Optikanwendungen im Bereich Messtechnik

In der Messtechnik finden sich basierend auf photonischen Lösungen vielfältige Einsatzmöglichkeiten, z.B. in der Automobilindustrie, Medizintechnik und Optikfertigung - vom laserbasierten Entfernungsmessgerät über vollautomatisierte Qualitätskontrollen, bis hin zur interferometrischen Charakterisierung optischer Oberflächen. Dabei spielt eine hohe Reproduktionsrate der Messergebnisse eine ebenso große Rolle, wie deren Genauigkeit und Präzision. Einen weiteren zentralen Aspekt nimmt die Abbildungsleistung der verwendeten optischen Komponenten ein. Durch exakte Fertigungsprozesse und hochwertige Beschichtungen kann sowohl die Abbildungsleistung als auch die Güte der verwendeten Optiken gesteigert werden.

Um das volle Potential optischer Komponenten innerhalb der Messtechnik ausschöpfen zu können, bedarf es leistungsfähiger Optiken. Die Materialauswahl gilt dabei als erster wichtiger Schritt, um z.B. spezifischen Anforderungen hochpräziser Messlinsen oder Strahlteiler in vollem Umfang gerecht zu werden. In Abhängigkeit des gewählten Materials kommen unterschiedliche Fertigungsmöglichkeiten zum Einsatz, wie z.B. eine von asphericon optimierte und patentierte CNC-Schleif- und Poliertechnologie. Mittels effektiver, jedoch für das Material schonender Bearbeitungsprozessen können so Linsen höchster Qualität produziert werden. asphericon hat sich auf die Materialien Glas, Quarz, Metall, Germanium und IR-Kristalle spezialisiert. Darüber hinaus werden Komponenten aus Ig6, Kalziumfluorid, PMMA und Silizium als Prototyp bis hin zur Serie verarbeitet und beschichtet.

Im Bereich der Beschichtung kommen ebenfalls modernste Technologien zum Einsatz. Dazu zählen die ionenstrahlgestützte Deposition, die Elektronenstrahlverdampfung und das Magnetron Sputtering. Die Auswahl des Beschichtungsverfahrens erfolgt kunden- und projektspezifisch. Dabei können fast alle Spektren auf unterschiedlichsten Materialien erzielt werden (190 - 5100 nm). Zu unserem Beschichtungsportfolio zählen unter anderem:

  • Wellenlängenspezifische Beschichtungen (Kurzpass- sowie Langpassfilter)
  • Antireflexionsbeschichtungen (ARES, ARBB, ARDS, ARSBB, ARDD)
  • IR Beschichtungen
  • Metallbeschichtungen (Al, Ag oder Au)

Sphärische Fizeau-Objektive sind innerhalb ihres Messbereichs oft durch einen kleinen Bestrahlungsdurchmesser begrenzt. Für eine Vergrößerung bedarf es zusätzlicher Adapter oder Strahlaufweiter, kleinere Durchmesser können meist gar nicht abgedeckt werden. Um diesem Problem entgegenzuwirken, hat asphericon im Rahmen eines Kundenprojektes ein asphärisches Fizeau-Objektiv entwickelt. Im Vergleich zu klassischen Fizeau-Objektiven bietet dieses einen deutlich vergrößerten Messbereich bis zu R/D 0,55, ist dank reduzierter Anzahl verwendeter Optiken deutlich kleiner und folglich auch leichter. Ohne zusätzliche Adapter deckt das 4''-Fizeau-Objektiv als einzelnes Element einen Messbereich ab, der bisher nur mit einem 6''-Objektiv gemessen werden konnte.

Weitere Informationen finden Sie in unserem Referenzposter.

Die Vielfältigkeit der messtechnischen Anwendungsbereiche geht einher mit der großen Auswahl optischer Komponenten und Systeme, welche individuell auf die spezifischen Anforderungen der Messaufgabe zugeschnitten sind.

Im Bereich der Entfernungsmessung werden beispielsweise hochempfindliche optoelektronische Sensoren sowie für das menschliche Auge unsichtbare Infrarotstrahlen genutzt, um die Entfernungen zwischen zwei Punkten zu messen. Die Auswertung des Messsignals basiert je nach Messinstrument auf den Grundprinzipien der Triangulation oder der Auswertung der Zeit. Unabdingbar für diese Anwendungen sind spezielle Filterschichten (z.B. metallische Schichten oder Schichten für Strahlteiler), Linsen (wie z.B. Sphären oder Asphären) sowie hochreflektierende Spiegel, für eine genaue Erfassung des vorliegenden Abstandes.

Die selben Optikkomponenten bilden auch die Basis für die optische Messtechnik. Diese umfasst beispielsweise interferometrische Oberflächenvermessungen, um eine Aussage über die Genauigkeit der Fertigung treffen zu können.

Auch in der Automobilbranche ist die optische Messtechnik längst etabliert, so z.B. zur optischen Vermessung von Maßen und Formen.

Anwendung finden Optiken und Optiksysteme auch im Bereich der Atominterferometrie. Diese auf der Quantenmechanik basierende Messmethode kann beispielsweise zur Bestimmung des Schwerefelds der Erde genutzt werden. Dafür bedarf es u.a. leistungsfähiger Strahlformungssysteme, wie z.B. dem a|TopShape, um einen Laserstrahl in gewünschter Weise auf die Atome zur Abbremsung richten zu können.

asphericon‘s Produktportfolio für Messtechnik Anwendungen umfasst unter anderem:

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