Caractérisation spectrale locale à l'aide de la microscopie interférométrique : simulations et mesures

Local spectral characterization using coherence scanning interferometry : simulations and measurements

• Auteur / Autrice : Rémy Claveau
• Direction : Paul Montgomery, Manuel Flury
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique, microélectronique, photonique
• Date : Soutenance le 08/12/2017
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....)
• Jury : Président / Présidente : Henri Benisty
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Denis Montaner
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Arnaud Dubois, Maria-Pilar Bernal-Artajona

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tomographie en cohérence optique

Signal, Théorie du (télécommunications)

Mesures spectrales (mathématiques)

Interféromètres

Mots clés libres

Microscopie interférométrique

Interférométrie en lumière blanche

Spectroscopie locale

Simulations et modélisations

Traitement du signal et des images

Spectre de réflectance et de rétrodiffusion

Propriétés optiques et morphologiques

Interferometric microscopy

Local spectroscopy

Simulations and modeling

Signal and image processing

White light interference microscopy

Reflectance and backscattering spectrum

Optical and morphological properties

Résumé

La microscopie interférométrique est une méthode de mesure qui repose sur l’acquisition et le traitement du signal issu de l’interaction de deux ondes, dites ondes « objet » et de « référence ». Ces ondes proviennent des réflexions de la lumière sur un miroir de référence et sur l’échantillon étudié. Bien qu’étant généralement utilisées pour les analyses topographiques ou tomographiques d’un échantillon, les données interférométriques peuvent être exploitées pour réaliser des caractérisations spectrales locales résolues dans les trois directions de l’espace. Dans ce projet, nous avons étudié les performances de cette technique ainsi que ses limitations lorsque l’échantillon se complexifie (dégradation du signal d’interférences). L’analyse a été appliquée à des matériaux réfléchissants pour des mesures en surface puis à des couches transparentes et diffusantes pour aller sonder le milieu en profondeur et extraire la réponse spectrale individuelle de structures localisées dans ce milieu.

White light interference microscopy is a measurement method based on the acquisition and processing of the signal coming from the interaction between two wave fronts, known as the “object” and “reference” wave-fronts. These waves come from the reflection of the light on a reference mirror and the sample studied. Usually used for topographic or tomographic analysis of a sample, the interferometric data can be exploited for spectroscopic purposes. The resulting spectral characterizations are spatially resolved in the three directions of space. In this project, we have studied the performance of this technique, as well as the associated limitations when the sample becomes more complex (degradation of the interferometric signal). The analysis has been first applied to reflective materials for surface measurements and subsequently to transparent and scattering layers for probing within the depth of the medium and then extracting the individual spectral response of the buried structures.