Optische Profilometrie

Lange war die klassische Interferometrie das einzige optische Längenmeßverfahren und die Meßobjekte mußten spiegelnd sein. Ende der 70er Jahre kamen die ersten industriell genutzten Triangulationsmeßsysteme auf den Markt, basierend auf teuren und empfindlichen Gaslasern. Parallel dazu gab es wenige Anwendungen mit Lichtbeugung, z.B. schnelle Waagen. Vielversprechender schien damals die Entwicklung von Schattenwurfverfahren.

Auf der Microtecnic 1986 wurden die ersten Autofokus Meßgeräte vorgestellt und kurz danach gab es die ersten 3D Meßstationen. Die inzwischen weit verbreitete Weißlichtinterferometrie startete Anfang der 90er Jahre.

Seit 2011 ist exklusiv von BMT ein flächenhaft messender Sensor nach dem Funktionsprinzip ‚Digitale Holografie‘ erhältlich. Dieser hat bei hoher Auflösung einen Meßbereich von mehreren mm.

Der heutige Markt für Längen- und Oberflächenmessungen wird nach wie vor dominiert von taktilen Meßsystemen, sowohl bei der Rauheits- als auch bei der Koordinatenmeßtechnik. Es ist lohnend und sinnvoll, die taktilen Instrumente weiterzuentwickeln und die Möglichkeiten neuer Technologien auszuschöpfen. Die optischen Verfahren zur Mikrostruktur- Profilometrie leiden an Artefakten, die durch die Naturgesetze der Lichtpropagation vorgegeben sind. Oft nur durch massive Filterung unterschiedlichster Art erhält man die von weniger pragmatisch eingestellten Kunden erwarteten Ergebnisse.

Allerdings gibt es zahlreiche Anwendungen, die nur optischen Profilometern vorbehalten sind, insbesonders bei Meßaufgaben in der Elektronik und Optik, wo hohe Auflösung und hohe Meßgeschwindigkeit gefordert sind. Auch im Motorenbau setzt sich gerade ein optisches Verfahren zur flächenhaften Honstrukturbeurteilung durch.

Die flächenhaft messenden Verfahren wie kurzkohärente Interferometrie, konfokale Mikroskopie und Streifenprojektion werden von punktweise abtastenden Sensoren ergänzt, z.B. nach den Verfahren chromatische Abberation, Autofokus und Triangulation. Diese eignen sich vornehmlich zur Messung von größeren Objektfeldern. Die gegenüber Kamera-basierten Instrumenten höhere Meßpunktdichte auch bei großen Meßfeldern bezahlt man mit entsprechend langer Meßzeit.

Für handelsübliche optische Meßtechniken beträgt das durch das Beugungslimit gegebene maximale laterale Auflösungsvermögen in der Praxis ca. 0,5 µm. Eine deutlich bessere laterale Auflösung bis zu atomaren Dimensionen liefert das Rasterkraftmikroskop, auch kurz AFM genannt. Fast noch diffiziler als bei der Optik ist hier die Trennung von wahrer Oberflächengestalt und Abtastartefakten.

BMT bietet die für die Praxis wichtigen interferometrischen Meßmethoden an, nämlich Mirau, Michelson, Linnik und, ganz neu, die digitale Holografie. Unsere Meßstationen bieten neben den technischen Merkmalen, die dem Stand der Technik entsprechen sinnvolle und benutzerfreundliche Ergänzungen wie automatisierte Probenausrichtung inkl. Autofokus, Mehrfachbelichtung zur Effizienzsteigerung, monochromatische und Weißlichtbeleuchtung sowie zahlreiche mathematische Auswerteverfahren für optimalen Kundennutzen.

 
 
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