KERN OKM 173 metallurgische microscoop, invallend licht, trinoculair, oneindige optiek

Geometrische optica van de metallurgische opvallende-lichtmicroscopie

Bij fractografie in de materiaalkunde, metallurgische kwaliteitscontrole en het onderzoek naar ondoorzichtige (lichtondoorlatende) halfgeleiderstructuren schieten klassieke doorlichtmicroscopen tekort vanwege de fysische totale absorptie van fotonen in de vaste stof. De KERN OKM 173 is ontworpen als een uiterst nauwkeurige metallurgische oplichtmicroscoop (epi-verlichting). In deze complexe optische opstelling fungeert het objectief tegelijkertijd als condensor. De geïntegreerde halogeenlichtbron van 30 watt zendt een continu, breedbandig fotonenspectrum uit. Dit licht wordt via een gedeeltelijk doorlatende straalsplitser in het microscoopstatief nauwkeurig in de optische as gekeerd, door het objectief op het monster gefocust en door het metalen vaste-stofoppervlak gereflecteerd. Het gereflecteerde licht passeert opnieuw de lens en produceert in de trinoculaire buis een beeld met een absoluut hoog contrast en zonder artefacten van de microscopische korrelstructuren, holtes of microscheurtjes.

Fysische superioriteit van de oneindig gecorrigeerde lichtweg

Het metrologische hart van de OKM 173 wordt gevormd door het oneindig gecorrigeerde optische systeem (Infinity Optics). In tegenstelling tot eindige optische systemen met een vaste buislengte (bijv. 160 mm) treden de lichtstralen bij de oneindige optiek als parallelle bundels uit de objectieflens. Pas een speciaal berekende buislens in de microscoopkop focust deze parallelle fotonen tot een reëel tussenbeeld. Deze fysieke ruimte van de parallelle stralen tussen het objectief en de tubuslens is van essentieel belang: hierdoor kunnen extra optische componenten – zoals polarisatiefilters, analysatoren of DIC-prisma’s – worden toegevoegd zonder dat dit leidt tot een verschuiving van de optische brandpuntsafstand, sferische aberraties (afbeeldingsfouten) of microscopische spookbeelden.

Polarisatie-optica en anisotropie-analyse

Met name bij reflecterende metalen oppervlakken of gepolijste snijvlakken leidt ongepolariseerd halogeenlicht vaak tot een enorme overbelichting, waardoor de fijnste fasegrenzen in het metaalrooster worden gemaskeerd. De OKM 173 is daarom standaard uitgerust met een krachtige polarisatie- en analysatoreenheid. De polarisator dwingt de transversale elektromagnetische lichtgolven in een bepaald trillingsvlak. De reflectie op de anisotrope kristalstructuur van het metaalmonster verandert de polarisatietoestand van het licht op specifieke wijze. De daarachter geplaatste analysator blokkeert storende glansreflecties op fysische wijze en maakt optische spanningsdubbele breking, korrelgrenzen en heterogene legeringsfasen zichtbaar met maximaal microscopisch contrast.

Planachromatische optiek en digitale beeldomzetting

Om de voor de metallurgie typische, absoluut vlakke slijpoppervlakken geometrisch foutloos weer te geven, is het systeem uitgerust met planachromatische objectieven. Deze uiterst complexe lenssystemen corrigeren de chromatische aberratie voor twee spectrale kleuren en egaliseren het beeldveld fysiek zodanig dat zowel het centrum als de uiterste randgebieden van het vaste-stofmonster tegelijkertijd absoluut scherp worden weergegeven. De trinoculaire Siedentopf-tubus maakt bovendien gelijktijdige, binoculaire visuele inspectie door de gebruiker mogelijk, evenals de verliesvrije afkoppeling van de fotonenstroom naar een digitale microscoopcamera (C-mount). Dit is absoluut noodzakelijk voor een volledige digitale documentatie en softwaregestuurde metrologie in gecertificeerde laboratoria.

Technische details

• Optisch systeem: oneindig gecorrigeerd (Infinity Optics)
• Type microscoop: Metallurgische microscoop met invallend licht (epi-verlichting)
• Buisuitvoering: Trinoculair (Siedentopf), 30° helling, 360° draaibaar
• Verlichtingstype: 30 W halogeen-oplichting (traploos dimbaar)
• Lichtweg: gedeeltelijk doorlatende spiegel voor coaxiale verlichting
• Objectieven: planachromatische LWD-optiek (Long Working Distance)
• Standaardvergrotingen: 5x, 10x, 20x, 50x (plan-objectieven)
• Oculairs: HWF 10x / Ø 18 mm (met dioptrie-instelling op beide buizen)
• Optische contrastversterking: inclusief polarisator- en analysatoreenheid
• Mechanische kruistafel: Groot oppervlak (ca. 200 x 150 mm) voor massieve werkstukken
• Scherpstelling: coaxiale grof- en fijnverstelling met mechanische aanslag
• Camera-uitgang: C-mount-adapter voor digitale beelduitvoer
• Stroomvoorziening: geïntegreerde netvoeding (230 V)

Leveringsomvang

• 1 x KERN OKM 173 metallurgische microscoop (statief en buis)
• 4 x planachromatische LWD-objectieven (5x, 10x, 20x, 50x)
• 2 x HWF 10x breedveld-oculairen
• 1 x polarisatie- en analysatorunit
• 1 x 30 watt halogeen-reserve lamp
• 1 x C-mount camera-adapter
• 1 x stofbeschermhoes en netsnoer
• 1 x Uitgebreide gebruiksaanwijzing

Individuele behoeften & accessoires

Het trinoculaire optische systeem van de OKM 173 is zowel mechanisch als optisch voorbereid voor de integratie van een digitale microscoopcamera met hoge resolutie (bijv. de KERN ODC-serie met CMOS-sensor). Om via de software metrologische lengte- of hoekmetingen aan de metaalstructuren uit te voeren, is een dergelijke camera in combinatie met een objectmicrometer voor kalibratie absoluut noodzakelijk. Voor analyses met een extreem hoge vergroting kan het systeem bovendien worden uitgerust met een planachromatisch 100x-LWD-objectief. Neem voor de opto-elektronische configuratie en de integratie in uw kwaliteitsmanagementsysteem te allen tijde contact op met onze inkoopservice.