Institut Fresnel

FIRST - Far field Intensity for the Recovery of Surface Topography

On a pu constater à ce stade que la topographie de surface n’est ici jamais restituée, puisque l’on se contente du premier moment de la rugosité (spectre de rugosité & fonction d’autocorrélation). Si ces données sont entièrement suffisantes pour les application citées précédemment, il serait malgré extrêmement bénéfique d’avoir accès à la « topographie proprement dite » à partir de mesures de diffusion en champ lointain. Un tel accès permettrait en effet aux techniques de diffusion (champ lointain) de venir concurrencer celles de la microscopie optique (globalement de champ proche). Cet objectif constitue la priorité du projet FIRST que porte l’équipe et qui est financé par l’ANR (dates) en partenariat avec le GREYC (J. Fadili). Un premier brevet [] a été déposé sur cette technique en cours d’élaboration. L’idée de base consiste à balayer la fréquence spatiale avec la longueur d’onde plutôt qu’avec la direction de diffusion (comme précédemment). Ce balayage est couplé avec une interférence de diffusion dans la direction symétrique, laquelle fait intervenir la phase de la TF de la topographie. Enfin, un algorithme spécifique permet de lever l’ indétermination sur la valeur mesurée de la phase modulo .
Le deuxième objectif de FIRST concerne la mesure instantanée (sans mouvement de détecteur ou d’échantillon) de la diffusion. Pour cela on fait appel à un éclairage en lumière blanche (large-bande) et on en mesure la diffusion dans une seule direction de l’espace. Nous avons alors démontré [] que, moyennant l’introduction en amont d’un filtre très spécifique, le signal de diffusion mesuré dans une seule direction était proportionnel à la valeur de la rugosité. Un brevet [] a été déposé sur cette procédure dont plusieurs résultats expérimentaux ont confirmé la validité. La fenêtre de fréquences spatiales est évidement réduite car imposée par le domaine de longueurs d’onde, mais cette nouvelle technique permet de caractériser les échantillons non déplaçables (cas des grands miroirs par exemple) ou non accessibles (éléments à caractériser au sein d’un système figé).
Enfin, le troisième objectif de FIRST consiste à retrouver la topographie à partie du spectre de rugosité (sans données de phase). On utilisera pour cela quelques propriétés caractéristiques des surfaces polies.