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So funktioniert’s
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Messverfahren

 

CHRocodile Sensoren eignen sich perfekt für anspruchsvolle Messaufgaben, wie die
berührungslose Messung von Topografie und Schichtdicke. Die Sensoren implementieren zwei unterschiedliche Messverfahren, chromatisch-konfokal und interferometrisch. Dies ermöglicht Abstands- und Dickenmessungen über einen großen Messbereich an unterschiedlichsten Materialien.

 

Welche Messmethode passt zu Ihrer Anwendung?

Distanzmessung mit dem chromatisch-konfokalen Verfahren

Von einer Weißlichtquelle wird das Licht über einen Lichtwellenleiter zu einem Messkopf mit ausgeprägtem Farblängsfehler geführt. Dieser Messkopf fokussiert das austretende Licht unterschiedlicher Wellenlänge auf die zu messende Oberfläche (siehe Grafik). Dabei befindet sich eine Wellenlänge immer im Fokus und es wird ein Messfleck von wenigen Mikrometern Durchmesser erzeugt.

Das reflektierte Licht gelangt in ein Spektrometer und zeigt bei der reflektierten Wellenlänge einen scharfen Peak. Die reflektierte Wellenlänge erlaubt eine sehr genaue Entfernungsmessung mit einer Messrate von bis zu 66 kHz. Der Messkopf bestimmt je nach Aufbau den Messbereich des Sensors.

Die hohe numerischen Apertur der Messköpfe, die außergewöhnlich hohe Dynamik und das ausgezeichnete Signal-/Rauschverhältnis der CHRocodile-Sensoren sorgen für beste Messergebnisse. Dies gilt auch auf unterschiedlich stark reflektierenden, stark geneigten und rauen Oberflächen.

  • Lichtquellen: Halogen, Xenon oder LED
  • Messrate: bis zu 66 kHz
  • Messbare Strukturen: wenige Nanometer bis 25 mm
  • Messwinkel zur Oberfläche: bis zu 45°
  • hohe laterale Auflösung < 1 μm
  • Typische Materialarten: Glas, Metall, Kunststoff, Silizium, Papier, Flüssigkeiten usw.
  • Leicht integrierbar in Topografie-Messsysteme und Koordinatenmessmaschinen
  • Multi-Kanal-Systeme erhältlich
  • Sensoren: CHRocodile S, 2 S, SE, 2 SE, E, LR, M4

Dickenmessung mit dem chromatisch-konfokalen Verfahren

Von einer Weißlichtquelle wird das Licht über einen Lichtwellenleiter zu einem Messkopf mit ausgeprägtem Farblängsfehler geführt. Wie in der Grafik dargestellt, fokussiert dieser das austretende Licht unterschiedlicher Wellenlänge. Befinden sich zwei Grenzflächen eines transparenten Materials im Messbereich, so werden zwei Wellenlängen reflektiert und zwei Peaks sind im Spektrum zu beobachten (siehe Grafik). Diese Peaks entsprechen zwei Distanzen aus denen die Dicke des Materials berechnet wird.

Die mit Lichtgeschwindigkeit ausgeführten Messungen sind unempfindlich gegen mechanische Vibrationen oder Umgebungseinflüsse, wie zum Beispiel Temperaturschwankungen und Verschmutzung.

Das zu vermessende Objekt muss für das eingesetzte sichtbare Licht transparent sein. Durch Verknüpfen der beiden Abstandsmessungen mit dem Dickenwert sind mehrere Parameter gleichzeitig darstellbar. Diese Parameter können Dicke, Oberflächentopographie, Unrundheit oder Form widerspiegeln. .

  • Lichtquellen: Halogen, Xenon oder LED
  • Dickenmessbereich: von 20 μm bis 37 mm
  • Messung unabhängig von Farbe und Temperatur des Objektes
  • Messrate: bis zu 66 kHz
  • einfache Integration: inline und offline
  • Multi-Kanal-Systeme erhältlich
  • Sensoren: CHRocodile S, 2 S, SE, 2 SE, E, LR, M4

Messen von transparenten Schichten mit dem interferometrischen Verfahren

Mit einem speziellen Messkopf kann der CHRocodile-Sensor als Weißlichtinterferometer zum Messen dünner transparenter Schichten betrieben werden (optische Dicke von 2 μm bis 250 μm). Damit ist der Sensor geeignet zum Beispiel für Messungen an Folien, Flüssigkeiten und Lacken (flüssig oder fest).

Auch die simultane Dickenmessung mehrerer transparenter Schichten sowie Luftspalte in Schichtsystemen ist möglich. Dieses Verfahren ist anwendbar bei nassen und trockenen Materialien.

  • Lichtquellen: Halogen, Xenon oder LED
  • Dickenmessbereich: von 2 μm bis 250 μm
  • Messung unabhängig von Farbe und Temperatur des Objektes
  • Messrate: bis zu 66 kHz
  • leichte Integration: inline und offline
  • Multi-Kanal-Systeme erhältlich
  • Sensoren: CHRocodile S, 2 S, SE, 2 SE, E, LR, M4

Messen von infrarot transparenten Materialien mit dem interferometrischen Verfahren

Die CHRocodile IT-Sensoren eignen sich perfekt für die berührungslose Dickenmessung auch visuell nicht transparenter Materialien, wie Silizium oder Kunststoff. Ausgehend vom reflektierten Licht zweier Oberflächen wird über das Interferenzmuster die Dicke ermittelt.

Der große Messbereich der IT-Sensoren macht diese universell einsetzbar in der Qualitätssicherung und Produktion von Wafern, Solarzellen und Kunststoffprodukten.

Die Messköpfe enthalten weder elektrische noch mechanische Bauteile und sind deshalb auch für raue Umgebungsbedingungen geeignet.

  • Lichtquellen: SLD
  • Dickenmessbereich: von 4 μm bis 15000 μm
  • Messung unabhängig von Farbe und Temperatur des Objektes
  • Messrate: bis zu 70 kHz
  • spezielle Sensoren für raue, dotierte und dünne Wafer
  • kleiner Messfleckdurchmesser
  • leichte Integration: inline und offline
  • Multi-Kanal-Systeme erhältlich
  • Sensoren: CHRocodile IT, 2 IT, TW, DW, LR

Synchronisierte zweiseitige Dickenmessungen nach dem chromatisch-konfokalen Verfahren

Das äußerst vielseitige chromatisch-konfokale Verfahren eignet sich neben Distanzmessungen auf fast allen Oberflächen auch für die Dickenmessung nicht transparenter Materialien.

Mit zwei synchronisierten Distanzmessungen ist es möglich, die Dicke verschiedenster opaker Materialien, wie zum Beispiel Metalle oder Kunststoffe, präzise zu ermitteln.

  • Lichtquellen: Halogen, Xenon oder LED
  • Dickenmessbereich: unbegrenzt
  • Messung unabhängig von Farbe und Temperatur des Objektes
  • Messrate: bis zu 66 kHz
  • gleichzeitiges Messen von Distanz und Dicke
  • kleiner Messfleckdurchmesser
  • einfache Integration: inline und offline
  • Multi-Kanal-Systeme erhältlich
  • Sensoren: CHRocodile S, 2 S, SE, 2 SE, E, LR, M4
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