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Optisches Messverfahren zur Bestimmung optischer Eigenschaften


Kurzfassung

Messung des Strahlenverlaufs bei transmittierenden und reflektierenden Objekten in einem Messschritt

Um die Qualität und den Strahlenverlauf optischer Komponenten zu messen, wird häufig das Experimental Raytracing (ERT) angewendet. Das Verfahren erfordert mind. zwei Messungen in unterschiedlichen Ebenen und ist dadurch zeitaufwendig. 

Das zum Patent angemeldete Verfahren der Hochschule Bremen misst die Eigenschaften der optischen Komponente in einem Messschritt und benötigt weniger apparativen Aufbau. Hierzu wird ein Strahlteiler eingesetzt, der den Prüfstrahl in Teilstrahlen aufteilt und umlenkt, so dass sich für die einzelnen Teilstrahlen gleichzeitig verschiedene optische Weglängen erreichen lassen. 

Das Verfahren kann überall dort angewendet werden, wo die Qualität spiegelnder oder reflektierender Oberflächen überprüft werden soll, z. B. bei optischen Messsystemen. Die Erfindung wäre aber auch für Hersteller von Sensoren und im 3D-Druck interessant.


Hintergrund

Um die Qualität und den Strahlenverlauf optischer Komponenten zu messen, z. B. bei Linsen, gehört das sogenannte ERT (Experimental Raytracing) zu den vielversprechendsten Verfahren: in mehreren Messebenen wird die Intensität von transmittierten oder reflektierten Prüfstrahlen (in der Regel Laser) bestimmt. Das Verfahren erfordert mindestens zwei Messungen, bei denen die Prüfstrahlen unterschiedliche optische Wegstrecken vom Prüfling bis zum Sensor zurücklegen. Bisher wurde dies durch die Verschiebung eines Sensors oder des Prüflings gelöst oder durch den Einsatz mehrerer Sensoren. Durch diese Umwege ist die Messzeit verlängert und der apparative Aufbau recht aufwändig.


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Lösung

Ein neues und zum Patent angemeldetes Verfahren der Professoren Friedrich Fleischmann und Thomas Henning vom Institut „i3m“ der Hochschule Bremen misst die Eigenschaften der optischen Komponente in einem Messschritt und benötigt weniger apparativen Aufbau: Ein Strahlteiler teilt den vom Messobjekt reflektierten oder durch das Messobjekt transmittierten Prüfstrahl auf und lenkt ihn an verschiedene Positionen auf dem Sensor. So lassen sich für die einzelnen Teilstrahlen gleichzeitig verschiedene optische Weglängen erreichen. Die Teilstrahlen werden am Sensor parallel detektiert, ohne dass die Entfernung zwischen Sensor und Messobjekt verändert werden muss. Unter Kenntnis der Strahlenverläufe der detektierten Teilstrahlen lassen sich mittels einer Softwarelösung nun die optischen Eigenschaften des Messobjekts bestimmen, wie z. B. die Form oder die optische Wellenfront. Für die Entwicklung eines Prototyps wird aktuell nach einem Partner gesucht.


Vorteile

  • Charakterisierung optischer Bauteile hinsichtlich Geometrie, Brennweite, Wellenfront u. v. m.
  • Einfache und robuste Bauweise
  • Parallele Messung verschiedener Messebenen
  • dadurch schnellere Messung als bei klassischen ERT-Verfahren

Das Verfahren kann überall angewendet werden, wo die Qualität spiegelnder oder reflektierender Oberflächen überprüft werden soll, z. B. bei optischen Messsystemen. Die Erfindung wäre aber auch für Hersteller von Sensoren und im 3D-Druck interessant.


Anwendungsbereiche

Optische Messtechnik, Qualitätssicherung


Service

Lizensierung, Verkauf, Kooperation und Weiterentwicklung


InnoWi GmbH

Dr.-Ing. Jens Hoheisel
0421 96007-15
jens.hoheisel@innowi.de
www.innowi.de
Adresse
Fahrenheitstraße 1
28359 Bremen



Entwicklungsstand

Demonstrationsexemplar


Patentsituation

  • DE 10 2013 2019 440 A1 erteilt

Stichworte

optische Linsen, Wellenfront, Experimental Raytracing

Angebot Anbieter-Website


Kontakt | Geschäftsstelle

TechnologieAllianz e. V.
Christiane Bach-Kaienburg
(Geschäftsstellenleiterin)

c/o PROvendis GmbH
Schloßstr. 11-15
D-45468 Mülheim an der Ruhr