Laseroptische Oberflächen‐Messtechnik ‐ Erweiterung des Messprozess‐Modells

Bachelor-/Masterarbeit

Streulicht‐basierte Oberflächen‐Messsysteme charakterisieren Rauheiten technischer Oberflächen flächig, schnell und berührungslos. Sie sind für den Einsatz nah am bzw. im laufenden Fertigungsprozess geeignet.

Der Streulicht‐Messprozess wird mit Hilfe von Raytracing‐Verfahren und auf Basis der Kirchhoff’schen Beugungstheorie modelliert, um Streulichtverteilungen zu berechnen. Dabei erhebt sich die Frage nach der Realitätsnähe der Simulationsergebnisse. Im Rahmen dieser Arbeit sollen daher gemessene und berechnetet Streulichtverteilungen einer realen Oberfläche erzeugt werden. Dies wird erst durch den Einsatz moderner Computer‐Hardware möglich, da die Berechnungen im Hinblick auf die erforderliche, hohe räumliche Auflösung der Datenfelder große Speicherkapazitäten und hohe Rechnerleistungen voraussetzen.

Die Aufgabe besteht darin, das Modell des Streulicht‐Messprozesses um Messparameter zu erweitern, welche den Beleuchtungsstrahl charakterisieren (z.B. Intensitätsverteilung, Wellenfrontgeometrie, Leuchtfleckgeometrie). Reale Topografien mit unterschiedlichen Merkmalen (Rauheit, laterale Korrelationslänge) sollen mit einem Weißlicht‐Interferometer segmentweise mit hoher lateraler Auflösung erfasst und gestitcht werden. Diese Topografien dienen als Eingangsgrößen für die Messprozess‐Simulation. Bei geeigneter Wahl der Beleuchtungs- und Simulationsparameter sollten sich ähnliche gemessene und berechnetet Streulichtmuster ergeben, deren Übereinstimmung mittels Korrelation, Subtraktion o.ä. bewertet wird.

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Stefan Patzelt
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