Messsysteme für die Anwendung

Wir entwickeln anwendungstaugliche Messsysteme zur Materialcharakterisierung und -prüfung. Dabei greifen wir auf Kompetenzen in der optischen System- und Messtechnik, der Spektroskopie und der Entwicklung von Kristall- und Halbleiterkomponenten zurück.

Messtechnik in der Praxis

Genauso breit gefächert wie die Methoden der optischen Messtechnik sind auch deren Anwendungsmöglichkeiten. Durch spektroskopische Methoden gelingt uns beispielsweise die Identifizierung von Flüssigkeiten und deren Zusammensetzung.

Zuckersüße Tomaten

Die optische Messtechnik lässt sich in vielen Bereichen anwenden, beispielsweise nutzen wir die hyperspektrale Bildgebung zur Bestimmung des Zuckergehaltes in Tomaten.

Vielfältige Anwendungsmöglichkeiten

Mithilfe der hyperspektralen Bildgebung lässt sich auch die Holzzusammensetzung in Rindenmulch analysieren.

Optische Messtechnik

Wir entwickeln industrietaugliche Mess- und Prüfsysteme für die Qualitätskontrolle von Beschichtungen und Werkstoffen wie Flüssigkeiten und organischer Stoffe. Dabei greifen Wissenschaft, Technik und Ingenieurwesen auf Kompetenzen aus den folgenden Bereichen zurück:

  • Optische System- und Messtechnik
  • Spektroskopie
  • Entwicklung von Kristall- und Halbleiterkomponenten

Die Technologien reichen von der optischen Kohärenztomographie (OCT) im sichtbaren Spektralbereich über die Zeitbereichsspektroskopie im Terahertz-Frequenzbereich bis hin zu elektronischen Systemkonzepten im Millimeterwellenbereich. Unsere Systeme passen wir für Kundenunternehmen individuell an. Dies umfasst sowohl die Anwendungs- als auch die Auswertesoftware, welche die wesentlichen Zielgrößen übersichtlich darstellt. Während der gesamten Entwicklung profitieren unsere Kundenunternehmen vom Prozessverständnis unserer Mitarbeitenden.

Folgende Techniken setzen wir ein:

  • Weißlichtinterferometrie
    • Wellenlängenbereich: 400 nm – 1600 nm
    • Dickenmessung an transparenten Schichten
  • Spektroskopie
    • Frequenzbereiche: UV, VIS, IR, Terahertz
    • Substanzidentifikation
  • Hyperspektral-Bildgebung
    • Wellenlängenbereich: 1200 – 2200 nm
    • Substanzidentifikation

Optische Kohärenztomographie (OCT)

Funktionelle Eigenschaften erfordern eine Mindestdicke, denn unnötig dicke Schichten verschwenden Ressourcen und erhöhen damit die Herstellungskosten. Zur Messung sehr dünner, semitransparenter Schichten gibt es nun eine Lösung: die Optische Kohärenztomographie (OCT). Dieses Verfahren wurde ursprünglich für die tiefenaufgelöste Visualisierung biologischer und medizinischer Materialien entwickelt.

Dank intensiver Forschung hat es sich inzwischen auch außerhalb der Medizin etabliert. Hochaufgelöste Probenquerschnitte – die mit sichtbarem Licht oder Infrarotlicht völlig zerstörungsfrei in Echtzeit erzeugt werden – machen die OCT deshalb zur idealen berührungslosen Prüftechnik für viele Anwendungen.

 

Klassische Spektroskopie und hyperspektralen Bildgebung

In der Spektroskopie wird primär untersucht, wie die zu untersuchende Probe das Spektrum des eingestrahlten Lichts verändert. Aufgrund dieser Veränderungen treffen wir Rückschlüsse auf die untersuchten Substanzen und können diese im besten Fall sogar identifizieren. Der Begriff »Licht« steht hier als Synonym für jeden beliebigen Teil des elektromagnetischen Spektrums, vom UV über Visuell bis Infrarot (NIR, SWIR, LWIR) und Terahertz.

Die Ursachen der beobachteten Spektrum-Veränderung können Absorption, Emission, Fluoreszenz und der Raman-Effekt sein. Als Messanordnung können Transmission, Reflexion und ATR in Frage kommen. Während in der »klassischen« Spektroskopie Proben punktuell untersucht werden, werden in der hyperspektralen Bildgebung Probenbilder mit mindestens 100 spektralen Kanälen aufgezeichnet. Automatisierte, chemometrische Auswertemethoden unterstützen hierbei bei der Interpretation der Spektren.

Beispielprojekt

 

Schichtdicke von Lackdraht

Wir messsen berührungslos die Schichtdicke des isolierenden Lackes auf dem Wickeldraht.