Brevet FR3164289A1 — publié le 20260109

Un appareil optique d’analyse de surface (1) permet de mesurer avantageusement en un même endroit de la surface d’un échantillon un signal non linéaire de génération de seconde harmonique (SHG) et un signal linéaire d’absorption en réflectivité et de les corréler pour remonter à des informations sur la microstructure de la surface de l’échantillon. Le design de l’appareil optique a été conçu de manière à intégrer une réflectométrie non linéaire pour la détection du signal SHG, une spectroscopie visible par réflexion-absorption (Vis-RAS) et un dispositif de contrôle visuel de la surface de l’échantillon par microscopie en champ clair (CC) tout en maintenant la compacité de l’appareil. Figure de l’abrégé : Figure 1 Appareil optique d’analyse de surfaces à l’aide de lumières réfléchies par processus optiques linéaire et non linéaire La présente divulgation se rapporte au domaine des dispositifs optiques d’analyse de surfaces d’un échantillon. La présente divulgation concerne plus précisément un appareil optique d’analyse de surfaces d’un échantillon à partir des signaux de génération de seconde harmonique (SHG) et des signaux d’absorption en réflectivité. Il est connu d’utiliser des techniques optiques reposant sur l’interaction entre un faisceau lumineux et un échantillon pour sonder les propriétés physiques et chimiques de la surface d’un échantillon, et en particulier des défauts structuraux formés pendant la fabrication de l’échantillon. L’imagerie ellipsométrique et la réflectométrie linéaire sont basées sur la mesure des modifications de la lumière lors de son interaction avec l’échantillon pour extraire les informations de surface. Cependant, ces processus d’optique étant basés sur l’exploitation d’effets optiques linéaires, les informations extraites ne sont généralement pas complètes . Ces techniques doivent être couplées avec d’autres méthodes de caractérisation de surface plus avancées. Les techniques d’analyses chimiques tels que la résonnance plasmon de surface (SPR), la diffusion Raman exaltée de surface (SERS), et la spectroscopie infrarouge de réflexion absorption par modulation de polarisation (PM-IRRAS) permettent de détecter de très faibles quantités de matière en surface. Cependant, ces techniques nécessitent la présence d’une plaque métallique couplée à un échantillon pour fonctionner. L’opérateur doit être spécifiquement formé pour piloter les appareils. Enfin, ces techniques sont d’utilisation relativement complexe et lourde à mettre en œuvre, et nécessitent la collecte d’une quantité importante de données pour pouvoir extraire les informations de surface, ce qui les rend peu compatibles avec les impératifs de tests de qualité et conformité dans le cadre d’une fabrication en série. Les techniques par rayons X (RX) peuvent être également utilisées pour diagnostiquer des propriétés chimiques ou physiques. Cependant, elles sont souvent destructives et requièrent une préparation de la surface de l’échantillon à analyser qui s’avère difficile. Une autre technique connue consiste à détecter le phénomène non linéaire appelée génération de seconde harmonique (SHG) qui se produit au point de focalisation d’un faisceau lumineux pour sonder la polarisabilité d’un échantillon. Une telle technique est particulièrement utilisée pour contrôler par exemple la qualité des interfaces entre deux couches lors de la fabrication d’une structure de matériaux semi-conducteurs. La technique SHG est donc une technique particulièrement intéressante pour la caractérisation de surface en vue de détection de défauts cristallins non centrosymétriques, là où la symétrie est brisée. Le niveau très faible du signal nécessite généralement l’utilisation d’un faisceau laser puissant pour augmenter la sensibilité de détection. Toutefois, cette technique est généralement utilisée avec un état de polarisation fixe. Le processus peut être considéré comme la combinaison de deux photons pour produire un seul photon, en d’autres termes, la production d’un faisceau lumineux de deux fois la fréquence ou la moitié de la longueur d’onde du faisceau lumineux incident. Aucune des techniques de mesure connues ne permet de collecter à la fois le signal non linéaire SHG et le signal d’absorption en réflexion en un même point de l’échantillon et de pouvoir ainsi les corréler pour extraire certaines informations physiques et chimiques de la surface de l’échantillon. Il est donc souhaitable de développer un dispositif optique de mesure qui soit rapide et facile à mettre en œuvre pour accéder à un maximum d’information de surface de l’échantillon, avec une résolution de l’ordre micrométrique, et ce quel que soit le matériau de l’échantillon. La présente divulgation a également pour objectif de proposer un dispositif qui permet d’utiliser différents modes d’analyse sur un même échantillon, en mode point et en mode cartographie. Résumé La présente divulgation vient améliorer la situation. Il est proposé un appareil de mesure optique pour caractériser la surface d’un échantillon, comprenant - une première source adaptée pour émettre un premier faisceau lumineux incident d’excitation à une première longueur d’onde d’excitation (λ1) ; - une seconde source adaptée pour émettre un second faisceau lumineux incident d’excitation à une seconde longueur d’onde d’excitation (λ2) différente de ladite première longueur d’onde d’excitation ; - un support d’échantillon apte à recevoir l’échantillon; - un bras de projection apte à envoyer le premier faisceau lumineux et le second faisceau lumineux sur un point de mesure de la surface de l’échantillon selon un chemin optique commun, ledit bras comprenant un premier miroir agencé de manière à recevoir ledit premier faisceau lumineux incident et ledit second faisceau lumineux incident et à les réfléchir vers la surface de l’échantillon, un dispositif de focalisation configuré pour générer un point de focalisation sur la surface de l’échantillon et un dispositif de polarisation placé entre le premier miroir et le dispositif de focalisation pour générer un nombre d’états de polarisation du premier faisceau lumineux incident et un état de polarisation linéaire du second faisceau incident; - un premier dispositif de détection configuré pour enregistrer un premier signal de génération de seconde harmonique (SHG) présentant une longueur d’onde de détection égale à la moitié de la longueur d’onde d’excitation associée au premier faisceau lumineux réfléchi par un point de mesure de la surface de l’échantillon; - un second dispositif de détection configuré pour enregistrer un second signal linéaire d’absorption en réflectivité associé au second faisceau lumineux réfléchi par un point de mesure de la surface de l’échantillon; - un bras de collecte apte à collecter le premier faisceau lumineux réfléchi et le second faisceau lumineux réfléchi par la surface de l’échantillon et à les transmettre respectivement vers le premier dispositif de détection et ledit le second dispositif de détection ; - un module de traitement de données configuré pour déterminer des informations structurales à partir du premier signal non linéaire SHG et du second signal linéaire transmis respectivement par le premier dispositif de détection et le second dispositif de détection pour un même point de mesure de la surface de l’échantillon. Selon un mode de réalisation, le premier miroir peut être agencé de sorte que le premier faisceau incident et le second faisceau soient incidents sur la surface de l’échantillon avec un ange d’incidence oblique compris entre 65° et 80° par rapport au plan d’incidence. L’interaction du premier faisceau laser proche infrarouge avec la surface de l’échantillon génère des effets optiques linéaires et non linéaires qui sont collectés à fréquence doublée après réflexion. L’analyse à angle rasant permet d’exalter la réflexion, car les coefficients de réflexion augmentent avec l’angle d’incidence au-delà de l’angle de Brewster pour les diélectriques et le couplage photon-plasmon de surface pour les métaux et semiconducteurs devient très efficace. Selon un mode de réalisation, l’appareil peut comprendre en outre : - un premier dispositif optique agencé entre ladite première source et le premier miroir et configuré pour projeter le premier faisceau laser sur le premier miroir; - un second dispositif optique agencé entre ladite seconde source et le premier miroir et configuré pour projeter le second faisceau laser sur le premier miroir d’orientation. Les caractéristiques exposées dans les paragraphes suivants peuvent, optionnellement, être mises en œuvre, indépendamment