Hochgeschwindigkeits DHM®
Beschreibung
Das Hochgeschwindigkeits-DHM® kommt mit einer Single-Laser-Wellenlänge und kann sowohl in Auflicht- wie auch Durchlicht-Konfiguration geordert werden.
Das optische Set-up wurde gezielt auf die Hochgeschwindigkeitskamera FASTCAM NOVA von Photron optimiert. Ausgerüstet mit dieser Kamera bietet das Hochgeschwindigkeits-DHM 12’800 Bilder/sec bei 1 Megapixel Auflösung, 40’000 Bilder/sec bei 512×512 Pixel und 116’000 Bilder/sec bei 256×256 Pixel.
Ein eigenes, voll in unsere Koala Aufnahme- und Analyse-Software integriertes, intuitiv zu bedienendes Software-Interface-Modul kontrolliert die Kamera-Parameter wie Kamera-Aufnahmerate und Verschlusszeit. Dazu die verschiedenen Kamera-Trigger Möglichkeiten, den optimalen Zugang zum internen Kamera-Pufferspeicher, eine aufgenommene Sequenz abzuspielen, den gewünschten Teil der Gesamtaufnahme auszuwählen und zu exportieren.
Das Hochgeschwindigkeits-DHM® System erlaubt neue Forschungsergebnisse in Energie-Harvesting, Impact-Analyse, Flüssigkeits-Interfaces, transienten Vorgängen, Material-Stressanalyse, Verdampfen, Trocknen, Absorption, Desorption wie auch generell Auflösungs- / Zerfall-Phänomene. Etc.
Anwender Testimonials
Ein neuer Meilenstein wurde im Gebiet der ultraschnellen 3D Topographie-Messungen erreicht. Im Oktober hat Lyncée Tec ein DHM-T1000 Gerät mit einer Photron-Nova-Kamera an die University of California San Diego, Professor James Friends, ausgeliefert. Sie erlaubt 12800 3D Topographie-Messungen pro Sekunde mit einer Auflösung von 1024×1024 Pixel, respektive 116’000 Aufnahmen bei 256×256 Pixel Auflösung.
Wir benötigten ultraschnelle 3D Aufnahmen für unsere Forschung. Nach recht umfangreicher, aber erfolgloser Marktanalyse gelangten wir an Lyncée Tec und kamen in enger Zusammenarbeit mit deren Spezialisten zu einer Lösung. Dieses neue System wurde kürzlich geliefert und kommt mit einfach zu bedienender, kundenspezifischer Software sowie mit einem optischen Aufbau, welcher unseren Vorgaben und Anforderungen entspricht. Wir erwarten vom Lyncée Tec Gerät die Ermöglichung neuartiger Forschung und begrüssen die Kollaboration mit dem Lyncée Tec Team zum Erhalt bestmöglicher Ergebnisse.
Mit ihrem neuen Gerät beobachten Dr. James Friend und sein Team sich nicht wiederholende, ungeordnete akustische Phänomene auf Flüssigkeitstropfen. Aber natürlich erschöpfen sich die Möglichkeiten eines solch schnellen DHM Messgeräts bei weitem nicht mit dieser Messaufgabe. Das Gerät erlaubt auch Messungen wie: Grenzflächen an Flüssigkeiten zu beobachten, Aufprall-Analyse, schnelle transiente Vorgänge, Material-Stressanalysen, Energie-Harvesting, Verdampfung, Absorption, Desorption, Auflösungs-Phänomene, etc.
Ein eigenes Software-Interface wurde zur Kontrolle der Hochgeschwindigkeitskamera-Parameter entwickelt (Aufnahmegeschwindigkeit, Verschlusszeit), zur Bedienung der verschiedenen Kameratrigger Moden, für den optimalen Zugriff auf den Kamera internen Pufferspeicher, um eine aufgenommene Sequenz abzuspielen, die gewünschten Aufnahmen auszuwählen und zu exportieren.
Das Hochgeschwindigkeits-DHM ist kompatibel mit allen Serien der Photron-Hochgeschwindigkeits-Kameras. Es kann sowohl in Durchlicht wie in Auflicht konfiguriert sein, und arbeitet mit nur einer Wellenlänge.
Ein Anwendungsbeispiel ist die dynamische Vermessung der sich ändernden Geometrie der trimmbaren Linsen der Optotune AG. Die Form der Linsen, konkret deren Fokuslänge, kann elektrisch variiert werden. Das Beispiel links wurde mit einer Farbvideo-Kamera mit 60 Bilder/sec aufgenommen. Solche Kameras nehmen schnell Bilder auf, jedoch nicht die Linsen-Topographie. Was aber für eine konstante, präzise Kontrolle der Linsenform wichtig ist, um eine hohe Abbildungsqualität mit abberationsfreien Aufnahmen zu gewährleisten. Das DHM vermisst sie in x-y-z mit interferometrischer Auflösung.
Ein Aspekt unter mehreren ist die dynamische Analyse der Linsenform, wenn mit einem Rechteck-Signal gearbeitet wird. Nach jeder Spannungsänderung erscheint ein Ringeffekt, bevor die Linsenform wieder stabil ist. Für solche Charakterisierungen ist das Hochgeschwindigkeits-DHM ideal, und hat in diesem Fall zur Anpassung der Linseneigenschaften wie auch des elektrischen Signals geführt.
Die nachfolgenden Darstellungen zeigen einen Vergleich des unterschiedlichen Verhaltens der Linse, links bei 60 Bilder/sec, aufgenommen mit einer Standard-Kamera und rechts mit 12800 Bilder/sec mit der Hochgeschwindigkeits-Kamera. Angesteuert mit einem Rechtecksignal von 30 Hz.
Spezifikationen
| Auflicht | Durchlicht | ||
| Aufnahmerate | 1024×1024 Pixel Hologrammauflösung: 12’800 Bilder/sec
512×512 Pixel Hologrammauflösung: 40’000 Bilder/sec |
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| Minimale Verschlusszeit | 0.2 μs | ||
| Genauigkeit (wie gezeigt mit der temporalen Standardabweichung in 1 Pixel über 30 Messungen) | 0.5 nm | 4 nm 1) | |
| Vertikale Auflösung (definiert als zweimal die Genauigkeit) | 1 nm | 8 nm 1) | |
| Wiederholbarkeit (wie gezeigt mit dem einen Sigma-Rq-Wert über 30 repetitive Messungen auf SiC-Referenzspiegel) | 0.05 nm | 0.08 nm | |
| Vertikaler Messbereich (ohne zu scannen) | Bis zu 200 μm für kontinuierliche Strukturen | Bis zu 500 μm für kontinuierliche Strukturen | |
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Bis zu 333 nm |
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1) Ergebnis bezieht sich auf Messung in Luft und mit Sample-Brechungsindex n=1.5
2) Ergebnis bezieht sich auf Messung in Wasser und mit Sample-Brechungsindex n=1.5
* mit / ohne Single-Wellenlängen-Mapping
