El artículo «Polarization of light scattered by microrough surfaces and subsurface defects» escrito por Thomas A. Germer y Clara C. Asmail, publicado el 1 de junio de 1999, presenta una detallada investigación sobre la polarización de la luz dispersada por superficies microrrugosas y defectos subsuperficiales. El estudio destaca la relevancia de la dispersión de luz en la caracterización de la calidad de materiales y explora cómo la polarización de la luz puede proporcionar información crítica sobre la naturaleza de las superficies y defectos subsuperficiales.
El trabajo comienza señalando que la cantidad de luz dispersada por un material es una medida sensible de su calidad. En un material perfectamente liso traslúcido no se espera dispersión de luz, por lo que la presencia de cualquier defecto, ya sea rugosidad superficial, defectos bajo la superficie, estructura granular o contaminación por partículas, introduce dispersión en direcciones alejadas de la reflexión especular o transmisión . Aunque la función de distribución bidireccional de reflectancia (BRDF) es comúnmente usada para evaluar esta dispersión, no permite distinguir claramente entre diferentes fuentes de dispersión.
La polarización de la luz dispersada proporciona una herramienta potente para distinguir entre diferentes trayectorias de la luz durante su dispersión. Este método, conocido como elipsometría bidireccional, permite evaluar la dirección de la polarización de la luz dispersada, aportando información sobre la naturaleza de las interacciones con el material, ya sean interacciones con partículas, microrrugosidades en la superficie o defectos subsuperficiales .
Para investigar estas características, se midió la polarización de la luz de 532 nm dispersada por varios tipos de muestras, incluyendo silicio rugoso, nitruro de titanio rugoso, sílice fundida pulida y cerámica de vidrio, así como vidrio negro molido y pulido incompletamente. Se revisaron modelos teóricos para la dispersión de luz polarizada de microrrugosidades, defectos subsuperficiales y facetas, comprobando su validez a través de estos experimentos .
Los resultados de las mediciones mostraron que la dispersión de luz por microrrugosidades y por características subsuperficiales tiene firmas polarimétricas distintivas que permiten diferenciar entre estos dos mecanismos. Por ejemplo, en muestras de sílice fundida y cerámica de vidrio, la dispersión se ajusta muy bien al modelo de defectos subsuperficiales, mientras que en muestras de silicio microrrugoso y nitruro de titanio, los datos concuerdan con el modelo de microrrugosidades .
Un hallazgo notable es que la luz dispersada por superficies microrrugosas es altamente polarizada linealmente, mientras que la dispersión por defectos subsuperficiales presenta una polarización distintiva que puede ser identificada mediante la medición del ángulo principal de polarización y el grado de polarización lineal .
La elipsometría bidireccional se perfiló como una técnica valiosa no solo para la caracterización de materiales, sino también como una herramienta diagnóstica en procesos de manufactura, permitiendo identificar desviaciones en el proceso que causan tipos específicos de defectos. Esta capacidad de distinguir entre mecanismos de dispersión y asignarles magnitudes sugiere su potencial como método de análisis en la industria, especialmente para la evaluación de superficies y películas delgadas .
En conclusión, el artículo de Germer y Asmail proporciona una contribución fundamental al entendimiento de la dispersión de luz polarizada por superficies y defectos subsuperficiales, demostrando que la polarización de la luz dispersada puede ser una firma única del mecanismo de dispersión, lo cual abre nuevas posibilidades para el diseño de instrumentos de medición y el diagnóstico de procesos de manufactura .