les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres : Le premier dispositif optique peut comprendre un deuxième miroir, un obturateur commutable entre une position passante permettant de laisser passer le premier faisceau incident et une position bloquante permettant de bloquer le premier faisceau incident, un filtre densité mobile apte à faire varier la puissance du premier faisceau lumineux incident entre 0,01% et 100% de la puissance totale, et un contrôleur d’état de polarisation placés successivement sur le chemin optique du premier faisceau incident entre la première source le premier miroir. Le second dispositif optique peut comprendre une fibre optique ayant une première extrémité couplée à la sortie de la seconde source et une seconde extrémité couplée à un collimateur mobile, ledit collimateur étant apte à collimater le second faisceau lumineux en sortie de la fibre optique sur le premier miroir. Le dispositif de polarisation peut comprendre : - un premier module de polarisation mobile pour être placé sur le trajet optique du premier faisceau incident entre le premier miroir et le dispositif de focalisation et configuré pour générer un nombre d’états de polarisation du premier faisceau incident, et - un second module de polarisation mobile pour être placé sur le trajet optique du second faisceau incident entre le premier miroir et le dispositif de focalisation et configuré pour générer un état de polarisation linéaire du second faisceau lumineux incident. Le premier module de polarisation peut comprendre une lame demi-onde rotative autour d’un axe optique de propagation pour générer une polarisation linéaire selon un angle désiré et une lame quart d’onde fixe ayant un axe rapide perpendiculaire à l’axe optique de propagation de la demi-onde pour générer des états de polarisation elliptique et circulaire en association avec la lame demi-onde. Le second module de polarisation mobile peut comprendre un polariseur linéaire horizontal apte à polariser le second faisceau lumineux incident en un état de polarisation horizontale “s” et un polariseur linéaire vertical apte à polariser le second faisceau lumineux incident en un état de polarisation vertical “p”. Selon un mode de réalisation, le bras de collecte peut être agencé de manière symétrique au bras de projection par rapport au plan d’incidence, ledit bras de collecte comprenant un deuxième dispositif de focalisation, une fenêtre de silicium, un filtre passe-bas, un analyseur d’état de polarisation rotatif et un miroir basculant agencés successivement sur le trajet optique du premier faisceau lumineux et du second faisceau lumineux réfléchis au point de mesure de la surface de l’échantillon, ledit miroir basculant étant configuré pour laisser passer le premier faisceau lumineux réfléchi par la surface de l’échantillon en direction du premier dispositif de détection et à dévier le second faisceau réfléchi par la surface de l’échantillon vers le second dispositif de détection. De préférence, la première source est une source laser adaptée pour émettre un premier faisceau lumineux incident d’excitation à une première longueur d’onde d’excitation entre 1000 nm et 1100 nm, avec une impulsion entre 100 fs et 600 fs, et une fréquence entre 1 MHz et 100 MHz. De préférence, la seconde source est une lampe tungstène adaptée pour émettre un second faisceau lumineux incident d’excitation à une second longueur d’onde d’excitation comprise entre 400 nm et 700 nm. Dans des modes de réalisation, le premier dispositif optique de focalisation peut comprendre une lentille de focalisation apte à focaliser le premier faisceau lumineux et le second faisceau lumineux en un point de focalisation de diamètre compris entre 2 µm et 50 µm sur la surface de l’échantillon. Selon un mode de réalisation, l’appareil peut comprendre en outre un dispositif de déplacement couplé au support d’échantillon, ledit dispositif de déplacement étant configuré pour déplacer le support d’échantillon dans un plan horizontal selon une première direction horizontale selon l’axe X, une seconde direction horizontale selon l’axe Y, une troisième direction verticale selon l’axe Z, de manière à déplacer le support d’échantillon relativement au point de focalisation pour former une pluralité de points de mesure sur la surface de l’échantillon cible. Selon un autre mode de réalisation, l’appareil peut comprendre en outre un système d’imagerie comprenant : - une troisième source lumineuse apte à émettre une lumière blanche ; - une troisième fibre optique ayant une extrémité couplée à la sortie de la troisième source lumineuse ; - un miroir de collimation apte à collimater la lumière blanche en sortie de la troisième fibre optique sur un séparateur de faisceau; - un objectif de focalisation apte à focaliser la lumière blanche sur le point de focalisation du premier faisceau lumineux incident et du second faisceau lumineux incident; - une caméra; - ledit séparateur de faisceau étant agencé entre le miroir de collimation et l’objectif de focalisation de sorte à laisser passer la lumière blanche dans une direction d’incidence normale à la surface de l’échantillon et à réfléchir une partie de la lumière blanche réfléchie par la surface de l’échantillon vers la caméra afin de former des images sur le point de focalisation. Selon certains modes de réalisation, le module de traitement de données peut comprendre une mémoire configurée pour stocker les coordonnées spatiales du support d’échantillon ou du point de focalisation correspondant à chaque acquisition de mesure, par le premier dispositif de détection et le second dispositif de détection du premier signal non linéaire SHG et du second signal linéaire d’absorption en réflectivité. Selon certains modes de réalisation, le module de traitement de données peut comprendre une unité de commande configurée pour commander le dispositif de déplacement, une unité de calcul et de construction d’images configurée pour générer des images dont chaque pixel est représentatif d’une information d’un point de mesure de l’échantillon. D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels : Fig. 1 FIG. 1 La FIG. 1 est une représentation schématique d’un appareil optique d’analyse de surface d’un échantillon selon un premier mode de réalisation ; Fig. 2 FIG. 2 La FIG. 2 montre un appareil optique d’analyse de surface d’un échantillon selon un deuxième mode de réalisation ; Fig. 3 FIG. 3 La FIG. 3 montre une vue de profil de l’appareil optique de la FIG. 2 . Fig. 4 FIG. 4 La FIG. 4 montre une vue schématique d’une zone de visualisation en champ clair sur le point de focalisation du premier faisceau incident et sur le point de focalisation du second faisceau lumineux incident. Fig. 5 FIG. 5 La FIG. 5 est une vue schématique montrant les éléments optiques de l’appareil optique de la FIG. 1 utilisés pour la technique de mesure du signal de génération de seconde harmonique ; Fig. 6 FIG. 6 La FIG. 6 est une vue schématique montrant les éléments optiques de l’appareil optique de la FIG. 1 utilisés pour la technique de mesure du signal linéaire d’absorption en réflectivité. Fig. 7 FIG. 7 La FIG. 7 est une vue schématique montrant les éléments optiques du système d’imagerie de la FIG. 2 utilisés pour la visualisation en champ clair du point de mesure de la surface de l’échantillon. Les dessins et la description ci-après contiennent, pour l’essentiel, des éléments de caractère certain. Ils pourront donc non seulement servir à mieux faire comprendre la présente invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant. Sur les différentes figures, les éléments désignés par la même référence désignent des éléments identiques ou similaires. L’appareil optique d’analyse de surface de la présente divulgation permet de mesurer avantageusement en un même endroit de la surface d’un échantillon le signal non linéaire de génération de seconde harmonique (SHG) et le signal linéaire d’absorption en réflectivité et de les corréler pour remonter à des informations sur la microstructure de la surface de l’échantillon. Le design de l’appareil optique a été conçu de manière à intégrer la réflectométrie non linéaire pour la détection du signal SHG, la spectroscopie visible par réflexion-absorption (Vis-RAS) et le contrôle visuel de la surface de l’échantillon par microscopie en champ clair (CC) tout en maintenant la compacité de l’appareil. De manière avantageuse, le design particulier de l’appareil permet de proposer un unique bras de projection pour deux faisceaux incidents et un unique bras d’analyse, permettant de sonder la surface de l’échantillon par la SHG et le Vis-RAS en