Close up of industrial inspection equipment

Metrología óptica

La metrología óptica incluye la interferometría y otras técnicas sofisticadas que se pueden utilizar para evaluar las dimensiones, las propiedades de la superficie, la temperatura y la alineación con precisión y eficiencia. Muchas industrias y aplicaciones confían en estas técnicas de medición sin contacto basadas en luz para el control de calidad, el diseño de productos y la optimización de procesos.

Measuring system in an offset printing machine

¿Cómo es un sistema de metrología óptica y cómo funciona?

La metrología óptica abarca numerosas técnicas que utilizan la luz para medir y analizar diversas propiedades de objetos o materiales. Las mediciones, inspecciones y análisis precisos para diversas aplicaciones científicas, industriales y tecnológicas son posibles gracias a la forma única en que la luz interactúa con los materiales.

Por lo general, los enfoques de metrología óptica siguen estos pasos:

Iluminación

Se utiliza una fuente de luz, a menudo un láser u otro emisor de luz coherente, para iluminar el objeto. Se pueden utilizar elementos ópticos como guías de luz de fibra óptica, lentes, espejos o divisores de haz para controlar y dirigir la ruta de luz utilizada para la iluminación.

Interacción

Cuando la luz interactúa con el objeto, las características del objeto hacen que cambie de varias maneras. Esto puede modificar la forma en que se refleja, refracta o absorbe la luz, lo que crea cambios en la intensidad, longitud de onda, fase o polarización de la luz.

Detección

Los detectores o sensores capturan la luz modificada después de que haya interactuado con el objeto. La medición de los cambios en las propiedades de la luz proporciona información importante sobre las propiedades del objeto.

Técnicas de la metrología óptica

Interferometría

La interferometría utiliza los patrones de interferencia generados por las ondas de luz para determinar los perfiles de superficie, la planitud, el grosor, la calidad óptica y otras características de un objeto.

Espectroscopia

Al medir las interacciones entre la luz y la materia, la espectroscopia se puede utilizar para identificar la composición química, las estructuras moleculares y las propiedades de los materiales en función de los patrones de absorción, emisión o dispersión de la luz.

Triangulación óptica

La triangulación óptica combina los principios de la geometría y la óptica para medir distancias o evaluar los perfiles de superficie de objetos. Esto se hace proyectando un patrón de luz sobre una superficie y, a continuación, analizando la geometría de la luz que se refleja o dispersa.

Aplicaciones típicas para la metrología óptica

Gracias a su capacidad para proporcionar mediciones precisas y exactas, una amplia variedad de industrias y campos científicos confían en la metrología óptica. Algunas áreas de aplicación destacadas incluyen:

Circuit board with computer chip
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Semiconductores

La metrología óptica es vital en los procesos litográficos, donde garantiza una alineación y caracterización precisas de los patrones en las obleas semiconductoras. Se utilizan técnicas como la medición de dimensión crítica óptica (OCD) para preservar la precisión en los patrones a nanoescala creados en las obleas.

Drops on feather with rainbow colors
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Producción de alimentos

La espectroscopia se utiliza para proporcionar análisis rápidos, no destructivos y precisos para la producción de alimentos. Esto ayuda a garantizar la calidad, la seguridad, la autenticidad y la conformidad con los estándares normativos de los alimentos.

Robots operating in a manufacturing environment
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Aplicaciones industriales

En entornos de fabricación, la metrología óptica facilita mediciones precisas, inspección automatizada, control de calidad y optimización de procesos. Esto no solo ayuda a aumentar la eficiencia, reducir los errores y mejorar la calidad de los productos en las líneas de producción automatizadas, sino que también es crucial para alcanzar los objetivos de la Industria 4,0 y las iniciativas de fabricación inteligente.

Offshore construction platform  for production oil and gas
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Petróleo y energía

La metrología óptica se puede utilizar para la detección de nivel, que es clave para gestionar el inventario, optimizar la producción, garantizar la seguridad y cumplir con las regulaciones en la industria petrolera. El control preciso de los niveles de petróleo permite operaciones eficientes en las diferentes fases de extracción de petróleo, así como durante los procesos de refinado, transporte y almacenamiento.

