3D Surgem a Modelagem (3DSM) - Vista Geral e Aplicações da Modelagem 3D De Superfície por Carl Zeiss

Assuntos Cobertos

Que é 3DSM?
Vantagens de 3DSM
Aplicações de 3DSM
3DSM na Ciência da Vida
3DSM na Eletrônica
3DSM no Forense
3DSM na Indústria
Lançando O Software 3DSM
A Aparência da Relação de 3DSM
3DSM e Modo Vivo
Perfis e Áreas de Medição com 3DSM
Limitações de 3DSM
A Precisão de 3DSM
Avaliações da Aspereza De Superfície em 3DSM
Analisando Impressões do Pin de Despedimento Usando 3DSM
Sumário

Que é 3DSM?

Os microscópios electrónicos da Exploração são grandes ferramentas para a 2D inspecção e metrologia de uma grande variedade de amostras. Contudo, suas capacidades 3D são ainda muito limitadas, especialmente quando se trata da caracterização de superfície quantitativa. Este é o maior problema abordado por 3DSM.

3DSM é uma aplicação Baseada no PC capaz de fornecer a informação topográfica para as amostras examinadas os microscópios electrónicos de Carl Zeiss NTS equipados com um AsB® ou um detector 4QBSD. A aplicação pode executar uma reconstrução da superfície 3D baseada nos sinais individuais do segmento de AsB®/4QBSD, e visualiza o modelo 3D resultante em diversas maneiras diferentes. 3DSM pode trabalhar junto com SmartSEM® no modo vivo, para a imagem lactente do tempo real 3D. Pode igualmente operar-se no modo autônomo para visualizar limas de projecto arquivadas.

Vantagens de 3DSM

3DSM aproveita-se da possibilidade de usar um único ponto de vista, feita a varredura usando quatro sinais do segmento do detector. Este método, chamado o método do multi-detector, utiliza o princípio de “forma da protecção”. Usando quatro imagens entradas, a gradação dos cinzento-níveis em objetos topográficos é a base para geometria calculadora da superfície do local. Isto conduz capacidades a uma medida de superfície contínua do modelo e resultar.

O algoritmo que é a base de 3DSM tem diversas vantagens sobre os métodos clássicos da reconstrução da superfície 3D baseados em 2 pontos de vista:

  • operação de tempo real (modo Vivo)
  • Tempo Rápido da reconstrução (< 1="" second="">automatização Completa
  • Nenhum hardware adicional necessário (por exemplo fase)
  • Desempenho De alta resolução
  • Compatibilidade com algum tipo de diodo de 4 quadrantes ou de sistema de 4 detectores
  • Trabalhos para as superfícies lisas que faltam detalhes distinguíveis

Aplicações de 3DSM

3DSM tem um espaço de aplicações vasto. Quase tudo examinado até agora em SEM, ganha agora uma terceira dimensão, criando possibilidades infinitas nos campos como a biologia ou fazendo à máquina o controle da qualidade. Os campos de aplicação principal estão listados abaixo:

  • Ciência da Vida
  • Eletrônica
  • Forense
  • Indústria

3DSM na Ciência da Vida

As aplicações de 3DSM na ciência da vida incluem:

  • Biologia Celular & do tecido
  • Superfície da Partícula e análise do volume

3DSM na Eletrônica

As aplicações de 3DSM na eletrônica incluem:

  • Defeito & análise da falha
  • A metrologia do Feedback para a litografia e MENTE sistemas
  • análise & reconhecimento da Nano-Impressão

3DSM no Forense

As aplicações de 3DSM no forense incluem:

  • Análise da Bala & da arma de fogo
  • Caracterização da Evidência na nano-escala

3DSM na Indústria

As aplicações de 3DSM na indústria incluem:

  • Medidas da Aspereza
  • Análise do Desgaste

Lançando O Software 3DSM

Quando lançado pela primeira vez, 3DSM indicará a tela Home, com uma lista de controle do projecto files.ality do exemplo em fazer à máquina

tela 3DSM Home.

Um único-clique na lima de lista recente do projecto abrirá o projecto. Os seguintes screenshots usam o projecto da amostra da Pirâmide para explicar as características básicas da relação.

Vista de 3DSM após ter carregado um projecto.

