(45-3) 05 * << * >> * Русский * English * Содержание * Все выпуски

Сигнал автокорреляционного низкокогерентного интерферометра при зондировании слоистого объекта волновым полем с широким угловым спектром
Д.В. Лякин 1, В.П. Рябухо 1

1 Институт проблем точной механики и управления РАН,
410028, Россия, г. Саратов, ул. Рабочая, д. 24

 PDF, 1080 kB

DOI: 10.18287/2412-6179-CO-821

Страницы: 340-349.

Аннотация:
Рассмотрено влияние ширины углового спектра (числовой апертуры) зондирующего слоистый объект частотно широкополосного волнового поля на сигнал автокорреляционного низкокогерентного интерферометра при пространственно когерентном и некогерентном освещении входного зрачка объектива, формирующего это поле. Установлено, что в случае некогерентного освещения увеличение ширины углового спектра поля приводит к уменьшению амплитуды, изменению формы и положения измерительных сигналов интерферометра из-за декорреляции интерферирующих парциальных составляющих объектного поля, отразившихся от различных границ раздела внутри объекта. В случае когерентного освещения формирование сигнала автокорреляционного низкокогерентного интерферометра происходит в конфокальном режиме, что приводит к выделению по амплитуде измерительных сигналов, определяемых кросс-корреляциями парциальной составляющей, отразившейся от границы раздела, на которую сфокусировался зондирующий пучок, с парциальными составляющими, отразившимися от других границ раздела внутри объекта. Этот эффект позволяет определить параметры внутренней слоистой структуры объекта без привлечения априорной информации об этой структуре. При этом увеличение числовой апертуры зондирующего объект пучка приводит к увеличению систематической ошибки определения оптических толщин слоев, которая может быть оценена на основе полученных выражений.

Ключевые слова:
интерферометрия, когерентность, автокорреляционный низкокогерентный интерферометр, слоистый объект, угловой спектр, числовая апертура.

Благодарности
Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ в рамках выполне-ния работ по Государственному заданию ИПТМУ РАН, № гос. рег. АААА-А18-118042790042-4.

Цитирование:
Лякин, Д.В. Сигнал автокорреляционного низкокогерентного интерферометра при зондировании слоистого объекта волновым полем с широким угловым спектром / Д.В. Лякин, В.П. Рябухо // Компьютерная оптика. – 2021. – Т. 45, № 3. – С. 340-349. – DOI: 10.18287/2412-6179-CO-821.

Citation:
Lyakin DV, Ryabukho VP. Signal of an autocorrelation low-coherence interferometer probing a layered object by a wave-field with wide angular spectrum. Computer Optics 2021; 45(3): 340-349. DOI: 10.18287/2412-6179-CO-821.

