Konfokalmikroskop und Weißlichtinterferometer Sensofar Plu S neox
Mit dem Kombigerät aus Konfokalmikroskop und Weißlichtinterferometer werden optische Oberflächenmessungen zur Bestimmung von Rauheit, Welligkeit und Ebenheit durchgeführt. Dabei wird die Oberfläche berührungslos mit einem feinen Lichtstrahl präzise abgetastet, so dass auch feinste Strukturen erfasst werden. Die optische Messung einer Oberfläche erreicht eine wesentlich höhere Auflösung und Genauigkeit als die taktile Messung mit einer Tastspitze. Darüber hinaus können im Gegensatz zur taktilen Messung mit einem Tastschnittgerät auch empfindliche Materialoberflächen gemessen werden.
Wir bieten Untersuchungen als Dienstleistung an:
- 2D-Profil-Rauheit
- 2D-Profil-Welligkeit
- 3D-Flächen-Rauheit
- 3D-Flächen-Welligkeit
- Ebenheit messen
- Parallelität messen
- Schichtdickenmessung
- Folienstärken bestimmen
- Strukturanalyse
- Oberflächencharakterisierung: Optische Messgeräte werden zur präzisen dreidimensionalen Vermessung der Oberflächentopographie eingesetzt. Damit können Rauheit, Welligkeit und andere Texturen bestimmt werden.
- Schichtdickenmessung: Die Schichtdicken dünner transparenter Schichten auf Substraten können mit einem optischen Messgerät zerstörungsfrei bestimmt werden.
- Qualitätskontrolle: Optische Oberflächenmessgeräte werden in der Produktion und Qualitätssicherung eingesetzt, um sicherzustellen, dass Produkte die gewünschten Oberflächeneigenschaften und -qualitäten aufweisen.
- Schadensanalyse: Die optischen Messgeräte dienen zur Untersuchung von Verschleißerscheinungen bei Schadensfällen, um auf die zugrunde liegende Schadensursache schließen zu können.
- ISO 4287: Pt, Ra, Rz, Rz1max, Rq, Rmr, Rdc, Wt, …
- ISO 13565-2: Rpk, Rk, Rvk, …
- ISO 21920-2: Pt, Ra, Rz, Rzx, Rq, Rmr, Rdc, Rpk, Rk, Rvk, Wt, …
- ISO 25178-2: Sa, Sz, Sq, Sdq, Smr, Sdr, Str, …
- ISO 12181-1: RONt
- ISO 12781-1: FLTt
- Metalle
- Kunststoffe
- Gummi
- Keramiken
- Gläser
- Oberflächentopographie 3D
- Profilschnitt 2D
- Lichtquelle: LED (blau, grün, weiß, rot)
- Konfokalmikroskop
- Auflösung: 5 nm vertikal, 140 nm lateral
- Max. Messfeldgröße: 110 x 70 mm²
- Schichtdickenmessung: 5 – 100 µm
- Weißlichtinterferometer
- Auflösung: 0.1 nm vertikal, 200 nm lateral
- Max. Messfeldgröße: 110 x 70 mm²
- Schichtdickenmessung: 0.5 -100 µm
Die Konfokalmikroskopie ist ein optisches Messverfahren zur berührungslosen dreidimensionalen Erfassung von Oberflächenstrukturen. Das Verfahren basiert auf der gezielten Fokussierung von Licht auf die Oberfläche eines Messobjekts. Das reflektierte Licht wird anschließend durch eine konfokale Blende geführt, sodass nur Licht aus der aktuell fokussierten Ebene den Detektor erreicht. Lichtanteile aus außerhalb der Fokusebene liegenden Bereichen werden dabei weitgehend ausgeblendet. Dadurch wird eine hohe Tiefenauflösung und eine präzise Bestimmung der Oberflächentopographie ermöglicht.
Zur Vermessung wird die Fokuslage schrittweise verändert beziehungsweise die Oberfläche punkt- oder zeilenweise abgetastet. Für jeden Messpunkt wird die Position mit der höchsten Signalintensität ermittelt und daraus die jeweilige Oberflächenhöhe berechnet. Aus den einzelnen Messpunkten entsteht anschließend ein dreidimensionales Höhenmodell der Oberfläche.
Die Weißlichtinterferometrie ist ein optisches Verfahren zur berührungslosen Vermessung von Oberflächen. Dabei wird breitbandiges Licht im sichtbaren Spektralbereich verwendet, das mithilfe eines Strahlteilers in zwei Teilstrahlen aufgeteilt wird. Einer der Teilstrahlen wird in den Referenzarm auf einen Spiegel gelenkt, während der zweite Teilstrahl auf die Oberfläche des Messobjekts trifft und dort reflektiert wird.
Anschließend werden beide Teilstrahlen im Strahlteiler wieder überlagert. Aufgrund der begrenzten Kohärenzlänge des Weißlichts entsteht nur dann ein messbares Interferenzsignal, wenn die optischen Weglängen beider Strahlen nahezu identisch sind. Das erzeugte Interferenzsignal enthält Informationen über die Höhenstruktur beziehungsweise Topographie der Oberfläche und kann mit hoher Genauigkeit ausgewertet werden.
Zur Erfassung größerer Oberflächenbereiche können mehrere Einzelmessfelder rechnergestützt zusammengesetzt werden (Stitching). Dadurch lassen sich auch großflächige Bauteile mit hoher Auflösung präzise vermessen.
Die Verfahren Konfokalmikroskopie und Weißlichtinterferometrie sind bei dazu geeignet, die Schichtdicke optische transparenter Materialien zu bestimmen. Während eines z-Scans, der beide Grenzflächen (Luft-Beschichtung und Beschichtung-Substrat) umfasst, wird an jeder Grenzfläche ein Signal erfasst. Die Schichtdicke ist dann die räumliche Differenz beider Signale.
Aufgrund der unterschiedlichen Lichtgeschwindigkeiten in den verschiedenen Medien (Luft und Beschichtung) scheinen die untere Grenzfläche näher an (Konfokalmikroskopie) bzw. weiter entfernt von (Weißlichtinterferometrie) der Oberfläche zu sein.
Steinbeis-Transferzentrum an der Dualen Hochschule Karlsruhe
Mitglied in Deutschlands Spitzencluster microTEC