Gestaltmessung an Asphären und Freiformflächen durch Messung der Kohärenzfunktion

Im BIAS wird derzeit die Multiple Aperture Shear Interferometrie (MArS) entwickelt, die es ermöglicht die Form von Asphären und Freiformoptiken, wie z.B. Zylinderlinsen, zu bestimmen. Das Verfahren basiert auf der Erfassung der Kohärenzfunktion und erlaubt eine interferometrische Messung mit mehreren unabhängigen Lichtquellen, so dass das Problem einer beschränkten Apertur vermieden wird. Durch den Einsatz mehrerer Lichtquellen kann die Beleuchtung flexibel an die Prüflingsoberfläche angepasst werden. Zusätzlich basiert das Messsystem auf einem Scher-Interferometer, welches gegenüber mechanischen Schwingungen unempfindlich ist und daher auch im industriellen Umfeld eingesetzt werden kann. Das Bild zeigt eine Messsituation, in der das Licht von mehr als hundert Lichtquellen (Beleuchtungsaperturen) an einem Prüfling reflektiert wird.

Wellenfeldmessung auf Basis der Kohärenzfunktion

Die am BIAS entwickelte Computational Shear Interferometrie (CoSI) ermöglicht die vollständige Bestimmung eines Wellenfeldes auf Basis eines Scher-Interferometers. Dies ermöglicht es, die Vorzüge hochpräziser interferometrischer Verfahren, wie z.B. der digitalen Holografie, der phasenschiebenden Interferometrie oder der quantitativen Phasenkontrastmikroskopie mit denen eines Scher-Interferometers zu kombinieren. Das Messsystem bietet daher Messunsicherheiten im Bereich weniger Nanometer bei Verwendung von partiell kohärentem Licht, z.B. aus LEDs, und ist aufgrund des Common-Path-Prinzips weitestgehend unempfindlich gegenüber mechanischen Schwingungen. Die Abbildung zeigt den quantitativen Phasenkontrast eines Zellverbundes.

Gestaltmessung von Mikroobjekten mittels digitaler Holographie

Die digitale Holografie eignet sich zur 3D-Formerfassung von Mikroobjekten mit Messunsicherheiten im Bereich weniger Mikrometer. Gegenüber anderen Verfahren bietet sie den Vorteil der erweiterten Schärfentiefe und einer kurzen Messzeit von deutlich weniger als 1 Sekunde. Das am BIAS entwickelte System ermöglicht zusätzlich eine Rundummessung der Bauteile. Derzeit wird die digital-holographische Formerfassung für die industrielle Anwendung erprobt. Das Bild zeigt das Zwischenergebnis einer Formmessung, die sog. Konturkarte, die durch die Verwendung von zwei Wellenlängen gewonnen werden kann und in der die Form eines Mikronapfes durch die Verzerrung der Streifen sichtbar wird.

Chemische Sensorik auf Basis von Oberflächenplasmonen-Resonanzspektroskopie (SPR)

Entwicklung neuartiger Sensoren auf Basis der Oberflächenplasmonen-Resonanzspektroskopie: Die Sensoren basieren auf einer Schicht chemisch aktiver Moleküle, welche sich auf einem dünnen Metallfilm befindet. An dieser Schicht kann die zu detektierende chemische Verbindung temporär angelagert werden. Entlang der Oberfläche der Metallschicht werden durch Licht Oberflächenplasmonen angeregt, deren Spektrum von der Konzentration der gebundenen Moleküle abhängt. Das Bild zeigt eine Versuchsanordnung in der sog. Kretschmann-Konfiguration, in der die Plasmonen an der Unterseite der Metallschicht angeregt werden.