un même point. Un autre avantage est de pouvoir projeter le premier faisceau incident sur la surface de l’échantillon de manière à pouvoir effectuer la mesure du signal SHG à incidence rasante, permettant d’augmenter l’amplitude du signal SHG réfléchi. Dans la présente divulgation, le dispositif de focalisation est constitué d’une lentille optique simple ou d’assemblage de lentilles, ayant une distance focale adaptée. La longueur focale de la lentille de focalisation est en pratique choisie en fonction de la résolution d’analyse souhaitée et de la source lumineuse utilisée. On peut par exemple définir un maillage pour les besoins de l’acquisition de données avec une résolution spatiale comprise entre 2 µm et 50 µm, répondant par exemple au besoin pour le contrôle des défauts de dimension micrométrique. Il est maintenant fait référence à la FIG. 1 qui illustre un appareil optique d’analyse de surface d’un échantillon 13 selon un premier mode de réalisation. Le principe du fonctionnement de l’appareil optique 1 consiste à diriger un faisceau lumineux incident par un groupe de composants optiques vers une zone d’étude de l’échantillon de manière à venir exciter en un point de mesure de la zone d’étude du matériau. L’interaction du matériau par le faisceau lumineux permet de générer le phénomène SHG. Un groupe de composants optiques collecte le faisceau lumineux réfléchi. L’état du faisceau lumineux réfléchi par l’échantillon est ensuite analysé pour extraire des informations caractéristiques du signal lumineux en un point de mesure de la surface de l’échantillon. En déplaçant l’échantillon par rapport au point de focalisation du faisceau lumineux, une représentation des données caractéristiques sur l’ensemble des points de mesure de la zone spatiale prédéterminées est générée. L’appareil de mesure optique proposé peut avantageusement être utilisé avec différents types de matériaux, par exemple des métaux, des verres ou des matériaux diélectriques ou des matériaux semi-conducteurs. Les différents paramètres utilisés dans la mesure sont alors ajustés en fonction du matériau ciblé pour chaque analyse, notamment en sélectionnant la longueur d’onde de l’excitation du matériau analysé et la longueur d’onde de détection du signal réfléchi. Pour reprendre en détail les différents éléments optique du dispositif 1, l’appareil de mesure optique 1 comprend - une première source 2 adaptée pour émettre un premier faisceau lumineux incident d’excitation à une première longueur d’onde d’excitation λ1 ; - une seconde source 29 adaptée pour émettre un second faisceau lumineux incident d’excitation à une seconde longueur d’onde d’excitation (λ2) différente de ladite première longueur d’onde d’excitation ; - un support d’échantillon 30 apte à recevoir l’échantillon 13; - un bras de projection apte à envoyer le premier faisceau lumineux et le second faisceau lumineux sur un point de mesure de la surface de l’échantillon 13 selon un chemin optique commun, ledit bras comprenant un premier miroir 7 agencé de manière à recevoir ledit premier faisceau lumineux incident et ledit second faisceau lumineux incident et à les réfléchir vers la surface de l’échantillon 13, un dispositif de focalisation 15 configuré pour générer un point de focalisation sur la surface de l’échantillon et un dispositif de polarisation 8 placé entre le premier miroir 7 et le dispositif de focalisation 15 pour générer un nombre d’états de polarisation du premier faisceau lumineux incident et un état de polarisation linéaire du second faisceau incident; - un premier dispositif de détection configuré pour enregistrer un premier signal de génération de seconde harmonique (SHG) présentant une longueur d’onde de détection égale à la moitié de la longueur d’onde d’excitation associée au premier faisceau lumineux (λ1) réfléchi par un point de mesure de la surface de l’échantillon 13 ; - un second dispositif de détection configuré pour enregistrer un second signal linéaire d’absorption en réflectivité associé au second faisceau lumineux réfléchi par un point de mesure de la surface de l’échantillon 13 ; - un bras de collecte apte à collecter le premier faisceau lumineux réfléchi et le second faisceau lumineux réfléchi par la surface de l’échantillon et à les transmettre respectivement vers le premier dispositif de détection et ledit le second dispositif de détection ; - un module de traitement de données 40 configuré pour déterminer des informations surfaciques à partir du premier signal non linéaire SHG et du second signal linéaire transmis respectivement par le premier dispositif de détection et le second dispositif de détection pour un même point de mesure de la surface de l’échantillon 13. Dans la suite de la description, le faisceau lumineux est appelée « faisceau incident » sur l’ensemble du trajet de la source lumineuse 2, 29 à l’échantillon 13, et « faisceau réfléchi » sur l’ensemble du trajet de l’échantillon 13 au premier dispositif de détection et au second dispositif de détection. La première source lumineuse 2 est un laser adapté pour émettre un premier faisceau lumineux incident quasi monochromatique pulsé femtoseconde à une première longueur d’onde λ1. Dans l’exemple de la FIG. 1 , la longueur d’onde d’excitation peut être de 1025 nm. La puissance du premier faisceau lumineux est de 1,3W. Les impulsions peuvent être comprises entre 100 fs et 600 fs. Le laser 2 émet le faisceau laser dans une direction X. Le temps des impulsions et la fréquence du faisceau laser sont sélectionnés de manière à maximiser les effets non linéaires désirés tout en réduisant les risques d’endommager l’échantillon, de 1 MHz à 100 MHz. Selon une alternative, la première source 2 peut être une source accordable en longueur d’onde. La longueur d’onde peut être comprise entre 200 nm et 2000 nm. A titre d’exemple, la première source lumineuse est configurée pour émettre un faisceau lumineux pulsé de 250 femtosecondes. L’utilisation d’une source pulsée et spécifiquement dans le domaine du femtoseconde (10 -15 s) permet d’envoyer une puissance crête élevée tout en conservant une puissance moyenne faible, exaltant les effets non linéaires. Les impulsions sont suffisamment espacées dans le temps pour que la relaxation thermique du matériel soit totale, de façon à éviter une accumulation locale d’énergie qui pourrait endommager l’échantillon. En outre, de manière avantageuse, avec un temps d’impulsion par exemple de 250 fs, la réponse instantanée du matériel provient uniquement des électrons et convient parfaitement à la spectroscopie électronique en limitant des effets vibrationnels et en évitant la propagation d’ondes acoustiques présentes en régime picoseconde. La seconde source lumineuse 29 est une source lumineuse stable configurée pour émettre un faisceau lumineux couvrant le visible. A titre d’exemple, la seconde source lumineuse est une lampe tungstène. La longueur d’onde peut être comprise entre 400 nm et 700 nm. L’appareil comprend un premier dispositif optique agencé entre la première source 2 et le premier miroir 7 et configuré pour projeter le premier faisceau laser incident sur le premier miroir 7. Le premier dispositif optique comprend un deuxième miroir 3, un obturateur 36 commutable entre une position passante permettant de laisser passer le premier faisceau incident et une position bloquante permettant de bloquer le premier faisceau incident, un filtre densité 4 mobile apte à faire varier la puissance du premier faisceau lumineux incident entre 0,01% et 100% de la puissance totale, un contrôleur d’état de polarisation 5 qui sont placés successivement sur le chemin optique du premier faisceau incident entre la première source 2 le premier miroir 7. Le deuxième miroir 3 est un miroir plan parfaitement réfléchissant par exemple pour la longueur d’onde d’excitation λ = 1025 nm. Il permet de dévier le premier faisceau laser qui traverse successivement l’obturateur 36, le filtre de densité 4 et le contrôleur d’état de polarisation 5 vers le premier miroir 7. Le premier miroir 7 et le deuxième miroir 3 sont agencés de sorte que l’angle d’incidence du faisceau laser sur chacun d’eux soit environ de 90° dans le plan de la FIG. 1 (XY), afin que le premier faisceau réfléchi par le premier miroir soit dans la même direction que le premier faisceau incident, à savoir sur la FIG. 1 , dans la direction X. Ces deux miroirs permettent d’agencer les éléments optiques du premier dispositif optique et le laser 2 en un endroit choisi selon des contraintes d’encombrement mécanique, tout en permettant l’acheminement du premier faisceau selon la direction X choisie. L’appareil 1 comprend un second dispositif optique agencé entre ladite seconde source 29 et le premier miroir 7 et configuré pour projeter le second faisceau laser incident sur le premier miroir d’orientation 7. Le second dispositif optique comprend une première fibre optique 28 ayant une première extrémité couplée à la sortie de la seconde source 29 et une seconde extrémité couplée à un collimateur mobile 6. Le second faisceau lumineux incident émis par la seconde source 28 est donc injecté dans la première fibre optique 28 qui transporte le faisceau incident vers le collimateur 6 qui est apte à collimater le second faisceau lumineux en sortie de la fibre optique 28 sur le premier miroir 7. Le second faisceau réfléchi par le premier miroir 7 est réfléchi dans la même direction que le premier faisceau incident, à savoir sur la FIG. 1 , dans la direction X. Selon un exemple de réalisation, le collimateur 6 est adapté pour fibre optique achromatique jusqu’à 780 nm. Il présente une distance focale et une ouverture numérique ajustées pour permettre au spectre visible de rester collimaté jusqu’à la surface de l’échantillon pour que la tâche focalisée sur la surface soit uniforme. