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Fertigungskette von Si-Kugeln und interferometrische Bestimmung des Kugelvolumens

Längen- und Winkelteilungen

Arbeitsgruppe 5.21

Profil

  • Entwicklung von Messgeräten und -verfahren für Messungen an ebenen Maßverkörperungen mit eindimensionalen Strukturteilungen
  • Kalibrierungen und Untersuchungen an hochpräzisen Strichteilungen, inkrementellen Messsystemen, Messtastern und Laserinterferometern
  • Entwicklung von Messverfahren zur Bestimmung der Geradheit von Strukturteilungen auf ebenen Substraten
  • Kalibrierung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten von stabförmigen Messobjekten
  • Die Arbeitsgruppe hat die Aufgabe, Messeinrichtungen und Kalibrierverfahren für die Weitergabe der Messgröße “Ebener Winkel” mit kleinstmöglicher Messunsicherheit bereitzustellen. Die hierzu als Normalmesseinrichtungen verwendeten Winkelkomparatoren sind Winkelmesstische die mit hochgenau kalibrierten Kreisteilungen als Winkelverkörperungen ausgestattet sind.
  • Neben der Kalibrierung und messtechnischen Untersuchung von Winkelnormalen und Winkelmessgeräten werden Forschungsthemen mit der Zielstellung bearbeitet, die Messunsicherheiten der Kalibrierungen zu verringern und neue Messgeräte und -verfahren für die Messgröße “Ebener Winkel” zu entwickeln.

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Forschung/Entwicklung

Längenteilungen

 

Dimensionelle Metrologie mit dem Nanometerkomparator (nmK):

  • Hochgenaue Längenmaßweitergabe auf 1D- und 2D-Objekten
  • Optimierung der Leistungsfähigkeit des Nanometerkomparators
  • Untersuchung von Sensoren (Mikroskope, Abtastköpfe, ...) zur Strukturantastung am Nanometerkomparator
  • Erweiterung des Nanometerkomparators um die Fähigkeit Geradheit von Strukturen auf ebenen Substraten entlang der Messachse im Subnanometerbereich messen zu können

 

Längenmessung in der Mikrosystemtechnik: 

  • Charakterisierung von Längenmesssystemen der Mikrosystemtechnik über Verschiebewege bis 1 mm
  • Zusammenarbeit mit dem Laserzentrum Hannover bei optischen inkrementellen Messsystemen im Rahmen des SFB 516
  • Zusammenarbeit mit dem Institut für Mikrotechnik der Uni Hannover bei magnetischen inkrementellen Messsystemen im Rahmen eines DFG geförderten Projektes

 

Optische Interferometrie:

  • Entwicklung eines optischen Interferometers zur rückführbaren Bestimmung der Kristallgitterabstände in Silizium im Rahmen des Avogadro-Projektes der PTB
  • Entwicklung der Optik und Elektronik für optische Interferometer für Länge, Winkel und Geradheit.

 

 

Winkelteilungen

 

Entwicklung und Erprobung von Fehlertrennverfahren für Kreisteilungen 

  • Fehlertrennverfahren auf Basis von Primzahlzerlegung
  • Gegenüberstellung von Fehlertrennverfahren

 

Entwicklung und messtechnische Untersuchung eines Winkelinterferometers

  • Vergleichsmessung zwischen dem Winkelinterferometer und dem Winkelkomparator WMT 220 im Reinraumzentrum der PTB
  • Aufbau einer neuen Messeinrichtung “Kleine Winkel” auf der Basis dieses Winkelinterferometers zur Kalibrierung von Autokollimatoren, Winkelinterferometern u.a.

 

Weiterentwicklung und Untersuchung an hochauflösenden Autokollimatoren

  • Simulationen des Abbildungsverhaltens von Autokollimationsfernrohren
  • Messungen zur Abstands- und Aperturabhängigkeit verschiedener AK-Typen
  • Messtechnische Erprobung eines AK mit Phasenmessmarke

 

Einsatz von Ringlasern in der Metrologie

  • Theorie und inertiales Messprinzip von Ringlasern
  • Versuchsaufbau und messtechnische Untersuchung eines Ringlasers in der PTB
  • Projekt zur Entwicklung eines Metrologie-Ringlasers

 

Einfluss der Ebenheit von optischen Messflächen auf die Winkelmessung

  • Einsatz eines Phasenschiebeinterferometers zur gleichzeitigen Ebenheits- und Winkelmessung an optischen Winkelnormalen

 

Bestimmung der Abweichung der Orthogonalität von AK-Messachsen

Winkel-Umschlagverfahren mit einem zweiachsigen Piezo-Kippsystem zur Untersuchung von Autokollimatoren

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Dienstleistungen

Im Rahmen der gesetzlichen Aufgabe der PTB -Darstellung und Weitergabe der SI Einheiten- bietet die Arbeitsgruppe Längen- und Winkelteilungen als Dienstleitung Möglichkeiten zur Kalibrierung von Maßverkörperungen und Messgeräten zum Messen von Winkeln und Längen (Winkelendmaße, Prismen, 90°-Winkelnormale, Winkelmess- und Indextische, Drehgeber, Optische Teilköpfe, Theodolite, Autokollimatoren, Neigungsmessgeräte, Nanometerkomparator).

Messbereich und Messunsicherheit dieses Leistungsangebots sind im Qualitätsmanagementhandbuch aufgeführt. Auf Seite 7, Positionen 5/0116 bis 5/0126, sind die Werte der Arbeitsgruppe 5.23 zu finden.

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Informationen

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