Prinzipien und Methoden der konfokalen Mikrometrie
Konfokale Mikroskopie ist die Abkürzung für Laser Confocal Scanning Microscope (LCSM), das mikroskopische Bilder hauptsächlich mit 3D-Aufnahmetechniken aufnimmt und dadurch eine hohe 3D-Bildauflösung erreicht. Diese wird durch die Erstellung von Mikrofotografien erreicht.
Prinzipien der konfokalen Mikroskopbildgebung
Bei einem konfokalen Mikroskop werden auf der konjugierten Oberfläche der Brennebene des zu messenden Objekts zwei kleine Löcher angebracht, von denen sich eines vor der Lichtquelle und das andere vor dem Detektor befindet. Das erhaltene Bild besteht darin, dass das Licht einer Brennebene durch Fokussierung mit einer digitalen Lochkamera aufgenommen wird und aus den gesammelten Bildern der verschiedenen Brennebenen mithilfe einer Software ein vollständiges 3D-Bild erstellt wird.
Das konfokale Mikroskopsystem liefert vergrößerte Bilder mit mehr Details als herkömmliche optische Mikroskope. Bei gleicher Objektivvergrößerung liefert das konfokale Mikroskop Bilder mit schärferen und feineren morphologischen Details und höherer lateraler Auflösung. Als Werkzeug zur Mikro-Nano-Erkennung unterscheidet sich die konfokale Mikroskopie in vielerlei Hinsicht von der Weißlichtinterferometrie. Wenn man es mit einem Wort beschreiben möchte, dann ist die Weißlichtinterferometrie ein „Literatur-“, während die konfokale Mikroskopie ein „Kriegs-“ ist. Weißes Licht eignet sich gut für die Erkennung ultraglatter Oberflächen im Subnanometerbereich, um eine hohe Erkennungsgenauigkeit zu erreichen; während die konfokale Mikroskopie gut für die Erkennung grober Konturen im Mikronanometerbereich ist. Obwohl die Erkennungsauflösung etwas schlechter ist, kann sie farbenfrohe Echtfarbbilder für eine einfache Betrachtung liefern.
Das Konfokalmikroskop basiert auf der Konfokaltechnologie und kombiniert es mit einem präzisen Z-Scanmodul und 3D-Modellierungsalgorithmen. So lassen sich alle Arten von Oberflächen von Objekten messen, von glatt bis rau, von geringer bis hoher Reflektivität, von der Rauheit, Ebenheit, mikrogeometrischen Konturen und Krümmung des Werkstücks im Nano- bis Mikrometerbereich sowie andere Parameter wie Oberflächenkonturen, Oberflächendefekte, Verschleiß und Korrosionszustände von zahlreichen Produkten, Komponenten und Materialien. Außerdem lassen sich Ebenheit, Rauheit, Riffelung, Porenfreiheit, Stufenhöhe, Biegeverformung, Bearbeitung und andere Oberflächenmerkmale wie Oberflächenbearbeitung messen und analysieren.