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, le premier miroir 7 est agencé de manière à orienter le premier faisceau incident et le second faisceau incident selon un angle d’incidence comprise entre 65° et 80° par rapport au plan d’incidence. Cette configuration est particulièrement intéressante pour augmenter l’amplitude du signal non linéaire de SHG réfléchi. Un exemple de cette configuration est illustré sur la FIG. 3 . Le bras d’injection 70 du premier faisceau lumineux incident et du second faisceau lumineux incident est orienté selon un angle rasant de 70° par rapport au plan d’incidence, le plan normal à la surface de l’échantillon 13. L’interaction du premier faisceau laser proche infrarouge avec la surface de l’échantillon génère des effets optiques linéaires et non linéaires qui sont collectés à fréquence doublée après réflexion par rapport au plan d’incidence. La réflexion à incidence rasante est exaltée, car les coefficients de réflexion augmentent avec l’angle d’incidence au-delà de l’angle de Brewster. Ce principe est notamment exploité par les techniques de mesure d’absorption en réflectivité, mais n’a encore jamais été appliqué pour la détection du signal non linéaire à ce jour. Le bras de collecte 71 qui est placé sur le chemin optique pour collecter le faisceau lumineux réfléchi est agencé de manière symétrique et complémentaire au bras d’injection 70 par rapport au plan d’incidence. Sur la FIG. 3 , le bras de collecte 71 est orienté à -70° par rapport au plan d’incidence. Le dispositif de polarisation 8 comprend : - un premier module de polarisation mobile 10 pour être placé sur le trajet optique du premier faisceau incident entre le premier miroir 7 et le dispositif de focalisation 15 et configuré pour générer un nombre d’états de polarisation du premier faisceau incident, et - un second module de polarisation mobile 9 pour être placé sur le trajet optique du second faisceau incident entre le premier miroir 7 et le dispositif de focalisation 15 et configuré pour générer un état de polarisation linéaire du second faisceau lumineux incident. Le premier module de polarisation 10 comprend une lame demi-onde rotative 11 autour d’un axe optique de propagation pour générer une polarisation linéaire selon un angle désiré et une lame quart d’onde fixe 12 ayant un axe rapide perpendiculaire à l’axe optique de propagation de la demi-onde, selon l’axe Y. Le deuxième miroir 7 oriente le premier faisceau incident à un angle de 70° par rapport au plan d’incidence YZ qui traverse ensuite la lame demi-onde 11 d’ordre zéro centrée à λ1. La rotation de la lame demi-onde 11 dont l’angle est noté Ψ permet de tourner le plan de polarisation de 2Ψ autour de l’axe optique de propagation pour générer toute polarisation linéaire selon l’angle désiré. La lame quart d’onde fixe 12 est d’ordre zéro centrée à λ1 dont l’angle est noté Φ. Son axe rapide se situe à l’horizontal selon Y. Les deux composants optiques 11, 12 combinés ensemble permettent de générer l’ensemble des états de polarisation : linéaire horizontal (Ψ = 0°), linéaire vertical (Ψ = 45°), elliptique, circulaire droit et gauche (Ψ = ± 22.5°). Selon un mode de réalisation, le premier module de polarisation peut comprendre un filtre passe-haut 14 dont la fréquence de coupure est par exemple de 950 nm, permettant de filtrer spectralement le premier faisceau incident en ne laissant passer que l’infrarouge afin qu’aucune lumière visible n’atteigne la surface de l’échantillon 13. Selon un mode de réalisation, l’obturateur 36, le filtre de densité neutre 4, la lame demi-onde rotative 11, la lame quart d’onde fixe 12 sont disposés sur un support motorisé de manière à les placer sur le trajet optique du premier faisceau lumineux incident pour réaliser la mesure du signal SHG. Lorsque le mode de mesure du signal linéaire d’absorption en réflectivité est utilisé, le filtre passe haut 14 est manuellement retiré, la lame demi-onde rotative 11 et la lame quart d’onde fixe 12 sont retirées par les moteurs. La mobilité de l’obturateur 36, du filtre de densité neutre 4, du polariseur linéaire 9 et de la lame quart d’onde fixe 12 est représentée respectivement par une flèche 34, 31, 32, 33. La lame demi-onde 11 est munie d’une mobilité rotative 37. Le second module de polarisation mobile 9 comprend un polariseur linéaire horizontal apte à polariser le second faisceau lumineux incident en un état de polarisation horizontale “s” et un polariseur linéaire vertical apte à polariser le second faisceau lumineux incident en un état de polarisation vertical “p”. Le polariseur linéaire est apte à couvrir une plage spectrale de 400 nm à 700 nm qui permet de polariser le second faisceau lumineux en sortie de la première fibre optique 28. En sortie du dispositif de polarisation, le premier faisceau incident et le second faisceau incident sont focalisés par le dispositif de focalisation 15 sur la surface de l’échantillon. L’échantillon 13 est associé à un repère orthonormé (X, Y, Z). Sur l’exemple de la FIG. 1 , l’axe Z est un axe perpendiculaire à la surface d’analyse de l’échantillon, et le plan (X, Y) est parallèle à la surface de l’échantillon. L’échantillon 13 est disposé sur un support d’échantillon 30 qui dispose de deux translations (X, Y), une translation (Z), ainsi que de deux rotations (θ, φ) pour assurer la compensation fine de la planéité de l’échantillon dans le plan XY. Dans le cas de l’utilisation de l’appareil pour réaliser une cartographie de la surface de l’échantillon, l’appareil comprend en outre un dispositif de déplacement 39 motorisé couplé au support d’échantillon 30 qui peut être déplacé suivant les deux directions motorisées X et Y et dans la direction Z. La direction Z sert à ajuster la focalisation parfaitement à l’interface. L'échantillon 13 peut être par exemple un composant semi-conducteur dont on doit analyser la surface pour déterminer si elle comporte des défauts structuraux ou des impuretés. En cas de présence de tels défauts à l'endroit du point de focalisation, un signal SHG altéré est émis. Dans le cas où le faisceau incident est un premier faisceau incident λ1, le signal de longueur d’onde de détection sera observé à λ1/2 et est un signal SHG. Dans le cas où le faisceau incident est un second faisceau incident λ2, le signal de longueur d’onde de détection sera observé à λ2 et est un signal linéaire d’absorption en réflectivité. Dans les deux cas, une majorité du faisceau incident est réfléchie par la surface spéculaire de l’échantillon ou par l’interface entre l’échantillon et le support si le faisceau incident a traversé entièrement l’épaisseur de l’échantillon. De manière avantageuse, la surface du support d’échantillon 30 peut être éventuellement traitée par un dépôt dichroïque permettant d’augmenter la réflectivité de sa surface. Le faisceau réfléchi est collecté par le bras de collecte 71. Le bras de collecte est donc placé sur le chemin optique du faisceau lumineux réfléchi. Selon un mode de réalisation, le bras de collecte en FIG. 3 comprend un deuxième dispositif de focalisation 16, une fenêtre de silicium 17, un filtre passe-bas 18, un analyseur d’état de polarisation rotatif 19 et un miroir basculant 20 agencés successivement sur le trajet optique du premier faisceau lumineux et du second faisceau lumineux réfléchis au point de mesure de la surface de l’échantillon. Le miroir basculant 20 est apte à être placé dans une première position laissant passer