Von Topographie bis Brechungsindex: Flexibles multi-modales Messen mittels Fusion chromatisch-konfokaler und spektralinterferometrischer Technik

Abstract

Zusammenfassung Bei der Messung technischer Oberflächen treten insbesondere im Umfeld flexibler Fertigung unterschiedlichste Anforderungen auf. Häufig ist eine schnelle hochgenaue Topographie-Messung erwünscht. Durch die Kombination des chromatisch-konfokalen Verfahrens mit der spektralen Interferometrie (Chromatisch-Konfokale Spektral-Interferometrie) ist es möglich, single-shot Messungen mit einem weiten Messbereich und gleichzeitig geringer Unsicherheit zu erzielen. Dabei können ebenso die den beiden einzelnen Verfahren inhärenten Probleme umgangen und so der Einsatzbereich erweitert werden. Mit demselben optischen Aufbau ist es auch möglich, gleichzeitig Brechungsindex und Dicke von Mehrschichtproben mit hoher Auflösung zu vermessen (Chromatisch-Konfokale Kohärenz-Tomographie). Dies ist etwa von Vorteil, wenn das Messobjekt mit funktionalen Schichten versehen ist oder beispielsweise durch eine Ölschicht gemessen werden muss.

An ultra-precision error estimation for a multi-axes grating encoder using quadrant photodetectors

“…Compared with electrical sensors such as capacitance and inductance, optical solutions are easier to achieve the large range measurement, which mainly include spectral confocal technology, laser interferometer and grating encoder [14][15]. Spectral confocal technology is mainly used in single-axis micro-displacement measurement and the topography measurement [16][17][18]; the resolution of laser interferometers can reach picometer level, but the optical path structure of laser interferometers is relatively cumbersome, and the measurement accuracy is relatively dependent on the environment [19][20]. The multi-degree-of-freedom measurement needs to be used in combination, which will bring a certain assembly error to the measurement [21][22][23][24]; compared with the laser interferometer, the resolution of the grating encoder can reach the sub-nanometer, and it has a simpler and more compact optical path structure [25][26][27].…”