Konfokalmikroskopie - Konturmessung

• 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.

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 Konfokalmikroskopie eignet sich für die Vermessung unterschiedlichster Materialien und ist weitgehend unabhängig von deren Farbe oder Transparenz. Auch Materialien mit schwierigen optischen Eigenschaften, wie Graphit, Diamant oder Ruß, können zuverlässig untersucht werden. Darüber hinaus lassen sich mithilfe von Stufenmessungen Schichtdicken von Beschichtungen bestimmen. Durch den Einsatz von Abformmaterialien können zudem auch größere oder schwer zugängliche Bauteile vermessen werden.

Im Gegensatz zur taktilen Messung mit einer Tastspitze, die einen Radius und einen Öffnungswinkel aufweist, können optische Messmethoden Vertiefungen und Erhabenheiten der Oberflächenmikrostruktur sehr präzise erfassen.

Ein weiterer Vorteil optischer Messverfahren ist ihre berührungslose Arbeitsweise. Da kein Taster mit der Oberfläche in Kontakt kommt, bleibt diese unverändert und wird nicht durch den Messvorgang beeinflusst. Dadurch eignen sich optische Verfahren besonders für weiche oder empfindliche Werkstoffe wie Kunststoffe, Elastomere, Beschichtungen oder Aluminium. Im Gegensatz dazu kann eine taktile Messung mit einer Diamanttastspitze die Oberfläche durch Eindringen oder leichtes Anritzen verändern und so das Messergebnis verfälschen.

Tastspur durch Diamanttastspitze