À revelia, 3DSM indica a Ideia 3D principal do objeto, junto com as quatro imagens entradas (parte inferior), e parâmetros básicos da reconstrução agrupado nas abas (direitas). Use o rato para navegar em torno da aplicação e para explorar as imagens resultantes. O rato reservará girar, zumbir, e filtrar da malha de superfície e das 2D imagens. Um menu do contexto está sempre disponível com um direito-clique, mostrando as opções as mais comuns.

A Aparência da Relação de 3DSM

A aparência da relação 3DSM é projectada usando uma tecnologia muito flexível do embarcadouro-indicador. Esta característica permite que o usuário construa virtualmente toda a disposição da aplicação. Cada indicador pode ser entrado dentro de alguns dos outros indicadores de original ou a alguns dos quatro painéis laterais. As disposições as mais de uso geral estão disponíveis em um único clique do rato da barra de ferramentas, como mostrado nas imagens abaixo.

Vista Padrão.

disposição da vista 3D.

Disposição da Metrologia.

Disposição da imagem da Entrada.

Disposições Predefinidas da aplicação disponíveis da barra de ferramentas.

A superfície 3D pode ser explorada em diversas maneiras, variando da falso-cor LUTs e das folhas de prova da textura, superfície-caminhada e mosca-em torno dos modos. Alguns exemplos comuns da investigação da superfície 3D são mostrados abaixo.

Opinião da folha de prova da Textura.

Opinião do Anaglyph.

Folha de prova do Contorno.

Modo De Superfície da caminhada.

Exemplos do visualização de superfície disponíveis em 3DSM.

3DSM e Modo Vivo

O modo Vivo é um modo especial, em que 3DSM conecta directamente com o SmartSEM®, o software de controle preliminar para microscópios do NTS SEM. 3DSM adquirirá quadros de todos os quatro quadrantes do detector directamente, e executa uma em--mosca da reconstrução 3D, cada vez que um grupo do quadro é terminado.

Recomenda-se para operar paralelamente 3DSM e SmartSEM® que usam dois monitores ou um monitor do ecrã panorâmico. Isto é porque ambas as aplicações devem ser visíveis imediatamente a fim assegurar a acessibilidade máxima. Um regime óptimo é usar um monitor para SmartSEM® e segundo para 3DSM.

Dois monitores são recomendados operando 3DSM no modo vivo.

Antes Que comutando ao modo vivo, SEM deve ser ajustado para indicar uma imagem válida usando elétrons backscattered. Isto exige o uso de distâncias de funcionamento na escala de 3… 15 milímetros e EHTs assegurando a detecção backscattered do elétron (depende do tipo do diodo de detector). Comutar ao modo vivo é feita por um único mouseclick. 3DSM ajustará os parâmetros restantes automaticamente, e actualiza a reconstrução da superfície 3D após cada frameset. Incline Simplesmente para trás e aprecie a mostra!

Perfis e Áreas de Medição Usando 3DSM

Uma Vez Que uma superfície da amostra foi reconstruída, uma variedade de medidas podem ser executadas. O formulário o mais simples é metrologia da único-dimensão (medida do perfil). Recomenda-se fortemente para comutar à disposição da metrologia, usando o botão da barra de ferramentas, ou a opção do menu. Então, marque o começo e termine pontos do perfil, e o indicador do Gráfico mostrará imediatamente o secção transversal junto com estatísticas medidas.

A disposição da metrologia usada medindo o perfil de uma rosca.

3DSM permite o desempenho das medidas da área e do volume baseadas em um polígono de superfície arbitrariamente escolhido. O polígono pode ser escolhido na 2D Vista ou na Vista 3D, interativamente definindo seus vértices.

Área e volume de Definição e de avaliação.

Na conclusão, 3DSM calculará automaticamente 2D estatísticas da área e do volume 3D.

Limitações de 3DSM

O método de superfície da reconstrução que é a base de 3DSM é o método do multi-detector, utilizando “forma o princípio da protecção”. 3DSM usa a gradação dos cinzento-níveis nas quatro imagens entradas, derivando a geometria de superfície do local. Isto conduz a um modelo de superfície quantitativo sob as seguintes circunstâncias:

  • As imagens da entrada estão livres dos produtos manufacturados tais como efeitos cobrar ou escavar um túnel
  • As imagens da entrada não mostram o efeito de sombreamento
  • A amostra é uma superfície contínua, sem objetos de sobreposição

Das exigências alistadas acima, o efeito de sombreamento pode causar problemas em algumas classes de amostras, indicando inclinações particularmente íngremes, ou características verticais. Este os meios, de que os segmentos do detector não podem ser seleccionados do fluxo dos elétrons pela topografia da superfície do local.

