Hrg. Thomas Baumgartner,
"Ein interferometrisches System zur Messung kleiner Dehnungen"
, 3-2013
Original Titel:
Ein interferometrisches System zur Messung kleiner Dehnungen
Sprache des Titels:
Deutsch
Original Kurzfassung:
Dieses interferometrische Messsystem dient dazu, Längenänderungen im nm-Bereich zu messen. Hierfür werden mit einem Vickers-Diamanten auf einer polierten Probe zwei Eindrücke eingebracht. Diese Eindrücke sind pyramidenförmig, haben jeweils eine Seitenlänge von ca. 20 µm und werden in einem Abstand von ca. 100 µm von einander positioniert. Bei einer Beleuchtung mittels eines Lasers entstehen Interferenzmuster, welche sich bei einer Dehnung der Probe in der Phase verschieben. Die Entstehung dieses Interferenzmusters sowie der genaue Zusammenhang zwischen Dehnung und Phasenverschiebung wird diskutiert.
Über eine Kamera (in dieser Masterarbeit wurde eine Sony XC-77CE verwendet) kann dieses Interferenzmuster aufgenommen und an einen Computer weiter gegeben werden. Die Auswertung des Interferenzmusters erfolgt danach auf dem PC und muss eine Genauigkeit im Sub-Pixel-Bereich aufweisen um die für die Messungen notwendige Verschiebungsauflösung von 0,1 nm zu erreichen.
Der optischen Teil des Messsystems auf einem optischen Tisch und die auf einer Halterung montierte Messprobe erzeugen das Interferenzmusters und projizieren es auf den Kamerachip.
Des Weiteren beinhaltet das System eine elektronische Schaltung, die zur Steuerung und Absicherung des gesamten Aufbaus dient. Hier wurde ein ATmega8 Mikrocontroller integriert, der die eigentliche Steuerung übernimmt. Es wurde eine MatLab-GUI entwickelt, welche die einfache Bedienung des Messsystems erlaubt. Keywords: Interferenz, Längenänderung, Dehnung, Phasenverschiebung, Interferenzmuster
Sprache der Kurzfassung:
Deutsch
Englischer Titel:
An interferometric measurement system for small elongation
Englische Kurzfassung:
The interferometric measurement system is used to measure strain in the region of some nm. Therefore two indentions are placed in polished surface of a specimen with a Vickers-Diamond. These indentions are shaped like pyramids with side lengths of ca. 20 µm and the space between them is about 100 µm. When they are illuminated by a laser they generate interference fringes which shift in phase when the distance between the two indentions changes.
A camera, a Sony XC-77CE is used in this diploma project, records the interference fringes and transmit them to a computer. The analysis takes place on the PC and tries to resolve to sub-pixel-accuracy.
The entire measurement system is composed of three components. The optical part is shown in the image. It serves to generate the interference fringes and projects them onto the camera chip. The second part is the electronic circuit which is needed to control and for the safety of the measurement system. Therefore an Atmega8 microcontroller is integrated. The third part is a graphical user interface (GUI) which is programmed in MatLab and is used to operate the measurement system. Keywords: interference, elongation, strain, phaseshift, interference pattern