Interferometer | Ultraexakt längd- och vinkelmätning

MESSTECHNIK

Detaljer: Släppt: 01.04.2020; Senast uppdaterad: 26.01.2024; Träffar: 13288

För högprecisionsposition, vinkel eller annan mätning avståndsmätning är lämpliga interferometern utmärkt eftersom de, baserat på överlagring av vågor, uppfyller kraven på extrem precision, till exempel inom produktionsmätteknik, forskning eller rymdresor. I den här artikeln kommer vi att presentera dig för några nya produkter från olika tillverkare och ger dig lite grundläggande kunskaper.

innehåll

Interferometer 2024 – De viktigaste sakerna i korthet
Vanliga frågor

Interferometer 2024 – De viktigaste sakerna i korthet

Moderna interferometrar använder avancerade Laserteknik med stabila, variabla eller femtosekundslasrar. Algoritmerna för dataanalys utvecklas också ständigt. Fouriertransformen kan användas för att omvandla interferensmönster till en frekvensdomän, vilket gör analysen och tolkningen av data lättare. Maskininlärning och KI används för att känna igen mönster i data och göra förutsägelser om materialbeteende eller egenskaper.

I forskning Interferometrar mäter molekylära och atomära avstånd, vilket ger avgörande insikter för materialvetenskap, biologi och kemi. Inom astronomi används interferometrar för att mäta avstånd och rörelser hos stjärnor och galaxer med hög noggrannhet. Inom nanotekniken mäter precisionsmätapparaterna deformationer och dimensioner på nanoskala, vilket är viktigt för utvecklingen av nanomaterial och apparater.

Interferometrar kan därför mäta avstånd, materialdeformationer och optiska egenskaper extremt exakt och därmed sätta nya standarder inom mätteknik.

Interferometer för högprecisionsmätning av wafertjocklek

19.01.2024-XNUMX-XNUMX | Ett viktigt processsteg i tillverkningen av halvledarskivor är lappningen av kiselämnena, som bringas till en enhetlig tjocklek. För kontinuerlig tjocklekskontroll Mikro-Epsilon utvecklade vitljusinterferometern IMS5420-TH. Det öppnar upp nya perspektiv inom industriell tjockleksmätning av monokristallina kiselwafers.

Tack vare bredbandet Superluminescerande diod (SLED), IMS5420-TH kan användas för odopade, dopade och högdopade SI-wafers. Tjockleksmätområdet är 0,05 till 1,05 mm. Den mätbara tjockleken på luftspalter är till och med upp till 4 mm.

Interferometrarna består var och en av en kompakt Sensor och en Regulator, som kommer i en robust industrikvalitet Bostäder är tillmötesgående. En aktiv temperaturkontroll är integrerad i regulatorn, vilket säkerställer hög stabilitet i mätningen.

Interferometern finns som tjocklek eller som Multipeak tjockleksmätare. Multipeak-tjockleksmätsystemet mäter en tjocklek på upp till fem lager såsom wafertjocklek, luftspalt, folie och beläggningar >50 µm. För tjockleksmätning under svåra miljöförhållanden var IMS5420-styrenheten utrustad med IP67 och ett hölje i rostfritt stål - lämpliga ljusledare och sensorer finns tillgängliga.

Interferometer för samtidig mätning av längd och vinkel

01.04.2020 april 5000 | När det kommer till högprecisionssamtidiga ban- och vinkelmätningar inom industri och forskning är snabb inställning och okomplicerad justering särskilt viktigt. Trestrålelaserinterferometern SP XNUMX TR (bilden ovan) från SIOS är precisionslängdmätenheter som kombinerar tre interferometrar i en enhet. Samma mycket stabila laserfrekvens används i alla tre mätkanalerna. Tre längdvärden registreras samtidigt med nanometerprecision. Motsvarande vinkel kan bestämmas med hög precision från skillnaden mellan två längdvärden och det kalibrerade strålavståndet.

Den modulära 5-strålsinterferometern kan således anpassas till en mängd olika mätuppgifter. Avståndsmätningsområdet är mer än XNUMX m med ett Sub-nanometerupplösning. Vinkelmått är möjliga upp till ±12,5° med en reflektor. Sensorhuvudets optiska fiberkoppling och den valfritt integrerade strålriktningsdetekteringen stödjer enkel hantering och justering.

Interferometerns nya design är kompakt och robust. Detta gör den lämplig för högprecisionsmätningar inom industri och forskning och som OEM-enhet. För stora mätområden eller kalibreringsuppgifter rekommenderar tillverkaren att man använder trådlösa temperatursensorer eller LCS-klimatmätstationen.

