusomètre polarimètre spatialement résolu. Il permet de discriminer des défauts de dimensions similaires, mais d’indices optiques ou de propriétés polarimétriques différentes. ( Appl. Opt. 50, C217-C221 (2011) )



Ellipsomètre spatialement résolu


-  Ellipsomètre spatialement résolu à une échelle sub-speckle
Cet instrument permet de mesurer le degré (dop) et l’état de polarisation de la lumière diffusée, à une échelle en dessous de la taille du speckle. Il permet d’identifier les dépolarisations spatiales et temporelles, les repolarisations… Les résultats sont fournis sous forme d’histogrammes de dop ou de cartographies des paramètres polarimétriques dont les études locales ou statistiques appuient l’identification de signatures.
Performances : Optics Express 22, 14594-14609 (2014), Optics Express, Vol. 22, Iss. 18, p. 21427 (2014).



Diffusomètre One Shot et mesure d’une structure résonante

-  One Shot Scatterometer est un diffusomètre à très haute résolution spectrale et sans mouvement mécanique. Conçu pour la métrologie des champs exaltés par des structures hautement résonnantes, cet instrument permet d’enregistrer les indicatrices angulaires de diffusion et les réponses spéculaires associées avec une résolution spectrale de l’ordre du pm sans aucun mouvement mécanique.




TISS





- TISS met en jeu une sphère intégrante pour cartographier les centres diffusants sur les échantillons. Il a été développé dans le cadre d’un partenariat avec le Fraunhofer IOF de Iena.








- Un Diffusomètre monochromatique "classique" est également disponible

- Un Diffusomètre instantané à un seul angle dont le principe a été breveté par les acteurs clés de l’activité est en cours de développement avec le soutien de la SATT-SE.



La plateforme DIFFUSIF est désormais membre du réseau européen ACTPHAST 4.0. A ce titre, les projets de recherche collaborative entre la plateforme DIFFUSIF et les PME européennes sont éligibles à un financement par le réseau ACTPHAST 4.0. N’hésitez pas à nous contacter pour de plus amples renseignements.

Experts : Claude Amra, Michel Lequime, Myriam Zerrad (correspondant AFNOR/CEN/ISO)