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Hexapoden unterstützen die schnelle und präzise Vermessung aspherischer Linsen

Asphärische Linsen haben eine um die optische Achse rotationssymmetrische Optik, deren Krümmungsradius sich radial mit dem Abstand vom Mittelpunkt ändert. Dadurch können optische Systeme eine hohe Bildqualität mit weniger Objektiven erreichen, was Kosten und Gewicht spart. Die Prüfung der asphärischen Formgenauigkeit, also der Qualität dieser Linsenart, stellt jedoch eine große Herausforderung für den Hersteller dar: Es gilt, kleinste Formabweichungen zu messen und dabei möglichst kurze Messzeiten – einschließlich Rüstzeiten – zu ermöglichen.

Aus diesem Grund hat das Messtechnikunternehmen Mahr ein neues Gerät entwickelt, um unterschiedliche Asphären präzise, schnell, flexibel und direkt in der Produktionslinie zu messen – ganz ohne CGH, klassischem Stitching oder taktilem Antasten. Im Gegensatz zu bestehenden Systemen, die für die Messung mehrere Minuten benötigen, benötigt dieses geneigte Wellenfrontinterferometer (TWI) nur 20 bis 30 Sekunden, um die gesamte Oberfläche zu messen. Das nächste Prüfobjekt kann bereits gemessen werden, während das vorherige ausgewertet wird. Das Prinzip des TWI ermöglicht es, individuelle Oberflächenformen mit hoher lateraler Auflösung und Messunsicherheiten von unter 50 nm zu messen.

Wie jedes Messgerät muss auch das TWI referenziert und kalibriert werden. Dazu wird eine hochgenau gefertigte Kugel bekannter Geometrie an eine Vielzahl von Positionen im Messvolumen gefahren und deren Oberfläche gemessen. Da sich laterale Positionsfehler der Kalibrierkugel im Korrekturalgorithmus auswirken, muss die Kalibrierkugel präzise im Raum positioniert werden und ihre Position muss während der Messung stabil gehalten werden. Dieser Kalibrierprozess soll das komplette Messvolumen abdecken und wird daher an vielen verschiedenen Positionen im Messvolumen durchgeführt. Da jeder Kalibrierfehler in den späteren Messprozess eingeht, muss jede einzelne Position sehr exakt angefahren werden.

Um den hohen Anforderungen an die Positionieraufgabe im Interferometer gerecht zu werden, unterstützt PI Mahr mit sechsachsigen parallelkinematischen Hexapoden. Sie dienen dazu, die Kalibrierkugel und das Prüfobjekt in mehreren Freiheitsgraden präzise zu positionieren und damit eine schnellere und genauere Analyse der Formgenauigkeit zu ermöglichen.

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