le premier faisceau lumineux réfléchi par la surface de l’échantillon en direction du premier système de détection et dans une seconde position pour dévier le second faisceau réfléchi par la surface de l’échantillon vers le second système de détection. Le deuxième dispositif de focalisation 16 comprend une deuxième lentille de focale qui permet de rendre le faisceau lumineux réfléchi parallèle à l’axe de propagation. La fenêtre de silicium 17 est apte à laisser passer le signal fondamental λ1 et réfléchir le signal de génération de seconde harmonique (SHG) vers l’analyseur 19. L’analyseur 19 est un polariseur couvrant le visible monté sur une platine de rotation contrôlée, permettant de filtrer les états de polarisation linéaire en fonction de sa rotation. Le miroir basculant motorisé permet de laisser passer le faisceau vers le premier système de détection et ou dévier le faisceau vers le second système de détection. Le premier dispositif de détection comprend un photomultiplicateur 24, un dépolariseur 22, un filtre passe bande 23 centré par exemple à λ1/2 (515 nm) d’une largeur à mi-hauteur de 40 nm et une troisième lentille de focalisation 21. Le photomultiplicateur 24 est apte à amplifier le signal SHG réfléchi afin de le détecter à partir d’une puissance optique seuil inférieure à quelques pW. Cette puissance reçue dépend de la puissance crête du laser et de l’amplification de la détection. Chaque réponse positive du photomultiplicateur 24 permet de déterminer de façon optimale que le point de focalisation du premier faisceau incident a interagi avec la surface de l’échantillon 13. A titre d’exemple, le dépolariseur 22 et le filtre passe bande 23 sont ajoutés pour sélectionner le signal non linéaire à 515 nm et redistribuer uniformément une lumière dépolarisée sur le photomultiplicateur 24. L’intensité de la lumière est ensuite mesurée par le photomultiplicateur qui permet de convertir en signal électrique les photons qu’il reçoit du faisceau réfléchi. Le photomultiplicateur 24 comprend en outre un convertisseur analogique-numérique adapté pour convertir les signaux en valeurs numériques. La troisième lentille de focalisation 21 permet de focaliser le faisceau lumineux réfléchi vers le photomultiplicateur 24. Le second dispositif de détection comprend une lentille de collimation 25, une deuxième fibre optique 26 et un spectromètre visible 27. Le second faisceau lumineux réfléchi est dévié par le miroir basculant 20 en direction de la lentille de collimation 25 qui est raccordée au spectromètre 27 grâce à la deuxième fibre optique 26. Le spectromètre 27 enregistre le signal réfléchi dans la gamme du visible. Les valeurs numériques acquises par le spectromètre 27 et le photomultiplicateur 24 sont ensuite transmises à un dispositif de traitement de données 40. Selon un mode de réalisation, le dispositif de traitement de données 40 comprend une mémoire 41 configurée pour stocker les coordonnées spatiales du support d’échantillon ou du point de focalisation correspondant à chaque acquisition de mesure, par le premier dispositif de détection du premier signal non linaire SHG et le second dispositif de détection du second signal linéaire d’absorption en réflectivité. Le module de traitement de données 40 comprend en outre une unité de commande 42 configurée pour commander le dispositif de déplacement 39 et les différents composants électromécaniques de l’appareil optique. L’unité de commande 42, la mémoire 41 et le dispositif de déplacement 39 sont synchronisés ensemble de manière à détecter et enregistre automatiquement les positions exactes du moteur du dispositif de déplacement, en réponse à la détection du premier signal non linéaire SHG et du second signal linéaire d’absorption en réflectivité. Le module de traitement de données 40 comprend une unité de calcul et de construction d’images 43 configurée pour calculer des informations à partir des signaux transmis par les deux dispositifs de détection pour chaque point de mesure. En compilant les informations de détection et de coordonnées associées de chaque point de mesure, l’unité de calcul et de construction d’images 43 est apte à générer une cartographie dont chaque pixel est représentatif d’une information d’un point de mesure de l’échantillon. L’unité de construction 43 reçoit les informations pour chaque point mesuré dont la position est connue dans le repère orthonormé (XYZ) associé à l’échantillon. Chaque pixel sur l’image qui représente un point de mesure de l’échantillon est associé à au moins une information associée aux signaux détectés. L’unité de construction 43 comprend en outre des moyens de soustraction de bruits additifs afin d’augmenter le rapport signal sur bruit. De manière avantageuse, l’appareil de mesure de la FIG. 1 permet, de manière séquentielle, de réaliser des mesures du signal non linéaire SHG et du signal d’absorption en réflectivité d’un même endroit d’un échantillon, sans augmenter l’encombrement de l’appareil et la complexité du procédé de mesure. En couplant les informations issues du signal non linéaire et les informations issues du signal linéaire au même endroit de mesure de l’échantillon, il est possible d’offrir une analyse plus précise et plus complète de la surface de l’échantillon analysée que les techniques d’analyse connues qui permettent de détecter un seul type de signal, soit non linéaire soit linéaire. A titre d’exemple, le signal non linéaire SHG permet d’extraire des informations portant sur l’intensité et la réponse non linéaire de molécules absorbantes greffées sur une surface (monocouche moléculaire). Le signal linéaire d’absorption en réflectivité, à la fois en p et en s permet d’estimer la concentration surfacique des molécules sous condition de connaître son coefficient d’extinction molaire. En couplant ces informations, l’angle d’orientation statistique des molécules absorbantes greffées sur une surface de l’échantillon est estimé. En référence à la FIG. 2 , le dispositif optique de détection comprend en outre un système d’imagerie 50 qui permet à l’utilisateur de visualiser la zone de sondage en champ clair. Dans ce mode de réalisation, l’appareil optique comporte tous les éléments précédemment décrits, représentés par les mêmes références numériques que sur la FIG. 1 . Les éléments optiques du système d’imagerie en champ clair sont placés au-dessus du porte-échantillon. Le système d’imagerie 50 comprend une source de lumière incohérente 51 de type diode apte à émettre une lumière blanche, c’est-à-dire de spectre large couvrant tout le domaine spectral visible, permettant l’imagerie en mode microscopie champ clair. Le système comporte également une caméra 56 apte à enregistrer des images. Le système d’imagerie 50 comprend en outre une troisième fibre optique 57, un miroir de collimation 52, un séparateur de faisceau 53 et un objectif 54, placés entre la source 51 et le support d’échantillon 30. La fibre optique, le miroir et l’objectif sont placés sur le chemin optique du faisceau incident. Le miroir 52 et l’objectif 54 sont agencés par rapport à la surface de l’échantillon 13 de sorte que la lumière blanche soit dirigée vers la surface de l’échantillon à l’incidence normale. Cet agencement permet la visualisation de la zone de sondage sur un champ de 1.5 x 1 mm 2 tout en prenant en compte l’encombrement des éléments optiques et mécaniques du dispositif et de la caméra. A titre d’exemple, l’objectif 54 est un objectif x10. Le séparateur de faisceau fonctionne dans le domaine spectral allant de 350 nm à 1100 nm. Le séparateur de faisceau 53 est configuré de sorte à laisser passer la lumière blanche émise par la source dans la direction Z, et à réfléchir une partie de la lumière blanche de retour dans la direction X, vers la caméra 56 afin de former des images, comme l’illustre la FIG. 3 . La lumière blanche est dirigée par la fibre optique 57 vers le miroir de collimation 52 pour créer un large faisceau uniforme de diamètre 1 cm. La lumière blanche amenée par la fibre optique 57 est ensuite réfléchie par le miroir de collimation 52 dans la direction Z vers l’objectif 54 après avoir traversé le séparateur de faisceau 53. L’objectif 54 permet de focaliser la lumière blanche sur la surface de l’échantillon, à incidence normale. Une partie de la lumière est ensuite réfléchie par la surface, dans la direction Z, vers le séparateur 53, après avoir traversé l’objectif 54. Ainsi, la lumière réfléchie parcourt le même chemin optique que la lumière incidente en sens inverse. La lumière réfléchie est redirigée à l’aide du séparateur de faisceau 53 vers une lentille de focalisation 55. La lumière