Messungen auf Oberflächen sind eine ­immer wichtigere Analysetechnik für die topologische Bestimmung verschiedenster Materialien. Sie können für die Identifizierung von Korrosion und die Oberflächen­charakterisierung ebenso ein­gesetzt ­werden wie für die Qualitätskontrolle unterschiedlichster Oberflächen.

Bei konventionellen Methoden - wie der Profilometrie - tastet eine Nadel die Probenoberfläche ab. Diese Technik ist jedoch nicht ganz unproblematisch. So ­eignet sie sich nicht für bestimmte Materialien, wie z. B. Klebstoffe. Darüber hinaus kann das Abtasten zu ungenauen Daten führen. Die neue konfokale Laser-Scanning-Mikroskopserie (cLSM) von Olympus nutzt die optische Messtechnik und ermöglicht dadurch eine kontaktfreie Rauigkeitsmessung von Oberflächen. Das Lext OLS4000 ist das jüngste Modell aus dieser Reihe. Es erlaubt äußerst präzise sowie zuverlässige 3D-Oberflächenprofil-Beobachtungen und -Messungen in Echtzeit. Dank hochentwickelter Optiken und einer anwenderfreundlichen Softwarebenutzeroberfläche ist es sowohl für Einsteiger als auch für Profis einfach zu bedienen.
Oberflächen spielen in den modernen Material- und Ingenieur­wissenschaften eine entscheidende Rolle. Ob bei der Bestimmung von Oberflächenbeschaffenheiten, der Untersuchung von Kohlenstoffnanoröhren und Kohlefasern, oder bei der Identifizierung von Kratzern auf Glas: Nie zuvor kam der Oberflächenanalyse in so vielen Bereichen eine so große Bedeutung zu wie heute. Dabei ist die genaue Messung kleinster Merkmale auf verschiedenen Oberflächen eine besondere Herausforderung. Merkmale, wie z. B. die Oberflächenrauigkeit, lassen sich durch Standard-Lichtmikroskope nicht mit der erforderlichen Klarheit und Genauigkeit auflösen bzw. vermessen.

Das Laser-Scanning-Mikroskop
Die Beobachtung und Untersuchung kleiner und komplexer Objekte ist in vielerlei Hinsicht eine Herausforderung. Das neue Scanning-Mikroskop vereinfacht den Prozess, komplexe Materialien im Mikro-Bereich darzustellen. Gegenüber seinen Vorgängern bietet es eine optimierte Funktionalität sowie ein noch höheres Leistungsniveau bei der Visualisierung und Messung. Das extrem zuverlässige System liefert besonders genaue Ergebnisse bis an die Grenzen der optischen Auflösung. Für die hohe Auflösung sorgt zudem eine innovative, Zweifach-Pinhole-Anordnung, mit der sich Messungen von Flankensteilheiten sogar bei geringen Vergrößerungen durchführen lassen. Die Pinholes (Lochblenden) unterscheiden sich in ihrer Größe und damit in ihrer Empfindlichkeit. Während mittels der kleineren eine außergewöhnliche Genauigkeit erzielt wird, eignet sich die andere zur Erreichung eines deutlich größeren Dynamikumfanges. Direkt hinter den Lochblenden befinden sich zwei Fotodetektoren mit jeweils unterschiedlichen AD-Wandlern. Dadurch wird das jeweils bestmögliche Signal für die Umwandlung in ein digitales Bild genutzt. Darüber hinaus ermöglichen Hochgeschwindigkeits-MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) eine Auflösung, die über das normale Maß in der optischen Mikroskopie hinausgeht.
Für eine bessere Bildqualität, weniger Rauschen und ein damit insgesamt optimiertes Arbeitsumfeld sorgt die integrierte Schwingungsdämpfung. Zudem garantieren der motorisierte Tisch sowie die Verbesserungen beim Signal-Rausch-Verhältnis und der Farbqualität, dass jede Messung exakte, reproduzierbare Ergebnisse liefert. Im Vergleich zu herkömmlichen Scannertechnologien lassen sich mit dem im Mikroskop-System verwendeten, innovativen XY-Laserscanner die Scanningprozesse besonders schnell ausführen und die Ergebnisse noch besser reproduzieren. Eine vollständige Reihe speziell entwickelter Objektive verbessert die optische Leistung zusätzlich. Selbst bei hohen Vergrößerungen wird ein Höchstmaß an optischer Schärfe und Meßgenauigkeit erzielt. Dazu wurde das gesamte System optimiert und hochwertige optische Produkte entwickelt. Die Optik minimiert die bei kurzen Wellenlängen typischen Aberrationen und maximiert gleichzeitig die Transmission. Das Ergebnis sind hochaufgelöste Bilder und hoch präzise Meßergebnisse.

