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M.T. Smolle:
"Optische Eigenschaften von beschichteten transparenten Granulaten mit beliebiger Form";
Betreuer/in(nen): C. Eisenmenger-Sittner, H. Mahr; Institut für Festkörperphysik, 2014; Abschlussprüfung: 09.10.2014.

In der vorliegenden Arbeit wird eine Methode zur Schichtdickenbestimmung basierend auf Transmissionsmessungen verwendet, um eine Aussage über die Schichtdickenverteilungen beschichteter Mikroglaskugeln mit einer Größe von 30 - 80 µm zu treffen. Ein spezieller Magnetronsputtersprozess ermöglicht eine einheitliche Beschichtung des granularen Materials. Es werden die Elemente Platin, Kupfer und Titan verwendet. An Durchlichtbildern, welche von einem Lichtmikroskop aufgenommen werden, sollen die Transmissionsmessungen durchgeführt werden. Dafür ist es wichtig, die Wellenlängen zu kennen, auf die der CCD-Chip der Kamera, mit der die Bilder aufgenommen werden, sensitiv ist. Ein Fabry-Pérot Filter, der mittels Aufdampfen erzeugt wird, soll den CCD-Chip mit Licht bekannter Wellenlänge bestrahlen. Dies ermöglicht es, die charakteristische Wellenlängen für jeden der drei Farbkanäle zu bestimmen. Da das Mikroskop für Durchlichtaufnahmen umgebaut werden muss, wird eine neue Lichtquelle benötigt. Diese soll bestimmte technische Anforderungen erfüllen, wie beispielsweise ausreichende Helligkeit, sowie die Abdeckung eines großen Bereichs des sichtbaren Spektrums. Weiters soll ein Kreuztisch das automatische Verschieben der Probe ermöglichen. Für die Bildauswertung wird die von DI Harald Mahr entwickelte Software DiamondView verwendet, welche eine einfache und rasche Verarbeitung von Durchlichtaufnahmen ermöglicht. Die Idee, die dem Programm zugrunde liegt, war die Untersuchung von beschichteten Diamanten. Das Programm basiert auf einem Algorithmus, der das Granulat von Verunreinigungen am Objekträger unterscheidet und die Messergebnisse als Helligkeitsverteilung der drei Farbkanäle ausgibt. Bei einer ausreichenden Anzahl an Objekten lässt sich hierdurch eine Aussage über die statistische Verteilung der Schichtdicken treffen. Eine Erweiterung der Software gestattet es unterschiedliche granulare Materialien, wie zum Beispiel Mikroglaskugeln, zu untersuchen.

In this work a method based on transmission measurements is used to calculate film thicknesses which also makes it possible to give a statement about distribution of coated glass microspheres with the size of 30 - 80 µm. A special magnetron sputtering process allows the deposition of relatively uniform coatings on granulates. The used elements are platinum, copper and titanium. The transmission measurements are done at back light images, which were taken with an optical microscope. Therefore the knowledge of the sensitive wavelength of the CCD chips of the camera, used for taking the pictures is important. A Fabry-Pérot filter produced by physical vapor deposition is used to irradiate the CCD chip with light of known wavelength. This enables to determine the characteristic wavelengths for each of the three color channels. The optical microscope has to be adapted and a new illuminant has to be used to take back light images. The technical requirements relating to the light source are sufficient brightness as well as covering a broad optical spectrum in the visible range. Furthermore, to move the sample automatically an XY cross table is necessary. To apply image processing methods to the sample images the software package DiamondView developed by DI Harald Mahr was used. The aim was to provide easy and fast processing of the back light images for the investigation of coated diamonds. An algorithm was implemented to distinguish granulate particles from contaminations on the carrier substrates and to display the data obtained in the form of a brightness distribution for the three colour channels. For a sufficient number of particles a statement about the statistical distribution of the film thickness can be made. Because of an expansion of the software it is possible to determine different granulare materials, for example microspheres.