20.500.12556/RUL-179800 Razvoj in preizkus konfokalnega optičnega sistema za 3D karakterizacijo površin Development and evaluation of a confocal optical system for 3D surface characterization Natančna 3D karakterizacija inženirskih površin zahteva brezkontaktne metode z visoko ločljivostjo, ki presegajo omejitve klasične mikroskopije. V okviru magistrskega dela smo razvili in optimizirali modularni konfokalni laserski skenirni mikroskop, ki deluje v odbojnem načinu. Izbrana metodologija temelji na optični zasnovi z laserskim virom valovne dolžine 658 nm, uporabi polarizacijske optike za filtriranje parazitskih odbojev ter optičnem vlaknu v vlogi konfokalne zaslonke. Krmiljenje galvanometrskih zrcal in motorizirane osi z smo izvedli z namenskim komunikacijskim protokolom prek mikrokrmilnika. Z eksperimentalno validacijo na aluminijastem vzorcu smo potrdili ustreznost sistema za rekonstrukcijo topografije. Dosegli smo lateralno ločljivost 1,23 μm in aksialno ločljivost 26,0 μm. Referenčna meritev višine stopnice z digitalnim mikroskopom Keyence VHX-7000 je pokazala dejansko višino 45,57 ± 3,06 μm. Z uporabo 3D Gaussovega filtriranja smo pri posamičnem preseku izmerili višino 44,89 μm (napaka -1,5 %), statistična analiza vseh presekov pa je pokazala mediano 45,00 μm (napaka -1,3 %). Razviti sistem tako dosega relativno točnost boljšo od 2 % za višinske razlike reda 50 μm. S sistemom smo uspešno demonstrirali princip optičnega rezanja in profilometrijo kovinskih površin. Precise 3D characterization of engineering surfaces requires non-contact methods that overcome the limitations of conventional microscopy. In this master's thesis, we developed and optimised a modular confocal laser scanning microscope operating in reflectance mode. The chosen methodology is based on an optical design using a 658 nm wavelength laser source, polarisation optics to filter parasitic reflections, and an optical fibre serving as the confocal pinhole. Control of the galvanometer mirrors and the motorised z-axis was implemented via a custom communication protocol using a microcontroller. Experimental validation on an aluminium sample confirmed the system's suitability for topography reconstruction. We achieved a lateral resolution of 1.23 μm and an axial resolution of 26.0 μm. A reference measurement of the step height using a Keyence VHX-7000 digital microscope yielded an actual height of 45.57 ± 3.06 μm. Using 3D Gaussian filtering, we measured a height of 44.89 μm (error -1.5 %) for a single cross-section, while statistical analysis of all cross-sections yielded a median of 45.00 μm (error -1.3 %). The developed system thus achieves a relative accuracy better than 2 % for height differences of approximately 50 μm. With this system, we successfully demonstrated the principle of optical sectioning and profilometry of metal surfaces. konfokalna mikroskopija 3D karakterizacija površin lasersko skeniranje optično rezanje polarizacijska optika profilometrija confocal microscopy 3D surface characterization laser scanning optical sectioning polarization optics profilometry true false false Slovenski jezik Angleški jezik Magistrsko delo/naloga 2026-02-25 08:31:08 2026-02-25 08:31:13 2026-02-26 04:31:32 0000-00-00 00:00:00 2026 0 0 XXV, 90 str. 2026 0000-00-00 NiDoloceno NiDoloceno NiDoloceno 0000-00-00 0000-00-00 0000-00-00 620.3:004.925.84(043.2) 283230 269573379 46548.pdf 46548.pdf 1 6A6CDCCAB4C6ACB82C91D5A73C33BBF3 48331881335666752cd5d48588479d0a332084a9c3582069a539151c7015aa3d aa0b7c2d-121b-11f1-a1ba-0050569b8976 https://repozitorij.uni-lj.si/Dokument.php?lang=slv&id=228630 Fakulteta za strojništvo 0 0 0