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Robuste One-shot Kurzkohärenz-Interferometrie (ROSI)


Kurzfassung

Die an der Universität Stuttgart entwickelte „robuste One-Shot-Interferometrie“ (ROSI) konnte in mehreren Akspekten optimiert werden und bietet nun eine miniaturisierte, robuste und langzeitstabile sowie hochgenaue Punkt- u. Linienprofilmessung bei sehr hohen Mess- und Auswertegeschwindigkeiten.
Das System eignet sich insbesondere für anspruchsvolle Anwendungen wie die Inline-Inspektion in der industriellen Fertigung.


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.


Bilder & Videos


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.


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.


Service

Die Technologie-Lizenz-Büro GmbH ist mit der Verwer­tung der Technologie beauftragt und bietet Unternehmen die Möglichkeit der Lizenznahme.


Technologie-Lizenz-Büro (TLB) der Baden-Württembergischen Hochschulen GmbH

Dr.-Ing. Florian Schwabe
+ 49 721 790 040
fschwabe@tlb.de
www.tlb.de
Adresse
Ettlinger Straße 25
76137 Karlsruhe



Entwicklungsstand

Idee


Patentsituation

  • DE 102010006239 B3 (09/090TLB) erteilt
  • EP 2526373 B1 (DE, FR, GB; 10/090TLB) erteilt
  • US 8,934,104 B2 (10/090TLB) erteilt
  • DE 102016014802 (16/080TLB) erteilt
  • PCT (WO2018108697 A1; 16/080TLB) anhängig

Stichworte

Weitskalige und robuste One-shot-interferometrie (ROSI), insbesondere für die schnelle und hochgenaue Punkt- und Linienprofil- oder 3D-Messung, robuste One-Shot-Interferometrie (ROSI), insbesondere für die schnelle und hochgenaue Punkt- und Linienprofilmessung

Kontakt | Geschäftsstelle

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

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