Zeitaufgelöste Profilometrie
Nutzen Sie die vierte Dimension der optischen 3D Profilometrie
Zeitaufgelöste Profilometrie mit der digitalen holographischen Mikroskopie (DHM®) erlaubt 3D Topographie Messungen statischer Oberflächen mit interferometrischer Auflösung. Zusätzlich, dank der eigenen, nicht-scannenden Technologie, bietet es ultrakurze zeitliche Auflösung, bis zu 10 μs. Diese einmalige 4D Messmöglichkeit eröffnet ein breites und überaus interessantes neues Anwendungsfeld.
4D: Zeitaufgelöste 3D Messungen
- 3D Aufnahmerate von 190 Bildern/sec (bis 116’000 Bilder/sec optional)
- Zeitliche Auflösung bis runter zu 100 μs (10 μs optional)
- Grosser vertikaler Fokusbereich, bis zu 200 μm
3D optisches Profilometer mit interferometrischer Auflösung
- Sub-Nanometer vertikale Auflösung jedes verwendeten Objektivs
- Objektive hoher Auflösung und grossem Arbeitsabstand (LWD)
- Messungen an Luft, in Flüssigkeit, durch optisches Fenster, in hermetisch geschlossener Umgebung
Charakerisierung von Proben mit Oberflächen-Änderung wegen:
- Thermodynamischen Parametern (Druck, Temperatur)
- In Gas und Flüssigkeit (Abscheidung, Korrosion)
- Mechanische und Magnetische Kräfte
- Licht Empfindlichkeit
Anwender-Testimonial
Forscher in den Niederlanden präsentieren ein neues Konzept, um auf einer Polymer-Oberfläche eine makroskopische Reaktion dank einem einzigen Molekül in Gang zu setzen. Die damit ausgelöste Oberflächen-Änderung wird mit dem DHM Gerät gemessen.
Publikation : New insights into photoactivated volume generation boost surface morphing in liquid crystal coatings, Danquing Liu & Dick J.Broer
We are making surface structures can be switched ‘on’ and ‘off’ by external means (at the frequency ranging from several Hertz to hundred Hertz. Digital Holographic Microscope (DHM) has the unique possibility to measure real-time 3D topography in a non-contact and non-scanning manner while keeps the vertical resolution to sub-nanometers
Live Demo
System Konfiguration
Das Live 3D Profilometer hat alle Optionen, um eine umfassende 3D Charakterisierung Ihrer Proben in sowohl statischem wie auch dynamischem Zustand durchzuführen. Die Möglichkeiten decken die Ansprüche der meisten Anwender ab. Falls nicht, ist Lyncée Tec gerne bereit, eine kundenspezifische Version auszuarbeiten und anzubieten.
Verfahrtisch
Manueller und motorisierte Verfahrtische sind mit allen Accessoirs kompatibel. Motorisierte Verfahrtische erlauben automatisierte Messungen wie auch die Stitching Funktion (zusammensetzen mehrerer Aufnahmen für eine grössere Abbildungsfläche). Sample Halter erlauben die einfache und genaue Positionierung Ihrer Proben.
Vakuum- und Temperatur-Kontrolle
Vakuum & thermische Kammern erlauben unterschiedliche Umgebungsbedingungen wie Vakuum, Flüssigkeiten, Gas, hohe und tiefe Temperaturen, bis zu +200°C resp. -196°C, hoher Druck und mehr. Solche Messanordnungen sind einfach dank der dem DHM® eigenen optischen Konfiguration.
Holographische Mikroskope
Auflicht und Durchlicht DHM® mit einer, zwei, und drei Wellenlängen sind voll kompatibel mit der 4D Mikroskopie. Beide Gerätausführungen können mit allen Objektiven, inklusive LWD, in Flüssigkeit, Glas korrigierten ausgeliefert werden. Für Messungen mit Prüfspitzen, in Flüssigkeit, durch transparente Durchgänge wie Cover Glas, ist damit immer optimale optische Qualität gewährleistend.
Kamera
Die Standard Kamera des DHM® misst mit 190 Bildern/sec (mit 1 Mpx). Sie ist geeignet, schnelle Vorgänge bis zu ein paar Zehner-Millisekunden zu erfassen.
Optionale Kameras erlauben gar ultra-schnelle Vorgänge zu beobachten. 12’800 Bilder/sec Kamera mit Vollbild 1 Mpx, 40’000 mit 512 x 512 Pixel oder 116’00 mit 256 x 256 Pixel.
Objektive
Auswahl des kompletten Sortiments an Objektiven für die verschiedenen Anforderungen. Neben den Standard Objektiven erlaubt das DHM® auch die Verwendung von LWD long working distance Objektiven, Glas korrigierten sowie Objektive zum Messen in Öl und Wasser, etc.
Analyse Software
Koala software wurde entwickelt, um Aufnahmen live darzustellen und auszuwerten. Profile legen, vertikale Auslenkung direkt anzuzeigen, Rauheitswerte auch während dem Verfahren mit dem Tisch live anzeigen, 3D Darstellung und mehr. Die spätere Analyse aufgenommener Sequenzen erlaubt z.B. Ebenenkorrektur, Neufokussierung gemachter Messungen bis hin zur Erstellung von Filmen von vorgängig gemachten Aufnahmen.