Fibroblasts labeled with fluorescent dyes
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Ciencias de la vida

En las ciencias de la vida, las técnicas de metrología óptica incluyen la tomografía de coherencia óptica (OCT) para la obtención de imágenes no invasivas, la microscopía de fluorescencia para el estudio de moléculas dentro de las células y las pinzas ópticas para la manipulación precisa de células y partículas. Estos métodos se utilizan para ayudar a diagnosticar enfermedades, estudiar células y realizar investigaciones biomédicas a microescala.

Small combat aircraft on the runway
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Aeroespacial y defensa

La metrología óptica es crucial en aplicaciones aeroespaciales y de defensa. Garantiza la precisión en la fabricación, evalúa la calidad de la superficie y alinea los sistemas ópticos en estructuras críticas como satélites y misiles. Los componentes ópticos permiten mediciones sin contacto y contribuyen a la evaluación precisa de distancias y formas. La tecnología desempeña un papel clave en las pruebas, la validación y la calibración, mejorando la seguridad general y el rendimiento de los equipos aeroespaciales y de defensa en diferentes entornos.

Vidrio especializado en metrología óptica

Los componentes y subconjuntos de vidrio especializado de SCHOTT, incluidos los conductores de luz de fibra óptica, los materiales y componentes ópticos y el envasado hermético, son esenciales para avanzar en la detección óptica y la metrología, donde la precisión y la exactitud son primordiales. Nuestros materiales de vidrio especializados están diseñados para poseer combinaciones únicas de propiedades ópticas, como la baja dispersión y la alta transmitancia, que permiten sensores e instrumentos de medición de vanguardia. Al facilitar la manipulación de la luz, los vidrios y componentes especializados permiten una detección avanzada de la señal y una medición precisa.

Fabricación de guías de luz de fibra óptica

Productos SCHOTT para metrología óptica y detección

Fibra óptica

Los haces de fibra óptica desempeñan un papel crucial en la metrología óptica al transportar luz desde una fuente a un dispositivo de medición o desde un objeto bajo escrutinio a un detector. Ya sea para guiar la luz y las imágenes alrededor de una esquina, fuera de un espacio estrecho o lejos de un área caliente, oscura o igual de desafiante, la fibra óptica es fundamental para las tecnologías más avanzadas del mundo.

Vidrio óptico y de filtro

Ofrecemos una amplia gama de vidrios ópticos y de filtro diseñados para aplicaciones de metrología de precisión. Nuestros más de 120 vidrios ópticos son adecuados para lentes, espejos y otros componentes de sistemas de imagen de alta precisión. Los vidrios filtrantes especializados de SCHOTT® controlan la transmisión de la luz y aíslan longitudes de onda específicas, incluyendo filtros paso banda, paso largo, paso corto, multibanda y de mejora del contraste.

Componentes ópticos y recubrimientos

SCHOTT ofrece componentes ópticos y revestimientos diseñados con precisión que mejoran la precisión de la medición. Las lentes y los espejos artesanales garantizan una calidad de imagen excelente, crucial para la metrología de alta precisión. Los recubrimientos avanzados de SCHOTT pueden ayudar a minimizar los reflejos, mejorar la transmisión de la luz y reducir las interferencias superficiales, garantizando mediciones precisas con una distorsión mínima.

Embalaje hermético para sensores ópticos

El embalaje y los componentes eléctricos garantizan la fiabilidad y la funcionalidad de los sensores ópticos y los dispositivos de metrología. Los paquetes sellados al vacío protegen de la humedad, el polvo, las vibraciones y las interferencias de la luz, lo que proporciona una alineación precisa para mediciones precisas. SCHOTT ofrece carcasas herméticas, tapas de lentes ópticas personalizadas para sensores UV/VIS/IR y conectores para comunicación óptica.