Weißlichtinterferometrie als flächenhaftes, optisches 3D-Messverfahren
Die moderne Weißlichtinterferometrie nutzt die Interferenzeffekte, die bei der Überlagerung des vom Messobjekt reflektierten Lichts mit dem von einem hochgenauen Referenzspiegel zurückgestreuten Licht auftreten.
Das Messverfahren der Weißlichtinterferometrie – auch Kohärenz-Scanning-Interferometrie genannt – basiert auf dem Prinzip des Michelson-Interferometers, wobei der optische Aufbau eine Lichtquelle mit einer Kohärenzlänge im μm-Bereich enthält. An einem Strahlteiler wird der kollimierte Lichtstrahl in Mess- und Referenzstrahl aufgeteilt. Der Messstrahl trifft das Messobjekt, der Referenzstrahl einen Spiegel. Das vom Spiegel und Messobjekt jeweils zurückgeworfene Licht wird am Strahlteiler überlagert und auf einer Kamera abgebildet.
Stimmt der optische Weg für einen Objektpunkt im Messarm mit dem Weg im Referenzarm überein, kommt es für alle Wellenlängen im Spektrum der Lichtquelle zu einer konstruktiven Interferenz. Das Kamerapixel des betreffenden Objektpunktes hat dann die maximale Intensität. Für Objektpunkte, die diese Bedingung nicht erfüllen, hat das zugeordnete Kamerapixel eine niedrige Intensität. Die Kamera registriert folglich alle Bildpunkte, die dieselbe Höhe haben.
Messgeräte gemäß dem Prinzip der Weißlichtinterferometrie mit telezentrischem Aufbau erlauben eine simultane Charakterisierung der Oberflächentopografie selbst großer Flächen in einem einzigen Messvorgang und innerhalb kurzer Messzeit. Benötigen Sie dagegen eine hohe laterale Auflösung für mikroskopische Untersuchungen feinster Mikrotopografien, bieten sich unsere Mikroskopsysteme an, bei denen der optische Aufbau mitsamt Referenzarm in das Objektiv integriert ist.
Grundlagen der Weißlichtinterferometrie im Video
(Kohärenz-Scanning-Interferometrie)
Vorteile der Weißlichtinterferometrie in der Oberflächenmesstechnik
Im Vergleich zu Kontakt-/Taststiftverfahren messen Weißlichtinterferometer (WLI) die tatsächliche Flächenrauheit (3D) gemäß ISO 25178 und erfassen Anisotropie und komplexe Texturen in einem einzigen Scan mit Millionen von Punkten. So erhalten Sie eine höhere räumliche Abtastung und aussagekräftigere Statistiken bei Produktionszykluszeiten als mit linienbasierten Taststiftmessungen.
Da es sich um ein berührungsloses Verfahren handelt, vermeidet WLI Spitzenverformungen und Verschleiß (keine Gefahr der Beschädigung weicher oder beschichteter Optiken) und liefert gleichzeitig wiederholbare vertikale Präzision im Nanometerbereich. Dennoch bleibt das Tastkopf-Profilometer weiterhin wertvoll, wenn nur Profil-Spezifikationen vorgeschrieben sind oder wenn schnelle, kostengünstige Überprüfungen von Parametern wie Ra und Rz in der Produktionsqualitätssicherung erforderlich sind. Aber auch im Vergleich zu anderen berührungslosen Technologien hat WLI entscheidende Vorteile.
Vertikale Auflösung unabhängig von der Bildfeldgröße
Beim flächenbasierten Messverfahren der Weißlichtinterferometrie (Kohärenz-Scanning-Interferometrie) hängt die vertikale Auflösung nicht vom gewählten Objektiv ab. Es ist die einzige Messmethode, bei der die Auflösung unabhängig von der Bildfeldgröße ist.
Unser Portfolio an Weißlichtinterferometern
Micro Profiler
Micro.View-Systeme wurden für ultrahochauflösende Messungen bis in den Sub-Nanometerbereich entwickelt. Die Kombination aus fokussierter Optik und hoher vertikaler Auflösung erlaubt eine präzise Analyse von Mikrostrukturen, Oberflächenbeschaffenheit und Materialverteilung, insbesondere bei Anwendungen, bei denen selbst minimale Abweichungen relevant sind.
Macro Profiler
Pro.Surf-Systeme liefern schnelle, flächenbasierte 3D-Topografiemessungen mithilfe telezentrischer Optik. Damit lassen sich Ebenheit, Formabweichung, Parallelität und Stufenhöhen zuverlässig prüfen – sowohl über weite Messfelder als auch bei Innenmerkmalen in Bohrungen.
Metro.Lab
Metro.Lab ist ein kompakter Tisch-Oberflächenprofiler für schnelle, großflächige 3D-Messungen. Hohe Messleistung bei geringer Stellfläche – ideal, wenn Platz oder Budget begrenzt sind, aber zuverlässige 3D-Oberflächendaten gebraucht werden.
Überzeugen Sie sich vor dem Kauf von der Leistung eines Profilers – nutzen Sie unseren „Try before buy“ Ansatz.
Technologie-Leitfaden: Vor- und Nachteile optischer Oberflächenmesstechnik im Vergleich
Erfahren Sie mehr über die Stärken und Grenzen dieser vier gängigen Oberflächenmessverfahren im übersichtlichen Technologievergleich: Wie verhalten sich vertikale und laterale Auflösung, welche eignen sich für glatte Oberflächen oder besser zur hochauflösenden Rauheitsmessung, wo kommt Stitching ins Spiel?
- Weißlicht-Interferometrie
- Konfokale Mikroskopie
- Fokus-Variation
- Chromatische konfokale Sensoren
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Gemeinsam analysieren wir Ihre Messaufgabe und beraten Sie zu geeigneten Technologien, Systemen und Methoden. Als Alternative können wir auch direkt mit einer Machbarkeitsstudie starten und die Fähigkeiten unserer Profiler demonstrieren.
