Profilometro e Rugosimetro Laser PF-60
Sistema automatico di microscansione.
Point autofocus probe (ISO 25178-605) – Spot Laser 3D per metrologia di superfici, Profilometria e Rugosità con accuratezza sull’asse Z: 1nm
Profilometro laser di alta precisione risoluzione 1 nm per area di scansione 60×60 per 10mm. Il profilometro Laser PF-60 permette la misurazione di superfici opache, riflettenti e trasparenti. Lo SPOT LASER PROBE con raggio di 0.5μm combinato con assi di movimentazione XY di alta precisione motorizzati consente di misurare in tempo reale il profilo 3D di aree di diverse decine di Millimetri con una risoluzione sub-micrometrica. Il profilometro laser Mitaka è esente da errori di collimazione ottica dei piani focali, di allineamenti meccanici e differenti riflettività dei campioni in esame. Aree di scansione del sistema standard: Assi XYZ = 60mm x 60mm x 10mm ; Risoluzione : XY = 0.1μm, Z = 0.01μm
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Funzioni esclusive del profilometro Mitaka PF-60
- Spot Laser di misura 3D, Diam. 0,5 micron
- Misure 3D con risoluzione nanometrica (asse Z= 1 nm)
- Misure di rugosità e profili ad alta velocità (128.000 punti in 6 min)
- Scansione di film sottili e superfici con alta riflettività o alto assorbimento della luce
- Scansione e misura di rugosità e forma di lenti e pellicole trasparenti
- Mappature topografiche (textures) di aree estese senza stitching
- Reverse engineering (file STL) per FEM Analysis e Comparazioni CAD
- Misure di profili con angoli ripidi
Poche e semplici operazioni consentono al profilometro Mitaka, la scansione automatica di vaste aree di campioni di qualsiasi natura: opachi, semi riflettenti, trasparenti e altamente riflettenti; misure 3D di alta precisione (1 nm), rapida ricostruzione della topografia superficiale e reverse engineering (salvataggio delle scansioni su file CSV/STL per FEM Analysis, Misurazioni/Comparazioni CAD e prototipazione)
Profilometro Laser Mitkata: Senza STITCHING
Lo stitching di immagini è un metodo comunemente utilizzato da tutti i costruttori di microscopi ottici, confocali e profilometri non a contatto per produrre un “panorama” o un immagine ad alta risoluzione composta dal collegamento di “n” campi visivi.
Tale operazione eseguita da software comporta, oltre a lunghissimi tempi di acquisizione, problemi di allineamento, distorsioni prospettiche e di deformazione geometrica dovuta alle aberrazioni ottiche delle lenti ai bordi e perdita di risoluzione nella composizione del “puzzle” tenendo conto che per un’immagine senza soluzione di continuità è necessario che le varie parti siano acquisite perfettamente in riferimento a dei margini comuni e abbiano la stessa esposizione.
Le immagini ottenute con il sistema profilometro PF-60 non sono composizioni di frammenti quadrati o rettangolari da allineare e sovrapporre ai bordi ma bensì linee contigue composte da una serie di punti acquisiti con uno spot laser con raggio da 0,5 micron.
Profilometro senza variazione di fuoco
La ricostruzione della topografia superficiale, nei sistemi ottici convenzionali, viene ottenuta mediante software utilizzando la metodologia a variazione di fuoco. Vengono acquisite n immagini con differenti piani focali mediante lo spostamento del campione inquadrato rispetto all’obiettivo. Per ciascun piano con miglior contrasto rispetto al successivo viene calcolata mediante algoritmi di analisi di immagine la distanza focale e, la sua posizione (Z) viene acquisita mediante encoder per il calcolo della corrispondente profondità.
Tale metodologia presenta diversi problemi di carattere ottico meccanico e di illuminazione: Il piano focale considerato si riferisce a tutta l’area inquadrata dall’obiettivo pertanto oltre ad errori dovuti alla distorsione, esposizione, vignettatura ed aberrazione cromatica dell’obiettivo se all’ interno del campo visivo esistono piani focali diversi la risultante è una media ponderata di altezze con conseguente perdita di risoluzione nell’acquisire piccoli dislivelli; se il campione in esame presenta zone di diversa riflettività il software puo’ interpretare arbitrariamente picchi maggiormente riflettenti come se fossero piani piu’ vicini, inoltre non è in grado di esaminare superfici altamente riflettenti (es. wafers, vetri, specchi. A tali incertezze vengono ad accumularsi diversi errori random dovuti alla precisione e ripetibilità di scorrimento e posizionamento della meccanica di spostamento del campione o dell’obiettivo.
Eccellenti capacità di rilevamento di angoli con spigoli vivi
Il sensore di messa a fuoco automatica ad alta sensibilità cattura bassi livelli di luce riflessa dalla superficie del campione e permette la misurazione diretta di altezze e di angoli con spigoli vivi.
Misurazione in live
Il dispositivo cambia obbiettivi (con slitta meccanica) passa rapidamente dal minimo al massimo ingrandimento con una singola operazione manuale; i parametri di lavoro, le immagini live ed i risultati delle misurazioni vengono visualizzate su monitor in tempo reale durante la loro esecuzione. Possono essere creati diversi presetting di lavoro per l’esecuzione di operazioni ripetitive su lotti di campioni uguali. Alla fine di ogni misurazione viene automaticamente fornito su monitor ed eventualmente stampato il report con i risultati di tutti i test eseguiti sia in modalità manuale che automatica.
Approvato come principio di misura c/o International Standards Organization (ISO) come metodo di misurazione senza contatto. Metodologia inclusa nella normativa ISO 25178-6: 2010 – Classificazione di metodi per tessitura di aree delle superfici – sotto il nome di “Point Autofocus Proling” (25178-605 ISO: sonda autofocus Probe).
Principio di misura Caratteristiche generali
Il Profilometro PF-60 è costituito da un microscopio con fascio laser autofocus (AF) ed un tavolino di scansione XY ad alta precisione. L’AF misura l’altezza lungo l’asse Z e il tavolino XY muove il campione, al fine di ottenere i valori delle coordinate XYZ per misurazioni 2D e 3D. L’unità di controllo (PC based) del PF-60 pilota il tavolino di scansione secondo le coordinate XY per ottenere le misurazioni nell’ambito della corsa di movimento (60x60mm) . Non c’è alcuna necessità di cucire i dati misurati dal momento che il PF-60 non ha limiti di misura (come ad esempio un limitato campo visivo) e quindi fornisce con alta precisione le misurazioni di una vasta area.
Point autofocus probe
Il raggio laser incorporato nel microscopio AF attraversa l’obiettivo (indicato dalla linea rossa in figura) e forma un punto laser sulla superficie del campione come “sonda” con un raggio di 0.5μm. Il fascio laser riflesso dalla superficie del campione attraversa di nuovo l’obiettivo e forma un’immagine sul sensore autofocus (Sensore AF). Il sensore AF rileva lo spostamento dello spot laser in tempo reale e regola il microscopio AF tornando alla posizione di messa a fuoco (il punto laser forma l’immagine al centro del sensore AF ). Il sistema ottico di autofocus taglia fuori la luce deviata e riflessioninon necessaria per raggiungere il punto di messa a fuoco.
Funzioni di acquisizione e misura della tessitura di superfici
Misure di rugosità e Profilo
