Neues Verfahren ermöglicht präzisere Oberflächenmessungen in Industrie

Kern ist die Nutzung der Fluoreszenz zur Oberflächencharakterisierung. Sophie Gruner, Wissenschaftlerin am Fraunhofer AZOM und der WHZ, stellt in San Francisco eine neu entwickelte Methode vor, die die Detektion und Quantifizierung von Oberflächenfluoreszenz selbst in lichtstörenden Umgebungen erlaubt.

"Diese Technologie eröffnet neue Perspektiven für die Analyse von Materialien wie Solarzellen, Polymeren oder Verbundwerkstoffen und ermöglicht es, Rückstände und Verunreinigungen im Produktionsprozess frühzeitig zu identifizieren", erklärt Gruner.

Genauigkeit im Nanosekundenbereich

Durch die Kombination modernster Detektionstechniken wie dem Ghost Imaging mit fortschrittlichen mathematischen Algorithmen wird fluoreszierendes Licht auf Oberflächen hochpräzise gemessen. "Besonders hervorzuheben ist die Fähigkeit, nicht nur die Intensität, sondern auch die Fluoreszenzlebensdauer mit einer Genauigkeit von über 90 Prozent bis in den Nanosekundenbereich zu bestimmen", ergänzt die Wissenschaftlerin.

Die Methode ist durch ihre hohe Präzision und Flexibilität gerade für den Einsatz in Industrieprozessen interessant. Selbst bei starken Störlichtquellen ermöglicht sie die zuverlässige Messung fluoreszierender Oberflächen. Schwache Signale werden durch den Einsatz kodierter Masken in Kombination mit dem Lock-in Ansatz präzise detektiert und Störungen effektiv minimiert. Die Technologie ist z.B. für die Analyse von Materialien wie Solarzellen, Polymeren und Verbundwerkstoffen geeignet und bietet insbesondere in der Fertigung technischer Bauteile entscheidende Vorteile für die frühzeitige Erkennung von fluoreszierenden/UV-aktiven Verunreinigungen.

Hintergrund: Fluoreszenz und ihre Bedeutung

Fluoreszenz beschreibt das Phänomen, bei dem ein Material Licht einer bestimmten Wellenlänge absorbiert und anschließend Licht mit einer längeren Wellenlänge emittiert. Dieser Effekt ist ein wertvolles Werkzeug zur Identifikation unterschiedlicher Stoffe auf Oberflächen basierend auf deren
Fluoreszenzlebensdauern. Diese Lebensdauer, also die Verweildauer eines Moleküls im angeregten Zustand, liefert dabei zusätzliche Informationen über die Materialbeschaffenheit.

Internationale Forschungspräsenz auf der SPIE Photonics West

Die Arbeitsgruppe "Optische Technologien" des Leupold-Instituts für angewandte Naturwissenschaften der WHZ ist seit zwei Jahrzehnten ein fester Bestandteil der SPIE Photonics West. Unter der Leitung von Prof. Peter Hartmann, Experte für Lasertechnik und Leiter des Fraunhofer AZOM, entwickelt das Team innovative Lösungen für messtechnische Herausforderungen in den Bereichen Automobiltechnik, Halbleiterproduktion, Medizintechnik und Photonik. Das Fraunhofer AZOM wird in enger Zusammenarbeit mit der WHZ und dem Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) betrieben. Die Teilnahme an der SPIE bietet vor allem Studierenden eine internationale Bühne.

Über Sophie Gruner

Sophie Gruner, Absolventin der WHZ im Bereich Biomedizintechnik, ist aktuell wissenschaftliche Mitarbeiterin am Fraunhofer AZOM. Ihre Forschungsschwerpunkte liegen auf der Entwicklung optischer Messsysteme und innovativer numerischer Methoden. Auf der SPIE Photonics West präsentiert sie Ergebnisse aus ihrer Bachelorarbeit an der WHZ sowie weiterführende Erkenntnisse aus ihrer Masterarbeit, die in Kooperation mit dem Fraunhofer AZOM und der TU Ilmenau entstand.

Quelle: Hochschule Zwickau