réfléchie est focalisée sur la caméra pour former des images. La caméra 56 est connectée à l’unité de contrôle 40 pour afficher les images prises par la caméra. Ainsi, l’utilisateur peut observer en temps réel la surface de l’échantillon. En particulier, le système d’imagerie en champ clair 50 permet à l’utilisateur d’identifier des zones d’intérêts pour procéder ensuite dans un second temps à des techniques d’analyses plus sensibles avec une résolution spatiale plus importante : mesurer le signal non linéaire de génération de seconde harmonique en fonction de la puissance, de la polarisation incidente, et de la polarisation de sortie, mesurer le signal d’absorption en réflectivité en polarisation s ou p. Le champ de vue formé par la caméra 56 est centré sur le point de focalisation du premier faisceau lumineux et le point de focalisation du second faisceau lumineux incident qui sont représentés par des taches respectivement notées 71, 72, comme l’illustre la FIG. 4 . Ces taches 71, 72 représentent respectivement le pixel de l’image formée par le signal SHG réfléchi et le pixel de l’image formée par le signal réfléchi linéaire d’absorption par réflexion. Leur diamètre est lié directement à la résolution spatiale de la technique d’imagerie mise en œuvre. Le diamètre de la zone d’image 70 qui est d’environ 1.5 x 1 mm 2 est supérieur au point de focalisation du premier faisceau lumineux et au point de focalisation du second faisceau lumineux incident. La caméra 56 permet donc d’observer la zone de sondage et d’enregistrer des images de cette même zone Grâce au système d’imagerie qui permet de visualiser la surface de l’échantillon en champ clair, il est possible de superposer les pixels pour sonder au même point de mesure de l’échantillon. Les positions des points de focalisation dans le plan X, Y étant connues et déterminées par le porte-échantillon 30, il est donc possible de corréler les informations extraites de l’observation en champ clair, du signal SHG et celui de l’absorption par réflexion. La technique de détection du signal non linéaire SHG est décrite ci-dessous en référence à la FIG. 5 qui représente uniquement les éléments de l’appareil optique employés pour détecter le signal non linéaire SHG et le trajet optique du premier faisceau incident et le premier faisceau réfléchi. L’appareil optique est utilisé en configuration de détection du signal SHG en réflexion (R-SHG). La première source 2 qui est ici un laser infrarouge pulsé (1025 nm, 250 fs, 54 MHz) émet un premier faisceau laser incident qui présente une longueur d’onde 1025 nm, une impulsion de 250 fs et une fréquence d’impulsion de 51 MHz. Le second miroir 3 dévie le premier faisceau incident en direction du premier miroir 7 en traversant successivement l’obturateur 36, le filtre de densité neutre 4 et le polariseur de type Glan-Taylor 5. L’obturateur 36 permet de laisser passer ou de couper le faisceau sur commande. La puissance du premier faisceau incident est variable à l’aide du filtre de densité neutre 31. Un polariseur de type Glan-Taylor (PGT) filtre la polarisation incidente pour obtenir une polarisation en sortie linéaire à 99%. Le premier miroir 7 oriente le faisceau à un angle de 70° par rapport au plan d’incidence YZ qui traverse ensuite la lame demi-onde 11 rotative d’ordre zéro centrée à 1030 nm, la lame quart d’onde fixe 12 d’ordre zéro centrée à 1030 nm. La rotation de la LDO (angle noté Ψ) permet de tourner le plan de polarisation de 2Ψ autour de l’axe optique de propagation pour générer toute polarisation linéaire selon l’angle désiré. La combinaison des deux composants optiques 11, 12 permet de générer tous les états de polarisation ; linéaire horizontal (Ψ = 0°), linéaire vertical (Ψ = 45°), elliptique, circulaire droit et gauche (Ψ = ± 22.5°). En sortant de la lame quart d’onde fixe 12, le premier faisceau incident traverse le filtre passe-haut 14 dont la fréquence de coupure est de 950 nm. Ainsi le premier faisceau est filtré spectralement afin de ne laisser passer que l’infrarouge. Le premier faisceau incident est ensuite focalisé à la surface de l’échantillon à l’aide de la lentille de focalisation 15. L’interaction du premier faisceau laser proche infrarouge avec la surface de l’échantillon génère des effets optiques linéaires et non linéaires qui sont collectés à fréquence doublée après réflexion, toujours à 70° par rapport au plan d’incidence. La réflexion à incidence rasante est exaltée, car les coefficients de réflexion augmentent avec l’angle d’incidence au-delà de l’angle de Brewster pour les diélectriques et le couplage photon-plasmon de surface pour les métaux et semiconducteurs devient très efficace (au-delà de 60-80°). Les coefficients de réflexion augmentent drastiquement après l’angle de Brewster d’où l’intérêt principal à réaliser des analyses à angle rasant. Cependant ce concept n’a toutefois jamais encore été appliqué en réflexion de génération de seconde harmonique (R-SHG en raison de la difficulté de collecter la faible intensité du signal réfléchi. Le point de focalisation à la surface d’un échantillon où apparaîtront les effets non linéaires est très sensible au positionnement. La présente divulgation propose un système de détection parfaitement aligné à l’aide de pièces optiques spécifiquement choisies et placées dans une conception réfléchie, permettant ainsi d’optimiser la détection. Le premier faisceau réfléchi est collecté par le bras de collecte 71 placé dans le chemin optique de la lumière réfléchie où une deuxième lentille de focalisation 16 rend la lumière parallèle à l’axe de propagation. Le premier faisceau réfléchi traverse successivement la fenêtre de silicium 17 qui réfléchit le signal de SHG en direction du photomultiplicateur 24, le polariseur motorisé 19 couvrant le visible qui permet de filtrer les états de polarisation linéaire en fonction de sa rotation. Une dernière lentille 21 est placée devant le détecteur pour restreindre la taille du faisceau du signal SHG avant d’atteindre le dépolariseur 22, puis le tube photomultiplicateur 24. Dans la configuration où l’appareil optique est utilisé pour détecter le signal de SHG, le miroir 20 et le contrôleur de polarisation 11 sont déplacés pour ne pas être positionné sur trajet optique du premier faisceau. De manière avantageuse, l’appareil optique de la FIG. 1 et de la FIG. 2 peut être employé pour fonctionner selon deux modes de fonctionnement distincts, en mode point ou en mode cartographie pour la détection et l’analyse du signal de SHG. En mode point, l’échantillon 13 demeure fixe pendant la mesure en un point de mesure. L’intensité du signal de SHG (I 2ω ) est mesurée en faisant varier la puissance incidente (I ω ) à l’aide du filtre de densité neutre 4, l’angle de polarisation incidente Ψ à l’aide de la lame de demi-onde rotative 11 et l’angle d’analyse Φ à l’aide de la lame quart d’onde fixe 12. Trois méthodes d’acquisition découlent de ces paramètres afin de qualifier des contrastes différents : - un premier mode d’acquisition consiste à mesurer et analyser I 2ω en fonction de la puissance (PWR-Scan ) lorsque les polarisations incidente et d’analyse sont fixes (angles Ψ et Φ constants) et que la puissance incidente est graduellement augmentée. Le résultat obtenu est une courbe d’intensité R-SHG qui varie de façon quadratique par rapport à la puissance incidente. Celle-ci renseigne sur l’intensité de la réponse non linéaire du matériau à l’étude. On établit ainsi une hiérarchie de réponse quantitative avec un échantillon de référence ; - un deuxième mode d’acquisition consiste à faire varier la polarisation incidente (angle Ψ) lorsque la puissance incidente (I ω ) et la polarisation d’analyse (Φ) sont constantes. Ce Ψ-Scan est sensible à la symétrie (ou à un défaut, une brisure de symétrie) et à la nature du matériau à analyser qui peut être du métal, un semi-conducteur, un diélectrique, organisé (cristal) ou amorphe (verre), etc., en sondant les composantes de susceptibilité impliquée dans le scan. En outre, l’exploitation de ces informations à un niveau plus complexe permet de déterminer des paramètres d’ordre structuraux. Par exemple le degré d’isotropie ou d’anisotropie de la surface et l’orientation statistique de molécules en surface pour des monocouches moléculaires. - un troisième mode d’acquisition consiste à faire varier la polarisation d’analyse (angle Φ) lorsque la puissance incidente (I ω ) et la polarisation incidente (Ψ) sont constantes. Ce Φ-Scan permet de caractériser parfaitement les états de polarisations de la réponse R-SHG par la détermination des paramètres de Stokes, notamment. En complément