Liebe Interessenten der glatten Flächen.
Da dieses Thema im Nachbarforum, ade gegangen ist, habe ich mich entschlossen die versprochene Antwort hier zu bringen.
Ersten weil der Bilder Upload mit horizontal 800 Pixel schon eine gute Möglichkeit bietet Feinstrukturen zu zeigen.
Für die Stellen wo dies immer noch nicht reicht gelang es mir Ausschnitte einzufügen und für hochauflösende Bilder
habe ich einen anderen Upload gefunden. Allerdings verschwinden dort die Bilder, wenn sie 50 Tage lang nicht mehr angeklickt werden.
Ich erzähle einfach was ich bemerkt, gesehen, gedacht und getan habe.
Es gibt kein Ende weil bei mir ist auch noch nicht alles Vollständig und es kann jeder dazu helfend beitragen wo er kann.
Als erstes nehme ich wahr das es in der Astroszene unterschiedliche Vorstellungen der Mikrorauheit gibt.
Aus meiner Sicht muss ich diese Kontrollen in 5 Stufen einteilen. Wobei A und B noch nicht zu den Mikrorauheiten zählen.
A__ Sind feine Unformen die man heute schon in der Schattenprobe sieht.
B__ Sind kleine Unformen die man noch mit dem Interferometer Zygo oder auch Bath bei Messungen der ganzen Fläche sehen kann.
C__ Sind jene Unformen die man mit dem Lyottest sehen kann.
D__Sind jene Strukturen die man mit dem Nomarski Polaristionsmikroskop sichtbar machen kann. Laterale Auflösung bereits im hunderstel mm Bereich.
E__ Sind Strukturen die das Weißlichtinterferometer aufzeigen kann. Hier gibt es Daten für laterale und vertikale Abweichungen.
___Sie ist die einzige Interferometrische Methode mit hoher Sicherheit und Auflösung. Allerdings nur auf einer sehr kleinen Fläche.
In der Industrieoptik zählt zur Mikrorauheit jene Rauheit die mit der Schattenprobe und dem Zygo Interferometer lateral nicht mehr erfassbar sind.
Daher braucht es die Erfassung mit dem Mikroskop. Meistens mit 200 bis 500 facher Vergrößerung.
Privat bin ich aber an die Schattenprobe gebunden. Da bemerkte ich schnell dass ich einen verstellbaren Lichtspalt brauche der die 4 Schneiden in eine Ebene hat.
Die Länge von 0,3 mm die ich als Fixeinstellung halte und als Maßstab im Bild dient, hat sich aus der Praxis ergeben. Sie ist das Maß bei der ich noch sehr scharfe
Abbildungen verlustfrei abbilden kann und sehr starke Abweichungen das Bildfeld noch nicht verlassen.
Deshalb dient er mir auch gut zur Berechnung der lateralen Abweichungen.
Der Lichtspalt hat auch den Vorteil dass das Licht linear verteilt wird und daher auch kleine Lichtmengen aufzeigt die beim Sterntest durch die radiale Verteilung
oft schon schwach werden. Er zeigt dafür auch wie sich der Fehler auf einer harten hell dunkel Grenze verhält wie es bei Mondkratern und am Planetenrand ist.
Erschreckt aber nicht an den Beispielbidern weil sie zeigen den Fehler wegen der Autokollimation doppelt so stark an.
Vollaufösung
http://www.bilder-upload.eu/sh…ile=f440d1-1386270056.jpg
und ein anderes Beispiel in Vollauflösung. Erst bei dieser Größe ist es möglich auch den ersten Ring um das Beugungsscheibchen zu zeigen.
Rechts unten kann man auf die gewünschte Vergrößerung gehen.
http://www.bilder-upload.eu/sh…ile=e1d3af-1386270870.jpg
Danach ging es zum Lyottestet mittels verschiedenen Dichtestreifen aus Technical Pan Film gemacht. Die Dichte 2 hat sich als recht gut erwiesen.
Das war so um die 1990ger Jahre. Um schnell herauszufinden welche Streifenbreite am besten ist, kam ich auf die Idee einen gestaffelten Streifen zu machen.
Damit entstand dieses Bild.
Vollauflösung
http://www.bilder-upload.eu/sh…ile=fcf07d-1385989820.jpg
Es ist zwar schön, beweist aber nur das verschiedene Streifenbreiten andere Strukturen zeigen. Praktisch ist die Wiederholbarkeit der Messungen
weil die Einstellung der Streifenbreite gleich bleibt. Eine Veränderung der Breite des dahinter verdeckten Lichtspaltbildes hat die Struktur nicht verändert.
Also bring das noch nicht viel Hilfe zur Quantifizierung.
Danach begann ich zu untersuchen ob sich die Rauhigkeit eher im Kontrast dieser Strukturen zeigt. Da bin ich fündig geworden und da muss ich sagen das
mein schönes Bild oben nicht brauchbar ist weil es kontrastverstärkt und zu hell ist.
Da ist das Bild von Kurt viel Aussagekräftiger und bewirkt durch seitliches Verstellen die gleichen Strukturveränderungen.
Aus der Wirkung Streifenbreite oder dem Abstand von der Kante müßte in Verbindung mit noch etwas schon einen Ableitungshife zu finden sein.
Im Lauf der Zeit ist mir durch viele Messungen aufgefallen das immer eine gewisse Streulichtbreite vorhanden war nicht auf die nicht
auf die Rauhigkeit reagiert hat. Auf der such danach bemerkte ich das der Rand der Apertur so hell war. Es war das Licht welches auf der
Kante gebeugt ist und eben das selbe Licht welches die Tannennadeln so hell leuchten lässt bevor der Mond aufgeht.
