Drei wertvolle Tipps, wie Sie Schäden am Schlitz eines NanoScan Messgeräts erkennen

Leider ist eine Beschädigung des Schlitzes bei einem NanoScan-Messgerät nicht immer offensichtlich. Es gibt weder laute Geräusche, noch offensichtliche Probleme mit dem Aufbau oder den Ergebnissen. Häufig beschränkt sich die Beschädigung auf einen sehr kleinen Bereich des Schlitzes, so dass die Messungen davon gar nicht beeinträchtigt werden. Das Problem taucht dann auf, wenn der Strahl in ein beschädigtes Areal kommt. Plötzlich stimmen die Messungen nicht mehr. Diese Änderungen können vielleicht nur marginal sein und doch verursachen sie zu irreführende Schlussfolgerungen.

 


Abb. 1: Hier sehen Sie ein NanoScan-Messgerät sowie eine Kamera vom Typ SP-928.

 

Wie kommt es zu Schäden?
Beschädigungen an den nur wenige Mikrometer breiten Schlitzen können vielfältige Ursachen haben. Die offensichtlichste davon stammt von versehentlich in den Schlitz eingeführten Objekten, die dort mit den drehenden Schlitzen in Berührung kommen und zu Schäden führen. Ein Beispiel: Häufig versenden Kunden ihre NanoScans beispielsweise ohne einen Staubschutz über der Apertur; ein hervorragender Weg, um die Schlitze während des Transports zu beschädigen.

 

Sollte der mitgelieferte Staubschutz einmal verloren gehen, genügt auch eine Visitenkarte oder ein Stück festes Plastik auf der Frontplatte des NanoScan, um die Schlitze zu schützen. Selbstverständlich wird der Schlitz auch geschädigt, wenn er einem Strahl ausgesetzt wird, der die Spezifikationen des NanoScan hinsichtlich Leistungs- oder Energiedichte überschreiten. Außerdem können sich auch große Partikel aus der Luft im NanoScan festsetzen, die Schlitze blockieren und damit Fehler verursachen.

 

Berücksichtigen Sie bitte, dass das nachfolgende Profil von einem NanoScan mit beschädigtem Schlitz durchgeführt wurde – hier zeigt sich die subtile Auswirkung der Beschädigung.

 


Abb. 2: Die Messungen des NanoScan zeigen trotz eines beschädigten Schlitzes zunächst keine Auffälligkeiten.

 

Auf den ersten Blick sieht die Messung gut aus. Der Strahl ist ein wenig elliptisch. Auf der X-Achse beträgt die Ausdehnung des Strahls 900-905 μm, in y-Richtung 1040 μm (alle Strahlmessungen in diesem Bericht sind definiert als 1/e2). Der Kunde hatte damit allen Grund anzunehmen, der Strahl sei perfekt geformt und er liefert bei einer Verschiebung um 1 mm innerhalb der NanScan Apertur auch die 900-905 μm entlang der beiden Achsen.

 


Abb. 3: Die Umsetzung des Strahls um 1 mm innerhalb der NanoScan Apertur ergab Messungen von 900-905 μm entlang beider Achsen.

 

Wie erkenne ich eine Beschädigung?

Tipp 1: Verschiebung des Strahls über die Apertur
Dies ist der schnellste Weg, um einen beschädigten Schlitz zu entdecken: Einfach den Strahl über die Apertur verschieben und beobachten, ob sich die Strahlbreite verändert. Kleine Änderungen sind dabei zulässig, da die Toleranz der 1/e2 Strahlbreite über die Apertur bei +/- 2% liegt. Verändert sich die Strahlbreite allerdings mehr als diese Toleranz es zulässt, wenn sich der Strahl durch die Apertur bewegt, liegt es nahe, dass ein Problem mit den Schlitzen vorliegt. Gewöhnlich nimmt die Strahlgröße im beschädigten Bereich zu, da die partielle Schlitzbreite größer wird und sich durch den Überlagerungseffekt des Schlitzes auch die gemessene Strahlbreite vergrößert.

 

Ausdrücklich möchten wir darauf hinweisen, dass es einfacher ist, bei kleineren Strahldurchmessern - wie hier im Beispiel gezeigt – Beschädigungen aufzuspüren. Bei Strahlen mit einem Durchmesser von 3-4 mm kann man nur größere Schäden erkennen, die sich schon im Millimeter-Bereich bewegen. Eine Unregelmäßigkeit von 100 μm wird bei einem Strahl größer 500 μm wahrscheinlich übersehen werden.

 

Tipp 2: Drehen des NanoScans
Ein weiterer einfacher Test besteht darin, den NanoScan mit Hilfe der drehbaren Halterung um 90 Grad zu drehen. Wenn der Strahl tatsächlich elliptisch ist, sollten die lange und die kurze Achse jeweils durch den anderen Schlitz „fallen“. Misst der gleiche Schlitz nach der Drehung einen Strahl gleicher Größe, bedeutet dies in der Regel, dass der Schlitz beschädigt ist.

 

Im Beispiel oben ergab sich bei einer Drehung des NanoScans um 90 Grad weiterhin eine Messung von 1040 μm auf der y-Achse. Wäre der Strahl elliptisch, hätte hier 905 μm als Ergebnis geliefert werden müssen. In x-Richtung wurden nach der Drehung weiterhin 900 μm gemessen, was zu dem Schluss führt, dass dieser Schlitz nicht beschädigt war.

 

Tipp 3: Sensor Verstärkung
Den endgültigen Hinweis auf einen beschädigten Schlitz liefert der Blick in die Aufzeichnungen des NanoScans selbst. In der Regel sind die Werte der Verstärkung in x- und y-Richtung annähernd gleich. Ist ein Schlitz des NanoScan beschädigt, unterscheiden sich die Werte deutlich – üblicherweise um einen Wert größer 20 – da ein Schlitz einen größeren Lichteinfall erlaubt.

 


Abb.4: Ein Beispiel, bei dem die Verstärkung der Sensoren annähernd gleich sind 47 und 43.

 

Kann man den NanoScan auch bei beschädigtem Schlitz nutzen?
Wer einen NanoScan mit beschädigtem Schlitz verwendet, muss sich eines hohen Fehlerrisikos bewusst sein. Aus diesem Grund empfehlen wir das nicht. Es ist natürlich möglich, den Strahl auf eine unbeschädigte Stelle zu lenken und die Messungen auf diese Art durchzuführen. Allerdings birgt ein solches Provisorium auch Gefahren und sollte nur gewählt werden, wenn man eine Messung direkt nach der Beschädigung eines Schlitzes zu Ende führen will und das Ausmaß der Beschädigung klar ist.