Labor für Optische Profilometrie
schnell, berührungslos, genormte Rauheitsbestimmung (DIN EN ISO 4287)

Die optische Profilometrie ist ein Analyseverfahren zur berührungslosen Bestimmung der Topografie von Oberflächen verschiedenster Materialien wie Metallen, Keramiken, Halbleitern, Kunststoffen, Polymeren, Gummi, etc. Neuere Geräte der optischen Profilometrie erreichen dabei Tiefenauflösungen von ca. 1 nm. Für die analytische Arbeit stehen verschiedene Messmodi zur Verfügung, die eine Bestimmung von Probenrauheiten nach DIN EN ISO 4287 erlauben. Derartige Analysen können selbst an optisch aktiven Medien (z.B. Gläsern, Lichtwellenleitern, Optiken...) nach einer entsprechenden Probenvorbereitung durchgeführt werden.

Optische Profilometrie Profil Bild Topographie

Details zur optischen Profilometrie im Labor
Messprinzip - Informationsgehalt - analytische Möglichkeiten

Mittels optischer Profilometrie kann die Topografie einer Oberfläche berührungslos mit einer vertikalen Auflösung von bis zu einem nm untersucht werden. Das im Labor der Tascon GmbH eingesetzte Messgerät erlaubt sowohl Analysen mit der konfokalen Mikroskopie als auch mit der Weißlicht-Interferometrie.

Bei der konfokalen Mikroskopie wird ein monochromatischer Lichtstrahl auf einen Probenoberfläche fokussiert. Durch die Verwendung geeigneter Blenden wird sichergestellt, dass nur das in der Fokusebene reflektierte Licht den bildgebenden CCD-Sensor erreicht. Somit wird nur die im Fokus des einfallenden Lichts ausgeleuchtete Teilfläche für die Oberflächenanalyse bildgebend erfasst. Durch eine rechnergesteuerte, kontinuierliche Variation des Abstands zwischen Probenoberfläche und optischem System werden entsprechende Einzelbilder der Probenoberfläche gewonnen. Diese Bilder dienen zur Berechnung eines dreidimensionalen Modells der Probenoberfläche. Die Daten können dann anschließend zur Analyse der Oberflächentopografie und Oberflächenstruktur ausgewertet werden.

Für die Profilometrie mittels einer interferometrischen Analyse (z.B. Weißlicht Interferometrie) wird die Probenoberfläche mit monochromatischem Licht bestrahlt. Während der Messung wird der Abstand zwischen der Probe und dem Objektiv des Interferometers in kleinen Schritten vergrößert. Aufgrund der Topographie treten für jeden Punkt der Oberfläche verschiedene Laufzeitunterschiede zwischen dem reflektierten Lichtstrahl und einem Referenzlichtstrahl auf. Die Überlagerung beider Lichtstrahlen resultiert in einem Interferenzmuster, das sich während der feinschrittigen Änderung des vertikalen Abstands zur Probe über die Oberfläche bewegt. Aus diesen Abfolgen von Interferenzbildern ergibt sich für jeden Objektpunkt ein Interferogramm, aus dem sich die Probentopografie und andere Oberflächenparameter der Profilometrie berechnen lassen.

Anhand der analytischen Fragestellung und der Probeneigenschaften wird entschieden, welche der beiden Messmethoden, Weißlichtinterferometrie oder konfokale Mikroskopie, zum Einsatz kommt. Als Proben sind alle reflektierenden oder nicht transparenten Oberflächen mit Höhenunterschieden von maximal 2 cm geeignet. Analysen optisch transparenter Probensysteme (z.B. Spiegel, Gläser, ...) sind im Labor nur eingeschränkt möglich. Für eine genaue Ermittlung von topographischen Informationen empfiehlt es sich, bei diesen Systemen vor der Analyse im Labor einen dünnen, reflektierenden Metallfilm auf die Oberfläche abzuscheiden.

Wenn die Analysen mit optischer Profilometrie an den Oberflächen dennoch nicht möglich sind, dann gibt es darüber hinaus zahlreiche andere Methoden zur Bestimmung der Oberflächentopographie im

Tascon – Ihr neuer Partner für Profilmetrie

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