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Robuste One-shot Kurzkohärenz-Interferometrie (ROSI)

Kurzfassung

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.

Vorteile

  • 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

Anwendungsbereiche

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.

Hintergrund

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.

Problemstellung

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.

Lösung

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.

Miniaturisierter Drei-Planspiegel-Referenz-Endreflektor (Monolith) im Arm eines Michelson-Interferometers zur Erzeugung einer invarianten Lateral-Shear Δq zwecks Gewinnung räumlicher Interferogramme in der Fourier-Ebene einer nachgeordneten Optik [Uni Stuttgart].
Miniaturisierter Drei-Planspiegel-Referenz-Endreflektor (Monolith) im Arm eines Michelson-Interferometers zur Erzeugung einer invarianten Lateral-Shear Δq zwecks Gewinnung räumlicher Interferogramme in der Fourier-Ebene einer nachgeordneten Optik [Uni Stuttgart].
Exposé
Kontakt
Dipl.-Ing. Julia Mündel
TLB GmbH
Ettlinger Straße 25
76137 Karlsruhe | Germany
Telefon +49 721-79004-0
muendel(at)tlb.de | www.tlb.de
Entwicklungsstand
TRL4
Patentsituation
10/090TLB
DE 502011001796 erteilt
US 8,934,104 B2 erteilt
16/080TLB
DE 102016014802 erteilt
EP 3555557 B1(GB,FR) erteilt
US 11,231,269 B2 erteilt
Referenznummer
10/090TLB + 16/080TLB
Service
Die Technologie-Lizenz-Büro GmbH ist mit der Verwer­tung der Technologie beauftragt und bietet Unternehmen die Möglichkeit der Lizenznahme.