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- Resumen es exacto "En este trabajo se proponen y comparan nuevas técnicas de metrología óptica basadas en procesamiento de imágenes y señales digitales que son utilizadas en el análisis de materiales, procesos de microfabricación y funcionalidad de microsistemas. Dado que los se fabrican típicamente con las mismas técnicas que las utilizadas en la industria de dispositivos semiconductores, estas técnicas de inspección óptica son trasladables a dicho campo de la ingeniería. Los métodos propuestos de inspección óptica en microsistemas con rugosidades en la escala de la longitud de onda de iluminación se diseñaron haciendo uso de conocidas propiedades del fenómeno de speckle. Particularmente, se evalúan micro y nanodesplazamientos fuera del plano en muestras sujetas a deformaciones. Se presenta una ampliación de la técnica de reconstrucción no lineal exacta de la holografía digital que mejora la recuperación de la fase óptica en métodos interferométricos que utilizan modulación de portadora. Se muestra que el agregado de la utilización de transformaciones no lineales en determinados coecientes de la transformada wavelet del interferograma analizado, permite estimar la fase óptica sin los efectos indeseados que produce la presencia de una intensidad de fondo. Se introduce también un nuevo método para la estimación directa de la fase óptica a partir de un patrón interferométrico ruidoso mediante suavizado spline implícito (ISS). A continuación, se presenta un método simplificado para la recuperación de fase óptica del haz de objeto en interferometría temporal de patrones de speckle (TSPI). El mismo se basa en una modulación compleja numérica de las señales temporales de intensidad y un posterior filtrado complejo que recupera la evolución espacio-temporal de la fase del objeto. Aquí se utiliza un marco de descomposición bivariada en modos empíricos que evita la aplicación de la transformada de Hilbert para el estudio de señales de amplitud y frecuencia moduladas. La Tesis concluye con el diseño, la implementación y comparación de métodos basados en la descomposición bivariada en modos empíricos y la descomposición intrínseca de escala-tiempo para la reconstrucción de la fase óptica del objeto en TSPI a tiempo real. Esta nueva modalidad favorece el estudio de eventos dinámicos ligados al diseño y desarrollo de microsistemas. Los nuevos métodos de análisis a tiempo real evitan la aplicación de la transformada de Hilbert y mejoran la exactitud de la medición mediante la detección de los píxeles propensos a errores y su filtrado por triangulación de píxeles confiables. Los enfoques propuestos son comparados entre sí con índices apropiados de calidad, rendimiento y robustez frente al ruido, así como también se discuten las ventajas y limitaciones asociadas a cada método. El desempeño se evalúa mediante la comparación de la precisión de reconstrucción de la fase óptica y los tiempos de cálculo involucrados en el procesamiento de imágenes obtenidas por simulaciones numéricas. Para completar el análisis, se estudiaron imágenes experimentales obtenidas usando esquemas ópticos de interferometría e interferometría heterodina por desplazamiento de fase de pi/2 en simultáneo para inspección de polímeros, dispositivos piezoeléctricos y fallas mecánicas en piezas metálicas.
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