Optische Messmethoden und Verfahren

Das Zentrum zur Bestimmung der optischen Eigenschaften (ZOE) bietet präzise Messungen über einen breiten Spektralbereich von UV bis Infrarot (250 nm bis 20 μm). Mit spezialisierten Messsystemen analysiert ZOE Materialien mit unterschiedlichen Streueigenschaften und ermöglicht zuverlässige Bestimmungen optischer Parameter für medizinische und industrielle Anwendungen.

Gerätevalidierung

Gerätevalidierung stellt sicher, dass optische Systeme unter realen Bedingungen präzise und reproduzierbare Ergebnisse liefern. Mithilfe eines optischen Zwillings – einer Simulation aus Lichttransport- und Systemmodellierung – werden gemessene und berechnete Signale verglichen. So lassen sich systematische Fehler erkennen, nichtideale Effekte berücksichtigen und die Zuverlässigkeit erhöhen, insbesondere bei komplexen Aufbauten wie Integrationskugeln zur Messung streuender Medien.

Optische Zwillinge - Theorie

Optische Zwillinge bilden Messsysteme und Proben digital ab, indem sie Simulationen mit analytischen Modellen kombinieren, um reale Bedingungen möglichst genau nachzubilden. Sie berücksichtigen Systemabweichungen, verbessern die Kalibrierung durch die Reduktion systematischer Fehler und verknüpfen Messdaten über Lookup-Tabellen mit Materialeigenschaften. Dieser hybride Ansatz erhöht die Genauigkeit, Zuverlässigkeit und Auswertung komplexer optischer Messungen, insbesondere bei streuenden Medien.

Anwendungen

Die präzise Bestimmung optischer Eigenschaften ermöglicht die Analyse von Licht-Materie-Wechselwirkungen in komplexen Medien. Dabei reichen die Anwendungen der Bestimmung der optischen Eigenschaften von Materialcharakterisierung über die biomedizinische Optik und Pharmazie bis hin zu industrieller Qualitätskontrolle und Photonik.

Hier erlaubt die Kombination aus Messung und Simulation eine exakte Bestimmung der Parameter, reduziert systematische Fehler und verbessert die Reproduzierbarkeit. Dadurch entsteht eine robuste Grundlage für zuverlässige Materialanalysen, Prozessüberwachung und aber auch die Entwicklung fortschrittlicher optischer Systeme.

Messdienstleistungen und Methodenentwicklung

Das ILM bietet fortschrittliche analytische Dienstleistungen zur präzisen Bestimmung optischer Eigenschaften in komplexen Medien. Durch die Kombination maßgeschneiderter Messaufbauten mit simulationsbasierter Auswertung – einschließlich Monte-Carlo-Modellierung – werden genaue und reproduzierbare Ergebnisse erzielt. Optimierte Methoden, systematische Validierung und anwendungsspezifische Lösungen gewährleisten eine zuverlässige optische Charakterisierung in der biomedizinischen Optik, der Materialwissenschaft, der Pharmazie sowie in industriellen Anwendungen.

Optische Phantome

Zur Validierung beispielsweise von Messgeräten zur Bestimmung der optischen Eigenschaften von streuenden Materialien und als Testobjekte für das physikbasierte Rendering sind Modellmedien mit genau bekannten optischen und geometrischen Eigenschaften äußerst wichtig. Diese Phantome werden am ILM in flüssigen und festen Varianten hergestellt.