Inline-Tiefenmessung.
Wie erreicht man eine „Null-Fehler-Fertigung“ in der Mikromaterialbearbeitung mit einem Laserablationssystem? Vor dieser Herausforderung stand Demcon focal bei dem HORIZON 2020 Projekt ADALAM, ID Finanzhilfevereinbarung: 637045. Im Rahmen dieses Projekts war Demcon focal für die optische In-Situ-Messung des Oberflächenprofils verantwortlich, welche „inline“, d.h. durch die Fokussieroptik des Hochleistungsablationslaser, erfolgen musste.
Wir entwickelten einen Höhenprofil-Messsystem auf der Basis von Weißlichtinterferometrie. Dabei wird die Interferenz von breitbandigem Licht zwischen einem Referenzweg und einem Signalweg für die Ableitung der optischen Weglängendifferenz zwischen diesen beiden Strecken genutzt.
Die Berechnung der Fourier-Transformation des erfassten Spektrums liefert eine Intensität in Abhängigkeit von der Tiefe. Für jede abgetastete Position wird ein Intensitätsspitzenwert an dem Abstand abgeleitet, der die Tiefe eines Punkts auf der Probenoberfläche im Vergleich zu einer Referenzhöhe darstellt.
Im Zuge der Entwicklung und Implementierung des OCT wurden zudem der Einsatz adaptiver Optiken zur Kompensation von unkompensierten optischen Aberrationen im Strahlengang des OCT untersucht und getestet.
highlights
● Longitudinaler Messbereich: 1,2 mm
● Longitudinale Reproduzierbarkeit:1,5 µm
● Lateraler Messbereich: 20 x 20 mm
● Laterale Auflösung: 20 µm
● Maximale Messrate: 20 kHz
Integration.
Der Tiefenmesssensor wurde erfolgreich in ein Laser-basiertes Mikrobearbeitungssystem integriert. Durch diesen neuen Sensor erhält die Maschine eine Rückmeldung über die tatsächliche Bearbeitungstiefe. Diese Information wird genutzt, um den Mikrobearbeitungsprozess automatisch anzupassen. Dieses Verfahren führt zu einer erhöhten Tiefengenauigkeit den zu bearbeiteten Strukturen.
"schneller, einfacher, genauer."
Das Ergebnis dieses Projekts belegte, dass es möglich ist, auch komplexe und bis dahin oft als Offline-Messungen bekannte Messverfahren direkt in eine Maschine einzubinden.