Kompetitive Vorteile
| Features | DHM® | Scanning systems |
| Zeitaufgelöste Messungen | [ja] | [nein] |
| Messfläche gemäss ISO Standard Zeit zu messen | [Sekunden] | [Minuten] |
| Schnelles Messen vieler Teile | [ja] | [nein] |
| Unempfindlich auf Erschütterung ohne Anti-Vibrations System | [ja] | [nein] |
DHM® vs. Weisslichtinterferometer (WLI)
Zusätzlich zu den Vorteilen gegenüber jedem scannenden System hat das DHM® noch mindestens zwei weitere klare Vorteile dem WLI gegenüber.
- Die DHM® Kohärenz-Länge ist 200 μm, während sie für das WLI nur 15 μm ist. In der Praxis heisst dies, dass die Fokalisierung vergleichbar mit einem Standard optischen Mikroskop ist. Dazu muss der WLI Anwender sich an das Speckle Muster an der Oberfläche halten und dazu die Probe mechanisch horizontal ausrichten, um in diesem kleinen Ausschnitt dann zu messen.
- DHM® ist in dieser Hinsicht das flexiblere Instrument, weil es die Verwendung normaler Objektive erlaubt. Damit lässt sich auch durch Glas und in Flüssigkeit messen. Das WLI erfordert spezifische Interferometer-Objektive mit limitierter und komplexer Coverglas-Kompensation.
| Features | DHM® | WLI |
| Zeitaufgelöste Messungen | [ja] | [nein] |
| Proben plazieren ohne Ebenen-Korrektur | [ja] | [nein] |
| Grosser vertikaler Visualisierungs-Bereich für intuitive Fokalisierung | [ja] | [nein] |
| Messen durch Glas mit Normal Objektiven | [ja] | [nein] |
| Flexibler und auch abnehmbarer Messkopf | [ja] | [nein] |
DHM® vs. Konfokales-Laser-Scanning-Mikroskop (CLSM)
Zusätzlich zu den bereits aufgezählten Vorteilen, die das DHM® den scannenden Systemen gegenüber hat, hat es noch zwei weitere Vorteile zum CLSM.
- Die Höhenauflösung des DHM® ist unabhängig vom verwendeten Objektiv immer gleich. Beim CLSM hingegen hängt die Höhenauflösung von der Tiefenschärfe des verwendeten Objektivs ab, gleichbedeutend mit kleinerem NA Wert auch schlechtere Höhenauflösung.
- DHM® Höhenauflösung ist sub-Nanometer, wohingegen sie beim CSLM auch mit dem Objektiv mit höchstem NA-Wert nicht unter ein paar Nanometer zu liegen kommt.
| Features | DHM® | Confocal Microscope |
| Zeitaufgelöste Messungen | [ja] | [nein] |
| Grosse Tiefenschärfe bei gebogenen Flächen diese digital begradigen | [ja] | [nein] |
| Flexibler und auch abnehmbarer Messkopf | [ja] | [nein] |
DHM® vs. Berührendes Profilometer
Zusätzlich zu den Vorteilen gegenüber jedem scannenden System ist das DHM® ein optisches Profilometer und somit ein nicht-berührendes, der Oberfläche gegenüber gutmütiges System. Berührende Messsystem wie das mechanische Profilometer, das AFM etc. sind anfällig auf Artefakte wie die Deformation der Oberfläche, auf Verschmutzung und Beschädigung der Spitze.
| Features | DHM® | Contact profilometer |
| Zeitaufgelöste Messungen | [ja] | [nein] |
| Scannen der Oberfläche zum schnellen Finden der interessierenden Messfläche | [ja] | [nein] |
| Messen durch Glas und in Flüssigkeit | [ja] | [nein] |
| Nicht-berührend, sprich nicht-zerstörende Methode | [ja] | [nein] |
Spezifikationen
| Messanordnung | Digitales holographisches Mikroskop (DHM®) in Auflicht oder Durchlicht Version |
| Verfahrtisch | XYZ manueller oder motorisierter Tisch |
| Software | Koala Aufnahme & Analyse Software |
| Aufnahmezeit | Standard 100 μs (optional 10 μs) |
| Aufnahmerate | Standard 190 Bilder/sec (1024 x 1024 pixels) (optional bis zu 100’000 fps). |
| Rekonstruktions-Rate | Standard 60 fps (1024 x 1024 pixels hologram) |
| Höhenauflösung | 0.2 nm |
| Vertikale Kalibration | Bestimmt durch die Wellenlänge, keine mechanische Bewegung |
| Vertikaler Messbereich (ohne scannen) |
|
| Vertikaler Messbereich mit vertikalem Scannen | Bis zu 1 mm, vom z-Verfahrweg abhängig |
| Laterale Auflösung | Abhängig vom verwendeten Objektiv, max. 300 nm |
| Bildgrösse | Abhängig vom verwendeten Objektiv, max. 5 mm x 5 mm |
| Minimale Reflexion | Weniger als 1% |
Lyncée Innovations Challenge 2016