Interferometer med enastående noggrannhet

26.03.2020 mars XNUMX | Interferometri är förstahandsvalet optisk mätmetodnär det gäller att mäta ytor med hög precision. Nortus Optronic presenterar nu den nya D7-interferometern från Difrotec med, enligt egen information, oöverträffad noggrannhet. Skillnaden mellan uppmätt och verklig form är mindre än lambda/1000 (< 0,6 nm).

Med interferometern D7 presenterar vi ett system som representerar en innovativ milstolpe i fältet interferometrisk mätning representerar. Och så erbjuder den en noggrannhet som sätter standarder inom området interferometri, den kompakta, användarvänliga interferometern.

Interferometer som en sk PSPDI-system (Phase Shifting Common Path Point Diffraction Interferometer): Medan de vanliga Fizeau-interferometrarna kräver en optisk referens, producerar D7 en perfekt referens själv - en diffrakterad vågfront skapad av en sub-våglängdsöppning i en tunn metallfilm. Tekniken är patenterad i Europa och USA.

D7 används för att testa optik med hög precision med komplexa former och stora asfäriska avvikelser. den Difrometrisk programvara levereras med systemet. På grund av det stora utbudet av funktioner erbjuder mjukvaran en perfekt analys av mätresultaten.

Vanliga frågor

Vad gör en interferometer?

En interferometer är en exakt mätinstrument, som använder interferensmönstret för vågor, vanligtvis ljusvågor, för att mäta mycket små avstånd, längdförändringar eller brytningsindexvariationer.

Vilka interferometrar finns det?

Det finns olika interferometrar med specifika egenskaper för olika mätuppgifter:

Michelson-Interferometer mäter fasförskjutningen mellan två ljusstrålar. Michelson-interferometrar används ofta inom optisk spektroskopi och astronomi.
Mach-Zehnder-Interferometer tillåter mätning av förändringar i brytningsindex och används ofta i telekommunikationer och miljömätningar.
Fabry-Perot-Interferometer använder multipel interferens mellan två parallella speglar och används i spektroskopi för att mäta våglängder.
Fizeau-Interferometer mäter avstånd och ytjämnhet, som ofta används inom materialvetenskap och för att testa optiska komponenter.
Sagnac-Interferometer används för att mäta rotation och i fiberoptik.
Twyman Green-Interferometer är en variant av Michelson-interferometern, speciellt för att testa optiska system.

Hur fungerar en laserinterferometer?

En Laser interferometer fungerar som en stråldelare. Den delar upp en laserstråle i två delar som går olika vägar och sedan smälter samman igen. Dessa strålar överlappar varandra och skapar ett interferensmönster som kommer från ljusets vågnatur. Om någon av vägarna ändras t.ex. B. på grund av en rörelse eller en förändring i brytningsindex, skiftar interferensmönstret. Genom att analysera denna mönsterförändring kan dessa enheter göra exakta mätningar av de uppmätta variablerna avstånd, rörelse eller optiska egenskaper.

Hur fungerar interferometri?

Interferometri är en mätteknik baserad på principen om interferens av vågor, typiskt ljusvågor. I interferometri delas en våg i två eller flera delar som färdas olika vägar och förs sedan samman igen. När dessa vågor kommer samman överlappar de varandra och bildar ett interferensmönster av ljusa och mörka ränder eller ringar. Detta mönster ändras beroende på banskillnaderna mellan vågorna orsakade av förändringar i längd, rörelse eller skillnader i brytningsindex. Genom att analysera dessa mönsterförändringar kan man göra extremt exakta mätningar av avstånd, längdförändringar, yttopografier och optiska egenskaper.

Var sker störningar?

Interferens uppstår när två eller flera vågor - som ljus-, ljud- eller vattenvågor - möts och överlappar varandra. Detta händer i en mängd olika miljöer och situationer, till exempel:

I Optik: Vid överlagring av ljusvågor i interferometrar, i tunna skikt (som oljefilmer på vatten), i såpbubblor och vid diffraktion av ljus på galler eller slitsar.
I akustik: När ljudvågor överlagras, vilket kan observeras i rum med ekon eller nära högtalare.
I Natur: När vattenvågor överlagras i vattendrag som sjöar eller hav.

Interferens uppstår när de överlagrade vågornas toppar och dalar möts på ett sådant sätt att de stärker varandra (konstruktiv interferens) eller försvagar varandra (destruktiv interferens). De resulterande interferensmönstren ger viktig information om egenskaperna hos vågorna och de medier genom vilka de färdas.

Källa: Denna artikel är baserad på information från följande företag: Micro-Epsilon, Nortus-Optronic, Sios.