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Hochauflösende optische Kohärenztomografie zur automatischen Qualitätsprüfung semitransparenter Materialien

ISBN: 978-3-86359-210-3

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Kurzübersicht

Zur zerstörungsfreien und nicht-invasiven Prüfung von Materialeigenschaften dünner semitransparenter Schichtsysteme wird ein Verfahren auf Basis der optischen Kohärenztomografie vorgestellt, das eine automatisierte Qualitätsprüfung ermöglicht. Für drei Anwendungsfelder aus den Bereichen Produktionstechnik (Schichtdicken), Biotechnologie (Qualitätssicherung im Tissue Engineering) und Medizintechnik (Arthrosegrad Knorpelgewebe) stellen die vorgestellten Verfahren einen signifikanten Vorteil gegenüber der bisher verwendeten Messmethoden dar.

Hochauflösende optische Kohärenztomografie zur automatischen Qualitätsprüfung semitransparenter Materialien

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Details

In vielen Anwendungsfeldern lassen sich bestimmte Eigenschaften von dünnen semitransparenten Schichtsystemen zurzeit nur bedingt zerstörungsfrei tomografisch charakterisieren. Einen Ansatz bietet die optische Kohärenztomografie oder auch OCT, die eine berührungslose, nicht-invasive und tomografische Bildgebung durch eine interferometrische Signalauswertung ermöglicht. In Abhängigkeit von dem verwendeten Spektrum und dem Absorptionsverhalten des Materials liegt der Messbereich bei einigen Millimetern bei einer axialen Auflösung von einigen Mikrometern. Über eine geeignete Signalauswertung lassen sich zweidimensionale und dreidimensionale tomografische Datensätze generieren. Aus dem Streu- und Reflexionsprofil können Rückschlüsse auf die Beschaffenheit, Morphologie, Polarisationseigenschaften, Schichtstruktur, Dichteverteilungen und Topografie der Messobjekte gezogen werden. Im Zuge der Auslegung von OCT-basierten Messsystemen erfolgt eine systematische Vorstellung der Grundlagen der OCT-Technik und des Gerätebaus. Um aus der Vielfalt an Detektionsparametern den Zustand bzw. die Qualität beurteilen zu können, ist neben der Zustandserfassung eine Zustandsbeurteilung mit entscheidend. Dazu werden Methoden und Algorithmen für die OCT-Technik angewendet, die eine automatisierte Qualitätsprüfung von semitransparenten Materialien auf Basis einer quantitativen Auswertung von tomografischen Messdaten ermöglichen. Zur Automatisierung und Anlagenintegration von OCT-Messsystemen wird eine Methode entwickelt, die neben der Erweiterung der Hardware um drei Linearachsen eine Prozesskette zur Kommunikation und Systemansteuerung beinhaltet. Ein kontrastbasierter Fokusalgorithmus erweitert dabei den axialen Messbereich bei Messobjekten mit variabler Oberflächengeometrie. Für drei betrachtete Anwendungsfelder aus den Bereichen Produktionstechnik (Schichtdicken von polymerbasierten semitransparenten Systemen), Biotechnologie (Qualitätssicherung von künstlichen Hautmodellen aus Tissue Engineering) und Medizintechnik (Bestimmung des Arthrose Grads von humanem Knorpelgewebe) stellen die vorgestellten Verfahren einen signifikanten Vorteil gegenüber dem Stand der Technik der bisher verwendeten Methoden zur Qualitätssicherung dar.

Zusatzinformation

Autor Marx, Ulrich
ISBN/Artikelnr. 978-3-86359-210-3
Gewicht 1 kg
Erscheinungsdatum 04.06.2014
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