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EasyPrecision – Verfahren zur Charakterisierung optischer Komponenten


Kurzfassung

Einfache und präzise Bestimmung optischer Eigenschaften transmittierender und reflektierender Bauteile


Hintergrund

Sowohl bei der Herstellung als auch beim Test optischer Elemente und Systeme beispielsweise von Linsen, Spiegeln oder Objektiven ist eine Beurteilung der Abbildungsgüte oder allgemeiner der optischen Eigenschaften erforderlich. Mit Hilfe unterschiedlicher Messverfahren werden die optischen Systeme einem Test unterzogen und die Abbildungseigenschaften quantitativ bestimmt. Beispielsweise wird aus einer Wellenfrontmessung die Modulationstransferfunktion abgeleitet. Auch die direkte Bestimmung von Abbildungsfehlern wie Verzeichnung, Telezentrierfehler, Öffnungsfehler, Bildfeldwölbung oder Farbfehler werden zur Qualitätskontrolle angewendet. Grundsätzlich ist es wünschenswert, mit einem Messgerät eine möglichst große Abdeckung der messbaren Fehlerarten zu erzielen, ggf. auch unter Berücksichtigung der verwendeten Wellenlänge. Derzeit gibt es eine Vielzahl von Verfahren zur Bestimmung der Eigenschaften optischer Einrichtungen (Sterntest, interferometrische Verfahren, Hartmann-Verfahren, erweitertes Hartmann-Shack-Verfahren).


Bilder & Videos


Problemstellung

 

 


Lösung

Das hier dargestellte Verfahren EasyPrecision ermöglicht die einfache und präzise Bestimmung optischer Eigenschaften transmittierender und reflektierender optischer Systeme oder anderer Bauteile. Es besteht aus einer Beleuchtungseinrichtung und einer ortsauflösenden Sensoreinrichtung. Im Strahlengang befindet sich der zu analysierende Prüfling. Ausgehend von einer Referenzposition wird ein Prüfstrahl in mehreren Relativpositionen zur Referenzposition angeordnet. Aus den am Sensor registrierten Auftreffpositionen des Prüfstrahls wird der Strahlverlauf ermittelt, woraus schließlich die optischen Eigenschaften des Prüflings berechnet werden können. Die Funktionsweise von EasyPrecision ist in einer prototypischen Implementation erfolgreich gezeigt worden. Die Steuerung des Messsystems sowie die Analyse und Aufbereitung der Messergebnisse werden an der Hochschule Bremen weiterentwickelt und optimiert.


Vorteile

  • keine Vergleichsmessung mit einer Referenzoptik nötig (Vermeidung teurer Referenz- optiken, keine Einschränkung des Messbereichs durch eine Referenzoptik)
  • geringere Störanfälligkeit gegenüber Vibrationen oder Luftbewegungen
  • keine Beschränkung auf einen bestimmten Wellenlängenbereich 
  • keine prinzipielle Beschränkung in der Ortsauflösung, daher optimal für die Messung kleiner Optiken geeignet
  • keine zusätzlichen Optiken zur Anpassung der Messapertur an den Prüfling erforderlich 
  • keine geometrieabhängigen Lochblenden oder Mikrolinsenarrays erforderlich 
  • keine Beugungseffekte durch den Verzicht auf Lochblenden 
  • einfache und automatisierbare Justage

Zusätzlicher Nutzen:

  • Breites Einsatzgebiet durch Verwendung kostengünstiger und wartungsarmer Bauteile
  • Durch Verzicht auf Lochblenden oder Mikroarrays Vermessung unterschiedlicher Prüflinge mit ein und demselben Setup möglich
  • Erfassung der optischen Eigenschaften des Prüflings (transparente und reflektierende Objekte) in einem Arbeitsschritt

Anwendungsbereiche

EasyPrecision kann in vielen Bereichen zur Qualitätssicherung eingesetzt werden. Besonders bei kleinen Stückzahlen bzw. hoher Variabilität der Prüflinge hat das Verfahren große Vorteile gegenüber etablierten Methoden. Anwendungsgebiete sind u. a. 

  • die Untersuchung von Linsensystemen 
  • die Untersuchung von Wafern, Blechen oder Teilen mikromechanischer Sensoren

Zielgruppe: 

  • Hersteller von optischen Komponenten und Geräten
  • Hersteller von Mess- und Prüfmitteln

InnoWi GmbH

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



Entwicklungsstand

Funktionsnachweis


Patentsituation

  • DE anhängig
  • US anhängig

Stichworte

Messtechnik (Prüftechnik), optisches Messverfahren, Qualitätsmessung, Spezialoptiken

Angebot Anbieter-Website


Kontakt | Geschäftsstelle

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

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