Robuste One-shot Kurzkohärenz-Interferometrie (ROSI)

Das „robuste One-Shot-Interferometrie“ (ROSI) konnte optimiert werden und bietet nun eine miniaturisierte, robuste und langzeitstabile, sowie hochgenaue Punkt- u. Linienprofilmessung bei sehr hohen Mess- und Auswertegeschwindigkeiten.

• Sehr hohe Mess- und Auswertegeschwindigkeit
• Langzeitstabil, schnelle & hochgenaue Punkt- u. Linienprofilmessung, Letzteres in Perspektive
• Günstiger, kompakter und sehr robuster Aufbau
• Auswertung der Phaseninformation liefert Auflösung im nm-Bereich bei der Profilmessung

Am Institut für Technische Optik an der Universität Stutt­gart entstand zunächst ein Verfahren und ein Sensorauf­bau zur äußerst robusten One-Shot-Interferometrie („ROSI“), welches nun weiter optimiert wird. Insbesondere wird eine höhere Messgeschwindigkeit bei hoher Robust­heit erreicht. So bietet der ROSI-Ansatz nun speziell für an­spruchsvolle Anwendungen wie bei der Inline-Inspektion unter Fertigungsbedingungen einen ent­scheidenden Vorteil.

Die optische Messtechnik bietet eine kontaktlose und zerstörungsfreie Analyse von Objekten bezüglich deren metrischen wie auch spektralen Eigenschaften auf einer breiten Größenskala. Erfasst werden können bspw. Inten­sität, Kontrast, Polarisation oder Wellenlänge an beliebig vielen Punkten eines Objekts. Um auf diesem Weg zu­verlässig auf die eigentliche Zielgröße zu schließen, be­darf es jedoch neben effizienten Algorithmen auch eines robusten und leistungsfähigen Systems.

Die Interferometrie hat sich als Messverfahren für die optische Profilmessung bereits etabliert. Die chromatisch-konfokale Spektral-Interferometrie (CCSI) bietet beispiels-weise durch die Kombination der Interferometrie mit der konfokalen Mikroskopie schon eine sehr gute Basis für Single-shot Anwendungen. Jedoch benötigt dieser Ansatz ein Spektrometer und eine anspruchsvolle Datenauswertung. Dies kann die Mess­geschwindigkeit begrenzen.

Durch die Verwendung eines Zweistrahl-Interferometers mit speziellen Komponenten, wie einem neuartigen Drei-Planspiegel-Referenz-Endreflektor, herstellbar durch Ultra­präzisions-Diamantbearbeitung, ermöglicht „ROSI“ im Vergleich zur CCSI die Gewinnung robuster One-shot-Datensätze in Form räumlicher Interferogramme. Zur Auswertung können die bekannten und vielfach erprobten Algorithmen der Weißlicht-Interferometrie eingesetzt werden. So sind präzise Profildaten mit hoher Auflösung unter Nutzung der Phaseninformation bei hoher Ge­schwindigkeit bis in den Nano­meter-Bereich erfassbar.
Durch eine neuartige Anwendung der Retroreflexion wurde das System erweitert und ermöglicht dank „inter­ferometric gain“ auch die Messung von wenig oder nicht kooperativen Oberflächen mit geringster Reflektivität. In Verbindung mit 3D-Koordinatenmesstechnik bietet sich auch die Perspektive der absoluten Vermessung eines 3D-Objektraums.

https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6501/aa52f1