Faseroptische Sensoren

Miniaturisierte faseroptische Sensoren stellen in der Fertigungsmesstechnik eine Alternative zu den etablierten taktilen Tastern dar. Das Messobjekt wird dabei mit dem Sensor entlang einer de­fi­nier­ten Bahn abgescannt und die gemessenen Abstandsänderungen werden in einem 3D-Ko­or­di­na­ten­sys­tem dargestellt und ausgewertet.

Das Fachgebiet Messtechnik befasst sich mit interferometrischen Fasersensoren, die Auf­lö­sun­gen im Nanometerbereich erzielen. Licht wird durch eine Mikrolinse auf die Oberfläche des Messobjektes fokussiert und das reflektierte Licht wieder in die Faser eingekoppelt und analysiert.

Die dabei genutzte Methode der Phasenmodulation durch periodische Änderung der Weglänge im Mess- oder im Referenzarm des Sensors ist sehr robust. Die Messfrequenz entspricht mindestens dem Doppelten der Frequenz der Weg­län­gen­än­der­ung. So lassen sich mit vergleichsweise geringem Aufwand sehr schnelle Messungen mit Datenraten von über 100 kHz realisieren.

S. Hagemeier, K. Bittner, F. Depiereux, P. Lehmann
Miniaturized interferometric confocal distance sensor for surface profiling with data rates at ultrasonic frequencies
Meas. Sci. Technol. 34 (2023) 045104

S. Hagemeier, S. Tereschenko, P. Lehmann
High-speed laser interferometric distance sensor with reference mirror oscillating at ultrasonic frequencies
tm - Technisches Messen, 86 (2019) 164-174

S. Hagemeier, M. Schake, P. Lehmann
Sensor characterization by comparative measurements using a multi-sensor measuring system
J. Sens. Sens. Syst., 8 (2019) 111-121

M. Schulz and P. Lehmann,
Measurement of distance changes using a fibre-coupled common-path interferometer with mechanical path length modulation,
Meas. Sci. Technol. 24 (2013) 065202 (8pp)