Para evitar o erro de sombreamento, as grandes distâncias de funcionamento podem ser escolhidas, tendo por resultado um ângulo de aceitação backscattered maior do elétron. Contudo, algumas estruturas com dominação de características verticais não podem ser praticáveis reconstruir em uma maneira quantitativa.

A Precisão de 3DSM

3DSM permite a reconstrução da superfície do espécime de SEM com uma alta resolução e uma precisão, mas somente contanto que os sinais de entrada contêm um sinal imperturbado que cumpre a distribuição backscattered do elétron. Os parâmetros para o sistema podem ser especificados como segue:

  • O erro vertical Máximo da reconstrução é calculado para estar abaixo de 10%. Isto aplica-se somente para imagens sem produtos manufacturados do sinal tais como o sombreamento, cobrar, os efeitos de borda, Etc.
  • O ângulo Máximo da reconstrução é dependente da distância de funcionamento e do diâmetro do diodo. Para a distância de funcionamento 6 milímetros e diâmetros do diodo 10 milímetros o ângulo máximo são em torno de 60°. Se a inclinação excede este limite, a seguir o sombreamento do detector ocorre e o erro vertical 10% máximo não pode ser garantido.
  • A definição Lateral e o erro lateral máximo da reconstrução são limitados somente pela definição de SEM e pelo erro lateral da imagem.
  • O tempo da Reconstrução é calculado estar abaixo de 1000ms para o tamanho 1024x768 da aquisição com textura de superfície.

As imagens da Entrada dos quadrantes do detector são a condição principal para a reconstrução de superfície quantitativa bem sucedida. A Maioria de produtos manufacturados (tais como cobrar) são fáceis de compensar com a preparação apropriada da amostra e da utilização de condições de trabalho óptimas de SEM. O único erro inevitável da imagem é sombrear, ocorrendo para inclinações íngremes do espécime. Nesses casos a reconstrução e o visualização de superfície são ainda possíveis, mas a limitação 10% máxima do erro não pode ser garantida. Para classes de amostras que contêm inclinações íngremes, 3DSM não pode ser considerado como uma ferramenta de medição.

Avaliações da Aspereza De Superfície em 3DSM

A aspereza de Medição com precisão do nanômetro nunca foi mais fácil em SEM. Os dados Estatísticos sobre o perfil actualmente selecionado junto com a avaliação da aspereza estão disponíveis na aba das propriedades da Metrologia. Esta informação é actualizado automaticamente no modo vivo após cada quadro, e quando o usuário mudar interativamente o perfil selecionado.

A avaliação da aspereza De Superfície é uma característica incorporado em 3DSM.

Analisando Impressões do Pin de Despedimento Usando 3DSM

Uma de muitas aplicações de 3DSM está analisando as impressões do pino de despedimento deixadas em balas. O objetivo é combinar as marcações características em balas, concluir se estiveram despedidos pela mesma arma, ou para emparelhar uma arma com uma bala. Até aqui, este tipo de pesquisa foi executado primeiramente no 2D. Os microscópios electrónicos da exploração de Carl Zeiss NTS junto com 3DSM adicionam uma dimensão nova inteira a esta área. O nível da certeza de análise da bala está aumentando significativamente agradecimentos à possibilidade de comparar as impressões em uma maneira volumétrico, um pouco do que somente o 2D esboço.

Uma impressão do pino de despedimento deixado em uma bala.

3DSM permite o desempenho da metrologia na impressão ambos no 2D, e em 3D, aumentando significativamente o nível da certeza da sentença.

Sumário

3DSM adiciona um nível novo inteiro à microscopia de elétron de varredura permitindo que as amostras sejam examinadas em três dimensões quase no tempo real. Não há nenhuma necessidade mais adicional para fase complicada que inclina procedimentos. Encontre Simplesmente um objeto do interesse, comute-o ao modo Vivo e aprecie-o a mostra!

Source: “3DSM - Superfície 3D que Modela” por Carl Zeiss

Para obter mais informações sobre desta fonte, visite por favor Carl Zeiss.

Date Added: Nov 17, 2010 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 04:37

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