Ein Scatterometer ist ein Präzisionsmessgerät, das Mikrowellenenergie überträgt und Reflexionen des von einer Zieloberfläche zurückgestreuten Lichts liest, um Dimensionsdaten zu erhalten. Das „rückgestreute“ Licht kann als grafische oder farbige Plotüberlagerung der Zieloberflächenabbildung gelesen werden und ermöglicht so sehr genaue Beobachtungen und Messungen. Diese Technologie wird im Labor, im Feld und in Satelliten für zahlreiche wissenschaftliche, industrielle und militärische Anwendungen eingesetzt. Einige Anwendungen umfassen das Messen von Wellenhöhen und Strömungen im Ozean, um die Windrichtung und -geschwindigkeit für die Analyse und Überwachung von Meeresströmungen zu bestimmen; Darüber hinaus kann die Scatterometrie Topographie, globale Klima- und Wetterereignisse sowie den Bau von Präzisionsmikroschaltungen und Nanotechnologie messen.
Scatterometer-Messungen funktionieren auch unter widrigen Bedingungen und ersetzen ungenaue Technologien, die durch Unregelmäßigkeiten von Wolkenbedeckung bis hin zu optischen Ausrüstungsfehlern vereitelt werden können. Die Verwendung von Mikrowellenimpulsen liefert eine genaue Rückmeldung von Signal und Rauschen, was eine klare, zuverlässige und wiederholbare Datenerfassung ermöglicht. Die aus dieser Technologie gewonnenen Daten eröffnen Wissenschaftlern in vielen Bereichen neue Untersuchungsgebiete, einschließlich der maritimen Industrie, wo die Streuungsmessung Einblicke in Wettermuster, Fischerei, Meeressicherheit und globales Klima liefert.
Mit optischen Detektoren und Lasern unterschiedlicher Wellenlänge können Scatterometer die optischen Eigenschaften von Oberflächen und darunterliegenden Substraten bestimmen. Die bodengestützte Technologie kann parabolische Reflektoren, Hochfrequenz(HF)-Subsysteme, Zwischenfrequenz(ZF)-Elektronik und Datenerfassungseinheiten verwenden. Solche Systeme können Rückstreudaten von Gelände wie Wäldern, Böden und Vegetation überwachen.
In der Fertigung wird das Scatterometer beim Bau von Halbleitern verwendet, die manchmal Messungen auf atomarer Ebene erfordern. Halbleiter besitzen viele Schichten, die eine genaue Ausrichtung bis in den Nanometerbereich erfordern. Die Messtechnik oder das Studium und die Entwicklung von Messsystemen hat sich der Scatterometrie zugewandt, die sogar die mit leistungsstarken Mikroskopen durchgeführte bildgebende Overlay-Technologie übertrifft. Anstatt Bilder zu überlagern, streuen Ingenieure verschiedene Lichtwellenlängen über die Halbleiterwafer und messen deren bidirektionale Reflexion mit Software und Algorithmen. Dies ermöglicht genaue Messungen von kleinsten Fehlausrichtungen, ohne von einer unregelmäßigen Mikroskopoptik oder Bedienung abhängig zu sein.
Die Scatterometer-Technologie ermöglicht eine schnelle, zerstörungsfreie Analyse von Materialien oder Oberflächen durch sorgfältige Analyse des gebeugten Lichts im Vergleich zu Änderungen der Linienform einer periodisch streuenden Oberfläche. Diese Technologie wird in zahlreichen Satelliten eingesetzt, die einheitliche Radarquerschnitte oder „Schwaden“ der Erdoberfläche überwachen. Gepaart mit Kartierungstechnik, Kommunikationssystemen und anderen Wetter- oder Such- und Rettungsdiensten lässt sich damit alles von der Bodenfeuchte bis hin zu vulkanischen Ereignissen in präzisen Dimensionsänderungen anschaulich darstellen.
Die bidirektionale Reflexionsverteilungsfunktion (BRDF) beschreibt die Materialeigenschaft der Lichtreflexion von realen Oberflächen aus der Optik, Thermodynamik und Informatik. Innovationen wie das Dome-Scatterometer ermöglichen die Messung mehrerer Beugungen bei mehreren Einfallswinkeln, einschließlich des Lichts, das von Zenit- und Azimutwinkeln gestreut wird. Dies ermöglicht eine höhere Empfindlichkeit beim Lesen der Streustruktur, wodurch größere Datenmengen in kürzerer Zeit erfasst werden können.