Um diese Lichtmenge zu ermitteln war es notwendig immer eine Belichtungsreihe zu machen um das Bild zu finden bei dem der leuchtende
Rand noch nicht abgesoffen ist. Da wurde die Fläche der Spiegel sehr dunkel. Ein Versuch die Gesamtlichtmenge des Bildes zu messen
Und dann den hellen Ring mit einen Bilbearbeitungprogramm zu entfernen gab auf Anhieb 50% weniger Streulicht.
Da kommt schon der Gedanke auf, ob wir das Problem Streulicht wohl etwa Überbewerten.
Nun wollte ich wissen welches Streulicht wie hell ist und wie weit geht es vom abgebildeten Lichtspalt weg.
Dabei zerstörte die Körnung des Technical Pan Films die Schärfe der Lichtspaltabbildung und ich konnte nicht alles gleichzeitig messen.
Da mußte ich mir einen aufgedampften Dichtespalt machen lassen. Wen schon dann auch einen der daneben in seiner Breite auch ein Quadrat hat
damit man auch die radiale Verteilung messen kann. Das große Quadrat unten dient zur Messung wie Kurt sie macht.
Der Unterschied ist so.
Und der nächste Schritt so.
Nun noch einmal zur Messung der Lichtmenge die durch die Beugung am Rand entsteht, hat mir Guntram seinen noch nicht ganz fertigen aber schon ziemlich
guten Kugelspiegel zur Verfügung gestellt. Er hat den Vorteil dass man mit ihm ohne Planspiegel auch den Sterntest im Krümmungsmittelpunkt machen kann.
Da konnte ich zum ersten mal detaillierte Messungen machen . Was mir schon einiges bestätigt.
In der Schattenprobe sieht man das der Rand nicht ganz scharf ist das dürfte dazu führen dass das Streulicht in der Streifennähe heller ist als
Jenes im 1% leuchtenden Lichtspalt. Diese Messung werde ich später noch einmal mit einer Maske machen.
Hier die volle Information mit Berechnungen.
Hier der Parabolspiegel von Peter den ich vor 2 Wochen in Autokollimation gemessen habe.
Da ist der Streulichtanteil neben der Diechtestreifenkante weniger hell, ob wohl hier auch die Rauhigkeit meines Planspiegels auch dabei ist.
Sicher sind beide Flächen gut und das deutet wiederum darauf hin das die Sreulichtwirkung der Mikrorauheit nicht so sehr zum Tragen kommt
Wie wir denken. Weil die Spiegelfläche bleibt sehr dunkel.
Nun komme ich zu den Messmöglichkeiten in der Firma.
Für die Herstellung der Objektive zur Chipproduktion braucht es sehr glatte Flächen. Für diese konnte ich Versuche machen und mit neuen Messmethoden arbeiten.
Die erste Möglichkeit war mit einem Nomarski Polarisatonsmikroskop zu messen.
http://de.wikipedia.org/wiki/Differentialinterferenzkontrast
Dadurch konnten verschieden geneigte Flächenteile sichtbar gemacht werden.
Dabei sind diese Bilder entstanden.
Zur Vollauflösung
http://www.bilder-upload.eu/sh…ile=88d019-1386715707.jpg
Später konnte ich dann mit dem Weißlichtinterferometer arbeiten und da wurde es so richtig interessant.
Weil jetzt konnte ich auch Höhen und Tiefen Messen und das war eine tolle Herausforderung. Leider habe ich immer nur die besten Flächen gemessen
und habe keine Vergleiche für die gröberen Flächen. Es war ja der Fortschritt wichtig und die die Grenze zu finden wie weit kann man mit dem Normaski
Polaristionsmikroskop arbeiten. Dieses hatte die Grenze so bei 8 nm Mikrorauheit. Das entspricht dem Bild D von oben.
Hier das Protokoll der besten Fläche.
Und hier noch ein Ausschnitt zur näheren Betrachtung.
Hier noch ein paar Beispiele wie verschieden Rauhigkeiten sein können und wie sie sich auswirken.
Hier ist die Streuilichthelligkeit deutlich stärker als der mit 1% leuchtende Lichtspalt aber noch nicht breiter als die übliche Streulichtbreite.
Ein Beispiel mit grober Rauhigkeit die man sogar schon mittels FFT Analyse messen kann.
Da ist das Streulicht deutlich heller als der mit 1% leuchtende Lichtspalt und auch deutlich breiter als das übliche Streulicht.
Dieses Bild zeigt deutlich den Messunterschied von Gestern zu Heute.
Und hier der Vergleich Schattenprobe und Lyottest. Hier Beweist sich das Rauhigkeit sich im Kontrast ausdrückt.
Bei neuerlichen Messungen werde ich das genauer beobachten.
Diese Rauhigkeit läßt sich bereits im Profil der FFT Analyse gut aufzeichnen und berechnen.
Thomas Winterer den ich derzeit betreue, hat ein ausgezeichnetes störungsfreies Foucaultbild gemacht bei dem sieht man
gut was passiert wenn man bei Minitools mit zu harten Pech und zu schnellen Bewegungen passiert.
Auch das könnte mathematisch quantifiziert werden. Aber mit sehr viel Mühe und guten Helligkeitsabschätzungen.
Thomas hat sich bereit erklärt uns weiterhin mit seinen Poliererlebnissen zu Betreuen.
So jetzt glaube ich haben wir Stoff genug um neue Überlegungen zu machen. Bin gespannt wies weiter geht.
Viele Grüße
Alois
<font color="yellow">EDIT Kalle: Ein paar "ins Auge springende" Tippfehler verjagt [;)]</font id="yellow">