Литература:
  1. Optical coherence tomography. Technology and applications / ed. by W. Drexler, J.G. Fujimoto. – Berlin: Springer, 2008. – 1326 p. – ISBN: 978-3-540-77550-8.
  2. Handbook of full-field optical coherence microscopy: technology and applications / ed. by A. Dubois. –Singapore: Pan Stanford Publishing Pte. Ltd., 2016. – 790 p. – ISBN: 978-981-4669-16-0.
  3. Rao, Y. Recent progress in fibre optic low-coherence interferometry / Y. Rao, D.A. Jackson // Measurement Science and Technology. – 1996. – Vol. 7, Issue 7. – P. 981-999. – DOI: 10.1088/0957-0233/7/7/001.
  4. Ford, H.D. Comparative signal-to-noise analysis of fibre-optic based optical coherence tomography systems / H.D. Ford, R. Beddows, P. Casaubieilh, R.P. Tatam // Journal of Modern Optics. – 2005. – Vol. 52, Issue 14. – P. 1965-1979. – DOI: 10.1080/09500340500106774.
  5. Feldchtein, F. Cost-effective all-fiber autocorrelator-based 1300-nm OCT system / F. Feldchtein, J. Bush, G.V. Gelikonov, V.M. Gelikonov, S. Piyevsky // Proceedings of SPIE. – 2005. – Vol. 5690. – P. 349-355. – DOI: 10.1117/12.589502.
  6. Oh, W.Y. Spectrally-modulated full-field optical coherence microscopy for ultrahigh-resolution endoscopic imaging / W.Y. Oh, B.E. Bouma, N. Iftimia, R. Yelin, G.J. Tearney // Optics Express. – 2006. – Vol. 14, Issue 19. – P. 8675-8684. – DOI: 10.1364/oe.14.008675.
  7. Ford, H.D. Fibre imaging bundles for full-field optical coherence tomography / H.D. Ford, R.P. Tatam // Measurement Science and Technology. – 2007. – Vol. 18, Issue 9. – P. 2949-2957. – DOI: 10.1088/0957-0233/18/9/027.
  8. Bachmann, A.H. Dual beam heterodyne Fourier domain optical coherence tomography / A.H. Bachmann, R. Michaely, T. Lasser, R.A. Leitgeb // Optics Express. – 2007. – Vol. 15, Issue 15. – P. 9254-9266. – DOI: 10.1364/OE.15.009254.
  9. Wang, C. Long-range common-path spectral domain optical coherence tomography / C. Wang, Q. Zhang, Y. Wang, X. Zhang, L. Zhang // Optics Express. – 2019. – Vol. 27, Issue 9. – P. 12483-12490. – DOI: 10.1364/OE.27.012483.
  10. Takada, K. Development of a trench depth measurement system for VLSI dynamic random access memory vertical capacitor cells using an interferometric technique with a Michelson interferometer / K. Takada, K. Chida, J. Noda, S. Nakajima // Applied Optics. – 1989. – Vol. 28, Issue 15. – P. 3373-3381. – DOI: 10.1364/AO.28.003373.
  11. Fercher, A.F. Eye length measurment by interferometry with partially coherent light / A.F. Fercher, K. Mengedoht, W. Werner // Optics Letters. – 1988. – Vol. 13, Issue 3. – P. 186-188. – DOI: 10.1364/ol.13.000186.
  12. Hitzenberger, C.K. Measurement of corneal thickness by low coherence interferometry / C.K. Hitzenberger // Applied Optics. – 1992. – Vol. 31, Issue 31. – P. 6637-6642. – DOI: 10.1364/AO.31.006637.
  13. Кононенко, В.В. Контроль лазерной обработки поликристаллических алмазных пластин методом низкокогерентной оптической интерферометрии / В.В. Кононенко, В.И. Конов, С.М. Пименов, П.В. Волков, А.В. Горюнов, В.В. Иванов, М.А. Новиков, В.А. Маркелов, А.Д. Тертышник, С.С. Уставщиков // Квантовая электроника. – 2005 – Т. 35, № 7. – С. 622-626.
  14. Волков, П.В. Измерение толщины полупроводниковых подложек в условиях нестационарной температуры с использованием низкокогерентного тандемного интерферометра / П.В. Волков, А.В. Горюнов, А.Ю. Лукьянов, А.Д. Тертышник // Письма в ЖТФ. – 2015. – Т. 41, № 3. – С. 8-16.
  15. Лычагов, В.В. Низкокогерентная автокорреляционная интерферометрия рассеивающих и слоистых сред / В.В. Лычагов, Д.В. Лякин, М.Д. Модель, В.П. Рябухо // Компьютерная оптика. – 2007. – Т. 31, № 3. – С. 40-51.
  16. Model, M. Autocorrelation low coherence interferometry / M. Model, V. Ryabukho, D. Lyakin, V. Lychagov, E. Vitkin, I. Itzkan, L. Perelman // Optics Communications. – 2008. – Vol. 281, Issue 8. – P. 1991-1996. – DOI: 10.1016/j.optcom.2007.12.043.
  17. Abdulhalim, I. Spatial and temporal coherence effects in interference microscopy and full-field optical coherence tomography / I. Abdulhalim // Annalen der Physik. – 2012. – Vol. 524, Issue 12. – P. 787-804. – DOI: 10.1002/andp.201200106.
  18. Лякин, Д.В. Продольные корреляционные свойства оптического поля с широкими угловым и частотным спектрами и их проявление в интерференционной микроскопии / Д.В. Лякин, В.П. Рябухо // Квантовая электроника. – 2013. – Т. 43, № 10. – С. 949-957.
  19. Gao, W. Image contrast reduction mechanism in full-field optical coherence tomography / W. Gao // Journal of Microscopy. – 2016. – Vol. 261, Issue 3. – P. 199-216. – DOI: 10.1111/jmi.12333.
  20. Dubois, A. Focus defect and dispersion mismatch in full-field optical coherence microscopy / A. Dubois // Applied Optics. – 2017. – Vol. 56, Issue 9. – P. D142-D150. – DOI: 10.1364/AO.56.00D142.
  21. Grebenyuk, A.A. Coherence effects of thick objects imaging in interference microscopy / A.A. Grebenyuk, V.P. Ryabukho // Proceedings of SPIE. – 2012. – Vol. 8427. – 84271M. – DOI: 10.1117/12.922108.
  22. Arieli, Y. Full field tomography using interference fringes casting of a non spatially-coherent extended spectrally modulated broadband light source / Y. Arieli, S. Epshtein, A. Harris, I. Yaacubov, Y. Cohen // Optics Communications. – 2018. – Vol. 407, Issue 15. – P. 426-431. – DOI: 10.1016/j.optcom.2017.08.027.
  23. Рябухо, В.П. Эффект декогерентности оптического поля с широким угловым спектром при его распространении через границы раздела прозрачных сред / В.П. Рябухо, В.В. Лычагов, Д.В. Лякин, И.В. Смирнов // Оптика и спектроскопия. – 2011. – Т. 110, № 5. – С. 854-857.

© 2009, IPSI RAS
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: journal@computeroptics.ru; тел: +7 (846) 242-41-24 (ответственный секретарь), +7 (846) 332-56-22 (технический редактор), факс: +7 (846) 332-56-20