Modell Plu S neox
Konfokalmikroskop und Weißlichtinterferometer für optische Oberflächenmessung 2D/3D und Schichtdickenmessung
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.
Hier sind einige Anwendungen des optischen Messgerätes:
- 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.
Wir führen optische Oberflächenmessungen mit dem optischen Messgerät als Dienstleistung durch.
Anwendungen
- 2D-Profil-Rauheit
- 2D-Profil-Welligkeit
- 3D-Flächen-Rauheit
- 3D-Flächen-Welligkeit
- Ebenheit messen
- Parallelität messen
- Schichtdickenmessung
- Strukturanalyse
Kennwerte 2D/3D
- 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
Materialien
- Metalle
- Kunststoffe
- Gummi
- Keramiken
- Gläser
Beispiel
- Oberflächentopographie 3D
- Profilschnitt 2D
Spezifikation
- 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
Konfokalmikroskopie
Die Konfokalmikroskopie erlaubt die Oberflächenmessung praktisch aller Materialien, unabhängig von der Transparenz oder Farbe (auch reiner Kohlenstoff als Graphit, Diamant, Ruß). Ein Konfokalmikroskop ist ein optisches Messgerät für die berührungslose dreidimensionale Messung von Oberflächenstruktur. Auch die Oberflächen von großen Bauteilen können damit vermessen werden, indem Negativformen mit einem Abformmaterial angefertigt. Über Stufenmessungen können Schichtdicken von Beschichtungen bestimmt werden.
Weißlichtinterferometrie
Weißlichtinterferometer verwenden breitbandiges Licht im sichtbaren Bereich. Mathematisch lässt sich das abgestrahlte Bündel an Frequenzen als ein Wellenpaket mit einer mittleren Frequenz zusammenfassen, dessen Ausdehnung und Form von der spektralen Verteilung definiert wird. Das Wellenpaket wird in einem Strahlteiler in zwei gleichartige Portionen zerlegt. Ein Teil trifft im Referenzarm auf einen Spiegel und wird dort zurück reflektiert. Der andere Teil reflektiert auf der Objektoberfläche. Beide Pakete werden auf dem Rückweg wieder im Strahlteiler vereinigt. Sind die optischen Wege der beiden Teilstrahlen nahezu gleich, dann treffen sich die zuvor getrennten Wellenpakete wieder und können messbar interferieren. Durch die Möglichkeit der Zusammensetzung von Einzelmessfelder (Stitching) können auch größere Oberflächenbereiche vermessen werden.
Optische Schichtdickenmessung
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.