Optikmessung

Optikmessung bezeichnet die quantitative Bestimmung optischer Größen von Materialien, Bauteilen oder Systemen durch den Einsatz von Licht. Ziel ist es, Eigenschaften wie Durchlass, Reflexion, Absorption, Brechungsindex, Streuung sowie deren spektrale Abhängigkeiten zu charakterisieren. Messungen decken das spektrale Spektrum von UV bis Infrarot ab und lassen sich oft mit mechanischen oder thermischen Größen koordinieren.

Zu den typischen Messgrößen gehören der Transmissionsgrad, der Reflexionsgrad, die Absorptions- bzw. Extinktionskoeffizienten sowie der spektrale Brechungsindex n(λ) und Extinktionskoeffizient k(λ). Die Methoden reichen von der Spektroskopie und Spektralphotometrie über Interferometrie zur Oberflächen- und Dünnschichtkontrolle bis hin zur Ellipsometrie zur Bestimmung optischer Konstanten und Dicken, Refraktometrie zur Brechungsindexbestimmung, Goniometrie zur angularen Verteilung von Licht sowie Integrationskugelmessungen für diffuse Lichtanteile.

Die Instrumentierung umfasst Spektrometer, Spektralphotometer, Interferometer (z. B. Michelson, Fizeau), Ellipsometer, Refraktometer, Photometer, Radiometer, sowie optische Mikroskope und maßgeblich kalibrierte Lichtquellen und Detektoren. Typische Messaufbauten verwenden Referenzstandards, um die Messungen rückführbar zu machen und die Messunsicherheit abzuschätzen.

Anwendungen finden sich in der Produkt- und Prozesskontrolle der Optikfertigung, der Charakterisierung von Dünn- und Beschichtungen, Materialwissenschaften, Glas- und Polymerindustrie, Halbleiterfertigung, Biomedizinische Optik, Umweltüberwachung und Solar- bzw. Lichttechnik. Ziel ist es, zuverlässige, reproduzierbare Größen zu erhalten, die mit gültigen Normen und Kalibrierverfahren verifiziert sind.

Qualitätssicherung in der Optikmessung beruht auf Kalibrierung, Traceability auf SI-Einheiten, dokumentierten Messverfahren und der Bewertung von Unsicherheiten. Standards und Normen von ISO/IEC, DIN und branchenspezifischen Organisationen sorgen für Vergleichbarkeit und Nachvollziehbarkeit der Ergebnisse. Stray-light-Korrektur, Wellenlängen- und Winkelgenauigkeit sowie Verstärkungs- und Detektoreigenschaften beeinflussen maßgeblich die Messqualität.