Podrobno

Razvoj in preizkus konfokalnega optičnega sistema za 3D karakterizacijo površin
ID Ropoša, Grega (Avtor), ID Jezeršek, Matija (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (56,45 MB)
MD5: 6A6CDCCAB4C6ACB82C91D5A73C33BBF3

Izvleček
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.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:konfokalna mikroskopija, 3D karakterizacija površin, lasersko skeniranje, optično rezanje, polarizacijska optika, profilometrija
Vrsta gradiva:Magistrsko delo/naloga
Tipologija:2.09 - Magistrsko delo
Organizacija:FS - Fakulteta za strojništvo
Leto izida:2026
Št. strani:XXV, 90 str.
PID:20.500.12556/RUL-179800 Povezava se odpre v novem oknu
UDK:620.3:004.925.84(043.2)
COBISS.SI-ID:269573379 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:25.02.2026
Število ogledov:485
Število prenosov:272
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Development and evaluation of a confocal optical system for 3D surface characterization
Izvleček:
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.

Ključne besede:confocal microscopy, 3D surface characterization, laser scanning, optical sectioning, polarization optics, profilometry

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj