C-MEOW - Charakterisierung von Mehrschichtsystemen mithilfe eines optischen Oberflächenwellenspektrometers

Abstract

Ziel des Projektes ist die Charakterisierung von gekrümmten Materialien und Mehrschichtsystemen mithilfe eines laserakustischen Verfahrens. Dieses laserakustische Verfahren verwendet einen gepulsten Anregelaser, der durch die Materialabsorption und Materialausdehnung akustische Wellen auf der Probe erzeugt. Die Detektion der Oberflächenwellen erfolgt ebenso berührungslos über ein Interferometer mit photorefraktivem Kristall. Sowohl Anregung und Detektion der Wellen erfolgt berührungslos und zerstörungsfrei. Für dieses Ziel wurde ein bestehender Aufbau weiterentwickelt und hinsichtlich maximaler Frequenzbandbreite, Signal-Rausch-Abstand, Robustheit, Bedienung, gekrümmten Oberflächen und die Verwendung auf Mehrschichtsystemen optimiert. Die Anpassungen auf den gekrümmten Oberflächen sind in den Kapitel 1 und die Ergebnisse in Kapitel 5.2 aufgeführt. Die Optimierungen hinsichtlich der Robustheit und Bedienung des Aufbaus sowie der Frequenzbandbreite und des Signal-Rausch-Abstands sind in allen Entwicklungsschritten berücksichtigt (Interferometer Kapitel 2, Anregung Kapitel 3). Hier konnte durch ein verbesserten Signal-Rausch-Abstand eine Verdoppelung der Frequenzbandbreite erreicht werden. Einige Ergebnisse der durchgeführten Messungen sind im Kapitel 5 aufgelistet. Hier wurde unter anderem die Genauigkeit der Geschwindigkeitsbestimmung mit Volumenwellen aufgezeigt (Kapitel 5.1). Mit Oberflächenwellen konnte nachgewiesen werden, dass eine Messung der Anisotropie aufgrund von Walzprozessen möglich ist (Kapitel 5.2). In Kapitel 5.4 wurde gezeigt, dass anhand von akustischen Oberflächenwellen Schichtdicken von Mehrschichtsysteme charakterisiert werden konnten.

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