Reflektometria

Reflektometria wykorzystuje odbicie fal na powierzchniach i interfejsach do wykrywania lub charakteryzowania obiektów.

Istnieje wiele różnych form reflektometrii. Można je sklasyfikować na kilka sposobów: ze względu na zastosowane promieniowanie (elektromagnetyczne, ultradźwiękowe, wiązki cząstek), geometrię propagacji fal (niekierowane w porównaniu z falowodami lub kablami), ze względu na zaangażowane skale długości (długość fali i głębokość penetracji a rozmiar badanego obiektu), metodą pomiaru (ciągła kontra pulsacyjna, rozdzielona polaryzacja, ...) oraz dziedziną zastosowania.

Zużyte promieniowanie

Promieniowanie elektromagnetyczne o bardzo różnych długościach fal jest wykorzystywane w wielu różnych formach reflektometrii:

• Radar i Lidar : Odbicia impulsów elektromagnetycznych są wykorzystywane do wykrywania obecności oraz pomiaru położenia i prędkości obiektów, takich jak samoloty, pociski, statki, samochody.
• Charakterystyka cienkich warstw półprzewodnikowych i dielektrycznych: Analiza danych współczynnika odbicia z wykorzystaniem równań dyspersji Forouhi Bloomer może określić grubość, współczynnik załamania i współczynnik ekstynkcji cienkich warstw stosowanych w przemyśle półprzewodnikowym .
• Reflektometria rentgenowska : to czuła na powierzchnię technika analityczna stosowana w chemii, fizyce i materiałoznawstwie do charakteryzowania powierzchni, cienkich warstw i warstw wielowarstwowych.

Propagacja impulsów elektrycznych w kablach służy do wykrywania i lokalizacji uszkodzeń instalacji elektrycznej.

ultradźwiękowa : Przetwornik generuje fale ultradźwiękowe , które rozchodzą się, aż dotrą do granicy między medium propagacyjnym a próbką. Fala jest częściowo odbijana na granicy faz i częściowo przekazywana do próbki. Fale odbite na granicy faz wracają do przetwornika, a następnie impedancję próbki, mierząc amplitudę fali odbitej od granicy faz medium propagacyjne/próbka. Na podstawie odbitej fali można określić pewne właściwości próbki, którą chcemy scharakteryzować. Zastosowania obejmują ultrasonografia medyczna i badania nieniszczące .

Reflektometria neutronowa : to technika dyfrakcji neutronów służąca do pomiaru struktury cienkich warstw , podobna do często uzupełniających się technik odbijania promieniowania rentgenowskiego i elipsometrii . Technika ta dostarcza cennych informacji w szerokim zakresie zastosowań naukowych i technologicznych, w tym agregacji chemicznej , adsorpcji polimerów i środków powierzchniowo czynnych , struktury cienkowarstwowych układów magnetycznych , membran biologicznych.

Współczynnik odbicia skóry : W antropologii urządzenia reflektometryczne są często używane do oceny koloru ludzkiej skóry poprzez pomiar współczynnika odbicia skóry. Urządzenia te są zwykle skierowane na ramię lub czoło, a emitowane fale są następnie interpretowane w różnych wartościach procentowych. Niższe częstotliwości reprezentują niższy współczynnik odbicia skóry, a tym samym ciemniejszą pigmentację, podczas gdy wyższe częstotliwości reprezentują większy współczynnik odbicia skóry, a tym samym jaśniejszą pigmentację.

Różne techniki reflektometrii

Wiele technik opiera się na zasadzie reflektometrii i wyróżnia się rodzajem zastosowanych fal oraz analizą odbitego sygnału. Wśród wszystkich tych technik możemy sklasyfikować główne, ale nie ograniczające się do:

• W reflektometrii w dziedzinie czasu (TDR) emituje się ciąg szybkich impulsów i analizuje wielkość, czas trwania i kształt odbitych impulsów.
• Reflektometria w dziedzinie częstotliwości (FDR): technika ta opiera się na transmisji zestawu fal sinusoidalnych o stopniowanej częstotliwości z próbki. Jeśli chodzi o TDR, fale te rozchodzą się aż do próbki i są odbijane z powrotem do źródła. Istnieje kilka typów FDR, które są powszechnie stosowane w zastosowaniach radarowych lub charakteryzacji kabli/przewodów. Analiza sygnału koncentruje się raczej na zmianach częstotliwości między sygnałem padającym a sygnałem odbitym.
• Elipsometria to polaryzacyjno-rozdzielczy pomiar odbić światła od cienkich warstw.