KERN OKM 173 Metallurgisches Mikroskop, Auflicht, Trinokular, Unendlich-Optik

Geometrische Optik der metallurgischen Auflichtmikroskopie

In der werkstoffkundlichen Fraktografie, der metallurgischen Qualitätskontrolle und der Untersuchung von opaken (lichtundurchlässigen) Halbleiterstrukturen versagen klassische Durchlichtmikroskope aufgrund der physikalischen Totalabsorption der Photonen im Festkörper. Das KERN OKM 173 ist als hochpräzises metallurgisches Auflichtmikroskop (Epi-Illumination) konstruiert. Bei diesem komplexen optischen Aufbau fungiert das Objektiv gleichzeitig als Kondensor. Die integrierte 30-Watt-Halogen-Lichtquelle emittiert ein kontinuierliches, breitbandiges Photonenspektrum. Dieses Licht wird über einen teildurchlässigen Strahlenteiler im Mikroskopstativ exakt in die optische Achse eingespiegelt, durch das Objektiv auf die Probe fokussiert und von der metallischen Festkörperoberfläche reflektiert. Das reflektierte Licht durchläuft das Objektiv erneut und erzeugt im trinokularen Tubus ein absolut kontrastreiches, artefaktfreies Bild der mikroskopischen Kornstrukturen, Lunker oder Mikrorisse.

Physikalische Überlegenheit des unendlich korrigierten Strahlengangs

Das metrologische Herzstück des OKM 173 ist sein unendlich korrigiertes optisches System (Infinity Optics). Im Gegensatz zu endlichen optischen Systemen mit starrer Tubuslänge (z. B. 160 mm) treten die Lichtstrahlen bei der Unendlich-Optik als parallele Strahlenbündel aus dem Objektiv aus. Erst eine speziell berechnete Tubuslinse im Mikroskopkopf fokussiert diese parallelen Photonen zu einem reellen Zwischenbild. Dieser physikalische Raum der parallelen Strahlen zwischen Objektiv und Tubuslinse ist von essenzieller Bedeutung: Er erlaubt das Einbringen zusätzlicher optischer Komponenten – wie Polarisationsfilter, Analysatoren oder DIC-Prismen – ohne dass es zu einer Verschiebung der optischen Brennweite, zu sphärischen Aberrationen (Abbildungsfehlern) oder zu mikroskopischen Geisterbildern kommt.

Polarisationsoptik und Anisotropie-Analyse

Gerade bei spiegelnden metallischen Oberflächen oder polierten Schliffbildern führt unpolarisiertes Halogenlicht oft zu einer massiven Überstrahlung, die feinste Phasengrenzen im Metallgitter maskiert. Das OKM 173 ist daher standardmäßig mit einer leistungsstarken Polarisations- und Analysatoreinheit ausgestattet. Der Polarisator zwingt die transversalen elektromagnetischen Lichtwellen in eine definierte Schwingungsebene. Die Reflexion an der anisotropen Kristallstruktur der Metallprobe verändert den Polarisationszustand des Lichts spezifisch. Der nachgeschaltete Analysator blockiert störende Glanzreflexe physikalisch aus und macht optische Spannungsdoppelbrechungen, Korngrenzen und heterogene Legierungsphasen mit maximalem mikroskopischem Kontrast sichtbar.

Planachromatische Optik und digitale Bildwandlung

Um die für die Metallurgie typischen, absolut planen Schliffoberflächen geometrisch fehlerfrei abzubilden, ist das System mit planachromatischen Objektiven ausgestattet. Diese hochkomplexen Linsensysteme korrigieren die chromatische Aberration für zwei Spektralfarben und ebnen das Bildfeld physikalisch so, dass sowohl das Zentrum als auch die extremen Randbereiche der Festkörperprobe gleichzeitig absolut scharf fokussiert sind. Der trinokulare Siedentopf-Tubus ermöglicht zudem die zeitgleiche, binokulare visuelle Inspektion durch den Anwender und die verlustfreie Auskopplung des Photonenstroms an eine digitale Mikroskopkamera (C-Mount). Dies ist für die lückenlose digitale Dokumentation und softwarebasierte Metrologie in zertifizierten Laboren zwingend erforderlich.

Technische Details

• Optisches System: Unendlich korrigiert (Infinity Optics)
• Mikroskop-Typ: Metallurgisches Auflichtmikroskop (Epi-Illumination)
• Tubus-Bauform: Trinokular (Siedentopf), 30° Neigung, 360° drehbar
• Beleuchtungsart: 30 W Halogen-Auflicht (stufenlos dimmbar)
• Strahlengang: Teildurchlässiger Spiegel für koaxiale Ausleuchtung
• Objektive: Planachromatische LWD (Long Working Distance) Optik
• Standard-Vergrößerungen: 5x, 10x, 20x, 50x (Plan-Objektive)
• Okulare: HWF 10x / Ø 18 mm (mit Dioptrienausgleich an beiden Tuben)
• Optische Kontrastierung: Inklusive Polarisator- und Analysatoreinheit
• Mechanischer Kreuztisch: Großflächig (ca. 200 x 150 mm) für massive Werkstücke
• Fokussierung: Koaxialer Grob- und Feintrieb mit mechanischem Anschlag
• Kamera-Ausgang: C-Mount Adapter zur digitalen Bildauskopplung
• Stromversorgung: Integriertes Netzteil (230 V)

Lieferumfang

• 1 x KERN OKM 173 Metallurgisches Mikroskop (Stativ und Tubus)
• 4 x Planachromatische LWD Objektive (5x, 10x, 20x, 50x)
• 2 x HWF 10x Weitfeld-Okulare
• 1 x Polarisations- und Analysatoreinheit
• 1 x 30 Watt Halogen-Ersatzleuchtmittel
• 1 x C-Mount Kamera-Adapter
• 1 x Staubschutzhülle und Netzkabel
• 1 x Ausführliche Betriebsanleitung

Individueller Bedarf & Zubehör

Der trinokulare Strahlengang des OKM 173 ist mechanisch und optisch für die Integration einer hochauflösenden digitalen Mikroskopkamera (z. B. KERN ODC-Serie mit CMOS-Sensor) vorbereitet. Um metrologische Längen- oder Winkelmessungen an den Metallstrukturen softwareseitig durchzuführen, ist eine solche Kamera in Verbindung mit einem Objektmikrometer zur Kalibrierung zwingend erforderlich. Für extrem hochvergrößernde Analysen lässt sich das System zudem mit einem planachromatischen 100x-LWD-Objektiv aufrüsten. Wenden Sie sich für die optoelektronische Konfiguration und die Einbindung in Ihr QM-System jederzeit an unseren Beschaffungsservice.