au Ψ-Scan, le Φ-Scan peut générer des contrastes uniques et permettre de caractériser totalement la réponse ellipsométrique du faisceau réfléchi. Seule la nature absolue gauche ou droite de la polarisation elliptique (ou circulaire) demeure indéfini dans ce cas-ci. Une description plus détaillée de la théorie associée à l’analyse ellipsométrique généralisée d’un signal SHG réfléchi sur un milieu optique linéaire et/ou non linéaire est décrite dans le document de V. Rodriguez and C. Sourisseau, J. Opt. Soc. Am. B 19, 2650 (2002), le document de V. Rodriguez, J. Chem. Phys. 128, 064707 (2008) et le document de V. Rodriguez, D. Verreault, F. Adamietz, and A. Kalafatis, ACS Photonics 9, 2510 (2022). En mode cartographie R-SHG, l’échantillon est déplacé spatialement tandis que la puissance incidente I ω , l’angle incident Ψ et l’angle d’analyse Φ sont constants. La position absolue en temps réel est déterminée par les coordonnées (X,Y) du porte-échantillon (Z étant constant pour la mise au point sur la surface) qui est stocké dans la mémoire 41. Le signal SHG I 2ω est mesuré point par point selon des dimensions et des pas définis par l’utilisateur. La cartographie permet d’illustrer le degré d’homogénéité de surface selon la réponse non linéaire de l’échantillon. La technique de détection du signal linéaire d’absorption en réflectivité est décrite ci-dessous en référence à la FIG. 6 qui représente uniquement les éléments de l’appareil optique employés pour détecter le signal linéaire et le trajet optique du second faisceau incident et le second faisceau réfléchi. L’appareil optique est utilisé en configuration réflexion-absorption (Vis-RAS). En configuration Vis-RAS, la seconde source lumineuse 29 émet un second faisceau lumineux dans le visible qui est injecté dans la fibre optique 28. Le collimateur pour fibre optique achromatique 6 collimate le second sur le premier miroir 7. Le second faisceau travers ensuite le polariseur linéaire 9 couvrant de 400 nm à 700 nm pour être polarisé dans un état de polarisation visé. Ici, ce sont des polarisations horizontale « s » et verticale « p » qui sont considérées. Comme dans la configuration de la détection de signal SHG, la lumière réfléchie est déviée par la fenêtre de silicium 17 vers l’analyseur 19 qui permet de filtrer la composante linéaire de l’état de polarisation incident. Le miroir 20 est placé sur le trajet optique afin d’envoyer le faisceau réfléchi vers la lentille de focalisation 25 qui se raccorde au spectromètre UV-Vis-NIR 27 à l’aide d’une fibre optique 26. Le signal réfléchi est collecté dans la gamme du visible. De manière avantageuse, l’appareil optique de la FIG. 1 et de la FIG. 2 peut également être employé pour fonctionner selon deux modes de fonctionnement distincts, en mode point ou en mode cartographie pour la détection et l’analyse du signal linéaire en configuration Vis-RAS. En mode point Vis-RAS, l’échantillon demeure fixe en tout temps pendant que l’absorption en réflexion (A) est mesurée. L’analyse du spectre visible d’absorbance-réflectance de la surface est possible lorsque les polarisations d’entrée sont fixes, en l’occurrence en polarisation « s » (A s ) et en polarisation « p » (A p ). Les anisotropies d’absorption selon ces deux polarisations sont mesurées à l’aide de cette méthode d’acquisition à toute longueur d’onde dans le visible (λ). En mode cartographie Vis-RAS, l’échantillon est déplacé spatialement tandis que les états de polarisations incident et d’analyse sont constants et identiques, soit en polarisation « s » ou en « p ». La position absolue en temps réel est déterminée par les coordonnées (X, Y) du porte-échantillon. Les spectres de réflectance sont mesurés sur toute la gamme du visible (λ) point par point selon des dimensions et des pas définis par l’utilisateur. La cartographie permet d’illustrer l’homogénéité de surface selon l’absorption de l’échantillon et en fonction de la longueur d’onde (λ). Grâce à l’architecture spécifique de l’appareil optique de la présente divulgation, il est possible de mettre en œuvre deux méthodes d’analyses corrélées puisqu’il est possible de sonder la même région de la surface en combinant les analyses R-SHG et Vis-RAS. Ces mesures bimodales séquentielles permettent de corréler l’information obtenues par l’une ou l’autre des méthodes d’acquisition. Pour rappel, en mode point, l’analyse R-SHG recueille le signal I 2ω selon les paramètres I ω , Ψ, Φ et l’analyse Vis-RAS recueille l’absorbance de la surface selon une polarisation fixe, A p et A s , selon la longueur d’onde λ. En mode cartographie, l’analyse d’I 2ω , d’A p et d’A s est réalisée spatialement. La tâche de lumière 71, 72 qui atteint la surface de l’échantillon représente le pixel de l’analyse considérée et est liée à la résolution spatiale de la technique, que ce soit R-SHG ou Vis-RAS. Il est possible de superposer les pixels R-SHG et Vis-RAS pour sonder au même endroit. À l’aide du système d’imagerie 50, il est en outre possible de visualiser l’échantillon en champ clair. Les positions X, Y étant connues et déterminées par le porte-échantillon 30, il est possible de corréler les informations de cartographie entre ce qui est observé en champ clair, puis ce qui est mesuré par R-SHG et Vis-RAS. Le procédé de cette spectroscopie corrélative comprend les étapes suivantes : - générer une image en lumière blanche à incidence normale d’un échantillon; - générer une image à incidence rasante de signal de seconde harmonique ; - générer une image à incidence rasante de signal d’absorption en réflectivité ; - superposer les trois images ainsi obtenues. Les trois techniques d’imagerie permettent d’analyser la surface de l’échantillon de manière détaillée et d’obtenir des informations complémentaires. L’appareil de la présente divulgation peut être appliqué notamment dans le domaine de caractérisation de la surface d’un échantillon tel qu’un composant semi-conducteur. Les informations obtenues par l’appareil de la présente invention permettent de déterminer des informations sur la structure et la texturation de la surface observée. Les informations obtenues à partir du signal de génération de seconde harmonique (SHG) en fonction de la polarisation incidente permettent de caractériser le degré d’isotropie et d’anisotropie (et texturation et/ou contraste) de la surface de l’échantillon. Les informations obtenues à partir du signal SHG en fonction de la polarisation de sortie de l’analyseur permettent de caractériser par exemple le déphasage potentiel de la mesure, à savoir la caractère achiral ou chiral. Les informations obtenues à partir du signal d’absorption en réflectivité en polarisation p ou en s permettent de détecter des contaminants sur la surface de l’échantillon et d’estimer potentiellement la concentration d’une molécule donnée en surface. La cartographie du signal SHG et la cartographie du signal d’absorption en réflectivité permettent d’illustrer l’homogénéité de surface selon la réponse non linéaire de l’échantillon, et notamment la présence des défauts à la surface de l’échantillon. Un même dispositif est utilisé pour sonder une zone d’intérêt d’un composant pour générer des images de signal de second harmonique et des images d’absorption par réflexion qui constituent des informations complémentaires sur la structure de l’échantillon, fournissant ainsi une analyse plus précise et plus complète. Appareil de mesure optique (1) pour caractériser la surface d’un échantillon (13), comprenant - une première source (2) adaptée pour émettre un premier faisceau lumineux incident d’excitation à une première longueur d’onde d’excitation (λ1) ; - une seconde source (29) adaptée pour émettre un second faisceau lumineux incident d’excitation à une seconde longueur d’onde d’excitation (λ2) différente de ladite première longueur d’onde d’excitation ; - un support d’échantillon (30) apte à recevoir l’échantillon (13); - un bras de projection apte à envoyer le premier faisceau lumineux et le second faisceau lumineux sur un point de mesure de la surface de l’échantillon (13) selon un chemin optique commun, ledit bras comprenant un premier miroir (7) agencé de manière à recevoir ledit premier faisceau lumineux incident et ledit second faisceau lumineux incident et à les réfléchir vers la surface de l’échantillon (13), un dispositif de focalisation (15) configuré pour générer un point de focalisation sur la surface de l’échantillon et un dispositif de polarisation (8) placé entre le premier miroir (7) et le dispositif de focalisation (15) pour générer un nombre d’états de polarisation du premier faisceau lumineux incident et un