help writing a psychology research paper best company to do my homework essay about motivation to do your homework idiom buying locally essay ghostwriter tv show cancer topics for research papers
Skip to main content

Mikrofereskop


Kurzfassung

Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Vorrichtung zur Messung von Verformungen und Dehnungen von Mikroobjekten mit einer Fläche <1mm² mit den Mittel der Digital-Holografie. Zwei Laserstrahlen werden auf ein unter dem „Mikroferoskop“ befindlichen Objekt von zwei Seiten gerichtet, wobei diese dann durch unterschiedliche Oberflächenstrukturen miteinander interferieren. Das zugehörige Interferenzmuster kann dann hierbei aufgezeichnet und ausgewertet werden. Das neuartige Mikrofereskop besteht aus einem Rechteckspiegel zur Strahllenkung, einer Lichtfalle zur Strahlaufteilung, einem Graukeil zur Referenzstrahleinkopplung, einem Doppelgroundglassystem und einer digitale Piezokalibrierungseinheit. Für die Steuerung der Anlage und die Auswertung des Messergebnisses wird ein Rechner mit entsprechender neuentwickelter Software verwendet.

 


Hintergrund

In der experimentellen Festkörpermechanik finden die Laser Speckle Methoden auf den Gebieten der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung, Bauteiloptimierung und der Verformungs- und Dehnungsmessung zunehmend breitere Anwendung. Sie messen hochgenau und benötigen gegenüber anderen Messverfahren einen geringeren Zeit und Arbeitsaufwand zur Vorbereitung und Durchführung der experimentellen verformungs-analytischen Untersuchungen. Im Zuge der immer wichtiger werdenden Mikrotechnologie ist das Verformungsverhalten von Mikrobauteilen, die einen Querschnitt von weniger als 1 mm2 haben, von besonders großer Bedeutung. Eine Anwendung der Laser Speckle Methoden auf Mikrobauelemente wird noch kaum durchgeführt, obwohl der Trend in der Industrie zu immer kleineren Bauteilen geht. In Folge der Miniaturisierung wird es immer notwendiger, ein berührungsloses Messverfahren zu entwickeln, welches der Industrie die notwendigen Materialkennwerte liefern kann.


Bilder & Videos


Problemstellung

Da es zur Zeit noch keine bzw. nur sehr wenige Untersuchungen über das Verformungsverhalten von Mikrobauteilen gibt, wäre das Verständnis über das Verhalten der Verformungen und der damit entstehenden Dehnungen für eine Optimierung solcher Bauteile von großem Nutzen. In der experimentellen Festkörpermechanik finden die Laser Speckle Methoden auf den Gebieten der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung, Bauteiloptimierung und der Verformungs- und Dehnungsmessung zunehmend breitere Anwendung. Sie messen hochgenau und benötigen gegenüber anderen Messverfahren einen geringeren Zeit und Arbeitsaufwand zur Vorbereitung und Durchführung der experimentellen verformungs-analytischen Untersuchungen. Eine Anwendung der Laser Speckle Methoden auf Mikrobauelemente wird noch kaum durchgeführt, obwohl der Trend in der Industrie zu immer kleineren Bauteilen geht. In Folge der Miniaturisierung wird es immer notwendiger, ein berührungsloses Messverfahren zu entwickeln, welches der Industrie die notwendigen Materialkennwerte liefern kann.


Lösung

Die Entwicklung des prinzipiellen Systems beruht auf den optischen Strukturen der holografischen Systeme in-plane (ip) und out-of-plane (oop). Hieraus sind die optischen Strukturen der holografischen Systeme für in-plane im mikroskopischen Aufbau (mip) und out-of-plane im mikroskopischen Aufbau (moop) abgeleitet worden. Allen Messsystemen ist die Aufteilung eines Laserstrahles in zwei kohärente Teilstrahlen gemeinsam. Im in-plane-Aufbau werden beide Teilstrahlen auf geweitet, um das Messobjekt zu beleuchten. Das von der specklenden Objektoberfläche diffus reflektierte Lichtsignal wird von der Kamera aufgenommen und an den Rechner zur Auswertung übermittelt. Zugleich kann der Rechner, bei Verwendung des Optotronik-Lasers, die Laserleistung steuern. Es zeigte sich, dass diese Verfahren hervorragend in Bereichen eingesetzt werden können, wo die Auflösung einer einfachen optischen Betrachtung kleiner Flächen, mangels Vergrößerung, nicht ausreicht.


Vorteile

  • System kann Verformungsmessungen im Microbereich in der Ebene (in-plane) und senkrecht zur Ebene (out-of-plane) effizient erfassen
  • einfach und kostengünstiges Verfahren zur Erfassung von Mikroverformungen von sehr kleinen Flächen
  • liefert ausgezeichnete Phasenbilder bei mikrospopischer Auflösung
  • auf teuere und empfindliche Glasfaserkabel kann verzichtet werden
  • niedere Lasersicherheitsklasse durch eingebaute Laserdiode

Anwendungsbereiche

Messung von Verformungen und Dehnungen von Mikroobjekten mit einer Fläche <1mm²


Service

Angeboten wird eine Lizenz für Herstellung und Vertrieb, exklusiv oder nicht-exklusiv.


IMG Innovations-Management GmbH

Dr. Simon Horoz
+49 631 31668-95
horoz@img-rlp.de
www.img-rlp.de
Adresse
Trippstadter Straße 110
67663 Kaiserslautern



Entwicklungsstand

Prototyp


Patentsituation

  • DE 102010020860 B4 erteilt

Stichworte

in-plane /out of plane Digital-Holografie, Laser Speckle Methoden, Verformungs- und Dehnungsmessung

Kontakt | Geschäftsstelle

TransferAllianz e. V.
Christiane Bach-Kaienburg
(Geschäftsführerin)

c/o TransMIT GmbH
Kerkrader Straße 3
D-35394 Gießen