Benutzerfreundliche ­Software
Die leicht zu handhabende Software bietet eine für Einsteiger und Profis gleichermaßen anwenderfreundliche Oberfläche. Die Software unterstützt einen Arbeitsablauf, der dem Anwender und seinem jeweiligen Erfahrungsgrad entspricht. Die wichtigsten Schaltflächen sind von Anfang an auf dem Bildschirm sichtbar. Die Tasten für komplexere Funktionen stehen erst dann zur Verfügung, wenn sie auch wirklich gebraucht werden. Die Oberfläche bleibt für den Anwender dadurch stets übersichtlich, so dass sich die Software auch von Anfängern problemlos bedienen lässt. Die Benutzerkontrolle sorgt dafür, dass sich mehrere Anwender das System mit passwortgeschützten, individuellen Einstellungen teilen können. Dank dieser zeitsparenden Funktion ist es nicht erforderlich, die Wunschparameter jedes Mal neu einzugeben. Koordinaten können vorab festgelegt und vom System gespeichert werden, wodurch sich eine Reihe von Standardmessungen leicht einrichten lässt. Das Lext OLS4000 deckt die gesamte Bandbreite an präzisen Mess- und Analysefunktionen für praktisch jede Anforderung ab. Stufenhöhen, Linienstärken und Abstände zwischen zwei Punkten lassen sich durch dreidimensionale Messungen ermitteln. Sowohl die Festlegung der oberen und unteren Grenzpositionen als auch Bildaufnahmen mit nur einem Klick sind jetzt überdurchschnittlich schnell, wodurch wertvolle Zeit eingespart wird. 3D-Bilder können per Mausklick frei gedreht werden. Zudem steht eine Vielzahl von Bilddarstellungsvorlagen zur Verfügung. Ähnlich wie bei herkömmlichen Tastgeräten zur Rauigkeitsmessung, können in einem speziellen Scanmodus für Oberflächenrauigkeit Daten mittels Laserabtastung erfasst und Messungen entlang einer Linie durchgeführt werden. Weitere feinste Rauigkeitsanalysen sind durch die Auswahl von definierten Regionen (ROI-Funktion) möglich. Da Messungen mit einem konfokalen Laser-Scanning-Mikroskop allerdings kontaktfrei ablaufen, lässt sich eine wesentlich größere Auswahl an Materialen exakt abbilden. Dank des Lasers muss keine Abtastnadel über die Probe bewegt werden, was Schäden an der Oberfläche hervorrufen und zu falschen Ergebnissen führen könnte. Des Weiteren können nun auch klebrige Materialen,einer Rauigkeitsanalyse unterzogen werden.

Fazit
Die Lasermikroskopie hat sich weit über die elementare 3D-Geometrie hinausentwickelt und ermöglicht mittlerweile überaus exakte Messungen im Mikro-Bereich. Das neue Mikroskopmodell verbindet hochentwickelte Optik mit einer Zweifach-Pinhole-Technologie. Das Ergebnis ist ein einmaliges, zuverlässiges und robustes Laser-Scanning-Mikroskop. Topologisch komplexe Objekte lassen sich ganz einfach in 3D rekonstruieren, da kontaktfreie Oberflächenrauigkeitsmessungen noch umfangreichere und exaktere Ergebnisse ermöglichen. Die benutzerfreundliche Softwareoberfläche ist für Einsteiger leicht zu bedienen. Darüber hinaus kann sie aber auch an die Anforderungen von fortgeschrittenen Anwendern angepasst werden. Mit seiner hervorragenden Auflösung und Vergrößerung empfiehlt es sich allen Forschern, die zwischen den Grenzen der herkömmlichen optischen Mikroskope und Rasterelektronenmikroskope (REM) arbeiten. Zudem zeichnet sich das jüngste Mitglied der Mikroskop-Familie durch seine äußerst geringen Betriebskosten aus.