état de polarisation linéaire du second faisceau incident; - un premier dispositif de détection configuré pour enregistrer un premier signal de génération de seconde harmonique (SHG) présentant une longueur d’onde de détection égale à la moitié de la longueur d’onde d’excitation associée au premier faisceau lumineux réfléchi par un point de mesure de la surface de l’échantillon (13); - un second dispositif de détection configuré pour enregistrer un second signal linéaire d’absorption en réflectivité associé au second faisceau lumineux réfléchi par un point de mesure de la surface de l’échantillon (13); - un bras de collecte apte à collecter le premier faisceau lumineux réfléchi et le second faisceau lumineux réfléchi par la surface de l’échantillon et à les transmettre respectivement vers le premier dispositif de détection et ledit le second dispositif de détection ; - un module de traitement de données (40) configuré pour déterminer des informations structurales à partir du premier signal non linéaire SHG et du second signal linéaire transmis respectivement par le premier dispositif de détection et le second dispositif de détection pour un même point de mesure de la surface de l’échantillon (13). Appareil selon la revendication 1, dans lequel le premier miroir (7) est agencé de sorte que le premier faisceau incident et le second faisceau soient incidents sur la surface de l’échantillon avec un ange d’incidence oblique compris entre 65° et 80° par rapport au plan d’incidence. Appareil selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre : - un premier dispositif optique agencé entre ladite première source (2) et le premier miroir (7) et configuré pour projeter le premier faisceau lumineux sur le premier miroir (7) ; - un second dispositif optique agencé entre ladite seconde source (29) et le premier miroir (7) et configuré pour projeter le second faisceau lumineux sur le premier miroir d’orientation (7). Appareil selon la revendication 3, dans lequel le premier dispositif optique comprend un deuxième miroir (3), un obturateur (36) commutable entre une position passante permettant de laisser passer le premier faisceau incident et une position bloquante permettant de bloquer le premier faisceau incident, un filtre densité (4) mobile apte à faire varier la puissance du premier faisceau lumineux incident entre 0,01% et 100% de la puissance totale, et un contrôleur d’état de polarisation (5) placés successivement sur le chemin optique du premier faisceau incident entre la première source (2) le premier miroir (7). Appareil selon la revendication 3 ou 4, dans lequel le second dispositif optique comprend une fibre optique (28) ayant une première extrémité couplée à la sortie de la seconde source (29) et une seconde extrémité couplée à un collimateur mobile (6), ledit collimateur étant apte à collimater le second faisceau lumineux en sortie de la fibre optique sur le premier miroir (7). Appareil selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel ledit dispositif de polarisation (8) comprend : - un premier module de polarisation mobile (10) pour être placé sur le trajet optique du premier faisceau incident entre le premier miroir (7) et le dispositif de focalisation (15) et configuré pour générer un nombre d’états de polarisation du premier faisceau incident, et - un second module de polarisation mobile (9) pour être placé sur le trajet optique du second faisceau incident entre le premier miroir (7) et le dispositif de focalisation (15) et configuré pour générer un état de polarisation linéaire du second faisceau lumineux incident. Appareil selon la revendication 6, dans lequel le premier module de polarisation (10) comprend une lame demi-onde rotative (11) autour d’un axe optique de propagation pour générer une polarisation linéaire selon un angle désiré et une lame quart d’onde fixe (12) ayant un axe rapide perpendiculaire à l’axe optique de propagation de la demi-onde pour générer des états de polarisation elliptique et circulaire en association avec la lame demi-onde (11). Appareil selon la revendication 7, dans lequel le second module de polarisation mobile (9) comprend un polariseur linéaire horizontal apte à polariser le second faisceau lumineux incident en un état de polarisation horizontale “s” et un polariseur linéaire vertical apte à polariser le second faisceau lumineux incident en un état de polarisation vertical “p”. Appareil selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel le bras de collecte est agencé de manière symétrique au bras de projection par rapport au plan d’incidence, ledit bras de collecte comprenant un deuxième dispositif de focalisation (16), une fenêtre de silicium (17), un filtre passe-bas (18), un analyseur d’état de polarisation rotatif (19) et un miroir basculant (20) agencés successivement sur le trajet optique du premier faisceau lumineux et du second faisceau lumineux réfléchis au point de mesure de la surface de l’échantillon, ledit miroir basculant (20) étant configuré pour laisser passer le premier faisceau lumineux réfléchi par la surface de l’échantillon en direction du premier dispositif de détection et à dévier le second faisceau réfléchi par la surface de l’échantillon vers le second dispositif de détection. Appareil selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel la première source (2) est une source laser adaptée pour émettre un premier faisceau lumineux incident d’excitation à une première longueur d’onde d’excitation entre 1000 nm et 1100 nm, avec une impulsion entre 100 fs et 600 fs, et une fréquence entre 1 MHz et 100 MHz. Appareil l’une des revendications 1 à 10, dans lequel la seconde source (29) est une lampe tungstène adaptée pour émettre un second faisceau lumineux incident d’excitation à une second longueur d’onde d’excitation comprise entre 400 nm et 700 nm. Appareil selon l’une des revendications 1 à 11, dans lequel le premier dispositif optique de focalisation comprend une lentille de focalisation (15) apte à focaliser le premier faisceau lumineux et le second faisceau lumineux en un point de focalisation de diamètre compris entre 2 µm et 50 µm sur la surface de l’échantillon. Appareil selon l’une des revendications 1 à 12, comprenant en outre un dispositif de déplacement (39) couplé au support d’échantillon (30), ledit dispositif de déplacement étant configuré pour déplacer le support d’échantillon (30) dans un plan horizontal selon une première direction horizontale selon l’axe X, une seconde direction horizontale selon l’axe Y, une troisième direction verticale selon l’axe Z, de manière à déplacer le support d’échantillon (30) relativement au point de focalisation pour former une pluralité de points de mesure sur la surface de l’échantillon cible. Appareil selon l’une des revendications précédentes, comprenant en outre un système d’imagerie (50) comprenant : - une troisième source lumineuse (51) apte à émettre une lumière blanche ; - une troisième fibre optique (57) ayant une extrémité couplée à la sortie de la troisième source lumineuse (51); - un miroir de collimation (52) apte à collimater la lumière blanche en sortie de la troisième fibre optique sur un séparateur de faisceau (53) ; - un objectif de focalisation (54) apte à focaliser la lumière blanche sur le point de focalisation du premier faisceau lumineux incident et du second faisceau lumineux incident; - une caméra (56); - ledit séparateur de faisceau (53) étant agencé entre le miroir de collimation (52) et l’objectif de focalisation (54) de sorte à laisser passer la lumière blanche dans une direction d’incidence normale à la surface de l’échantillon (13) et à réfléchir une partie de la lumière blanche réfléchie par la surface de l’échantillon vers la caméra afin de former des images sur le point de focalisation. Appareil selon l’une des revendications 1 à 14, dans lequel le module de traitement de données (40) comprend une mémoire (41) configurée pour stocker les coordonnées spatiales du support d’échantillon ou du point de focalisation correspondant à chaque acquisition de mesure, par le premier dispositif de détection et le second dispositif de détection du premier signal non linéaire SHG et du second signal linéaire d’absorption en réflectivité. Appareil selon l’une des revendications 1 à 15 et la revendication 13, dans lequel le module de traitement de données (40) comprend une unité de commande (42) configurée pour commander le dispositif de déplacement (39), une unité de calcul et de construction d’images (43) configurée pour générer des images dont chaque pixel est représentatif d’une information d’un point de mesure de l’échantillon (13).