Ein Fizeau-Interferometer prüft Ebenheiten von Laser-Scanner-Spiegeln und deren Substraten
Abb. 1. Galvanometer-Scanner der Reihe Scanlab dynAXIS mit aufgesetztem Scanner-Spiegel
Die Lasertechnologie hat maßgeblich die industrielle Entwicklung beeinflusst und ist aus der modernen Welt nicht mehr wegzudenken.
Die energiereichen Lichtstrahlen werden für die Werkstoffbearbeitung, für Beschriftungs- und Leseaufgaben, für die Informations- und Kommunikationstechnik, für die Qualitätsprüfung und für viele weitere Aufgaben in Industrie, Forschung und Wissenschaft eingesetzt.
Unabhängig davon, für welche Aufgabe ein Lasersystem vorgesehen ist: Zentrales Element vieler Lasergeräte sind Galvanometer-Scanner, elektronisch gesteuerte Drehantriebe, die spezielle Spiegel bewegen und so Laserstrahlen ablenken und positionieren (Abb. 1).
Die Reflexionsgüte und die Positioniergenauigkeit der Strahlen hängen zwangsläufig von den physikalischen Eigenschaften der Spiegel ab, zum Beispiel der Oberflächengestaltung (Abb. 2).
Ein Klick genügt
Scanner-Spiegel werden aus Werkstoffen wie Quarzglas (SiO2), Silizium (Si) oder bestimmten metallischen Werkstoffen gefertigt, sind meist plan und haben bisweilen auch Beschichtungen, die den Reflexionsgrad für bestimmte Lichtwellenlängen erhöht. Ein äußerst wichtiges Qualitätskriterium sind die Ebenheiten der Spiegel-Oberflächen (Abb. 2).
Um dieses Kriterium zu prüfen, verwendet die SCANLAB AG, ein international führender Hersteller von Führungssystemen für Laserstrahlen, seit kurzem ein Fizeau-Interferometer Typ VeriFire XPZ des Prüfgeräte-Herstellers Zygo. Es hat seinen Platz in der Wareneingangskontrolle. “Wir benutzen das Prüfgerät zur Ebenheitsmessung beschichteter Scanner-Spiegel und unbeschichteter Substrate”, erklärt Johannes Schenk, Leiter des Qualitätsmanagements bei SCANLAB, und konkretisiert: “Die Ebenheiten liegen im PV-Bereich um die 100 nm.” Für die Anschaffung des VeriFire-Prüfsystems sprachen unter anderem die einfache Bedienbarkeit und die Möglichkeit, einen hohen Durchsatz an Ebenheitsprüfungen zu erreichen:
“Früher”, so Johannes Schenk, “mussten wir an jeder Probe vier einzelne Messungen durchführen, der VeriFire erledigt alle Prüfaufgaben in einem Arbeitsgang und liefert sämtliche Daten.” Zu den Besonderheiten bei der Oberflächenprüfung von Scanner-Spiegeln gehört nämlich, verschiedene Arten von Unebenheiten zu prüfen, was unterschiedliche Filterungen voraussetzt. Eine weitere Zeitersparnis beim Einsatz des VeriFire-Prüfsystems ergibt sich daraus, dass der Zeitaufwand für die Kalibrierung mit einer Referenzscheibe entfällt, weil diese im System integriert ist.
Eine weitere Stärke des Prüfsystems liegt in der ebenfalls von Zygo entwickelten Datenerfassungs- und Datenanalyse-Software MetroPro®. Johannes Schenk schätzt daran, dass sie, anders als eine modular aufgebaute Software, sämtliche Konfigurationsmöglichkeiten bereithält. Der Anwender kann daher problemlos individuelle Prüfpläne erstellen, nach denen die Messungen automatisiert und effizient durchgeführt werden.
Johannes Schenk: “Ein Klick genügt, und der Messablauf erfolgt automatisch nach der vorgegebenen Maske.” Die Software bietet die Möglichkeit, die Messdaten automatisch in eine SQL-Datenbank zu exportieren, so dass sie beliebig weiterverwendet werden können. Auch das trägt zur hohen Leistungsfähigkeit des VeriFire-Prüfsystems bei.
Abb. 2. Scanner-Spiegel müssen hochwertige optische Eigenschaften aufweisen
VeriFire-Prüfsysteme für optische Komponenten
Fizeau-Interferometer Typ VeriFire sind vorgesehen zum Messen von planen, sphärischen und asphärischen Oberflächen optischer Komponenten, zum Messen transmittierter Lichtwellenfronten und für Homogenitätsmessungen. Das Messprinzip beruht darauf, dass ein Lichtstrahl in zwei Teilwellen zerlegt wird, von denen eine die zu prüfende Optik durchläuft, während die andere als Referenzwelle dient. Kommen die beiden Teilwellen wieder zusammen, erzeugen sie ein Interferenzmuster, das Aufschluss über die Qualität der geprüften Optik gibt.
Johannes Schenk
Tel. +49 (89) 800 746-350
e-mail:j.schenk@scanlab.de
