| Nachrichten aus dem Jahresbericht 2004 |
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Grundlagen der Metrologie |
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| Erweiterung der Messmöglichkeiten des Präzisionsinterferometers |
Im PTB-Präzisionsinterferometer kann jetzt auch an Proben mit zylindrischem Querschnitt die Länge als Funktion der Temperatur und des Druckes mit sub-nm Mussunsicherheit gemessen werden. Dies wird durch eine neue Methode zur Positionsbestimmung der Probe innerhalb der Phasentopographie ermöglicht.
R. Schödel, AG 5.41, rene.schoedel@ptb.de |
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| Wellenfrontmessung bei großen Durchmessern |
Für die Wellenfrontmessung von Objektiven großen Durchmessers wurde ein neues subapertures Wellenfrontmessverfahren vorgestellt. Ein kommerzieller Shack-Hartmann-Sensor scannt mit großem Überlappungsbereich die zu messende Wellenfrontfläche. Die Wellenfront wird jedoch nicht aus den einzelnen Bildern berechnet, sondern mittels eines speziellen Algorithmus aus den Spotverschiebungen der Einzelbilder unter Nutzung der redundanten Informationen ermittel.
A. Nicolaus, AG 5.41, arnold.nicolaus@ptb.de |
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| Entwicklung eines Absolutinterferometers mit Diodenlasern |
Ein Interferometer zur Messung absoluter Distanzen wurde hinsichtlich der die Messunsicherheiten limitierenden Faktoren untersucht und optimiert.
V. Burgarth, AG 5.42, volker.burgarth@ptb.de
A. Abou-Zeid, FB 5.4, ahmed.abou-zeid@ptb.de |
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| Zweifarben-Interferometrie zur Kompensation der Luftbrechzahl |
Mit Hilfe eines frequenzverdoppelten Nd:YVO4-Lasers wurde durch gleichzeitige Verwendung der Grundwellenlänge von 1064 nm und der Oberwelle von 532 nm der Einfluss der Luftbrechzahl ohne Messung der Umweltparameter kompensiert.
K. Meiners-Hagen, AG 5.42, karl.meiners-hagen@ptb.de |
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| Kegelförmige Mikrobohrungen unter Einsatz eines UV-Lasersystems |
Durch die Anwendung einer speziellen Bohrstrategie mit einem Nanosekunden-UV-Lasersystem (Pulslänge: 20 ns, Wellenlänge: 355 nm) wird es möglich eine Qualität bei Mikrobohrungen (70...250 µm) zu erzielen, die sich mit Ergebnissen von Femtosekunden-Lasersystemen (Pulslänge: 120 fs, Wellenlänge: 800 nm) vergleichen lässt.
C. Siewert, AG 5.54, carsten.siewert@ptb.de |
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| Fertigung rund profilierter Mikro-Nuten in monochristallinem Silizium |
Es wurde ein neues mehrstufiges Verfahren zur Herstellung runder Nutengeometrien (R=100 µm) entwickelt, mit dem aufgrund der speziellen Läpp-Kinematik hohe Oberflächengüten (Rt < 50 nm) auf Längen von mehreren Zentimetern erzielt werden können.
R. Meeß, AG 5,56, rudolf.meess@ptb.de |
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| Messgerät zur Präzisionsbestimmung der Orientierung von Kristallen |
Zur Bestimmung der Orientierung von ausgewählten Netzebenennormalen des Kristallgitters in Bezug auf eine vorgegebene Richtung mittels Röntgenstrahlbeugung wurde eine Silizium - Orientierungsapparatur konstruiert, gefertigt und erfolgreich in Betrieb genommen.
V. Jäger, AG 5.52, valentin.jaeger@ptb.de |
Metrologie für die Wirtschaft |
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| Mikrorauheitssensor für die Messung in Mikrostrukturen mit hohem Aspektverhältnis |
Im Rahmen einer Industriekooperation werden Silizium-Biegebalken-Rauheitssensoren mit abgewinkelten Spitzen für Messungen in Mikrostrukturen mit großem Aspektverhältnis entwickelt.
L. Doering, AG 5.11, lutz.doering@ptb.de
U. Brand, AG 5.11, uwe.brand@ptb.de |
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| Kalibrierverfahren für Mikrokraft-Einstellnormale im µNewton-Kraftbereich |
Ein Kalibrierverfahren für Mikrokraft-Einstellnormale, die zur Messung der Antastkräfte von Tastschnittgeräten eingesetzt werden, wurde entwickelt und im µN-Bereich erstmals erfolgreich angewendet.
U. Brand, AG 5.11, uwe.brand@ptb.de |
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| Entwicklung eines kombinierten Interferenzmikroskopobjektivs mit kompaktem SPM-Kopf |
Das kombinierte System bestehend aus einem Interferenzmikroskopobjektiv und einem kompakten Rasterkraftmikroskopie-Messkopf ermöglicht quantitative und sogar rückführbare dimensionelle Messungen an Mikro- und Nanostrukturen.
H.-U. Danzebrink, AG 5.15, hans-ulrich.danzebrink@ptb.de |
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| Interpolationsabweichung des Interferometers am Nanometerkomparator |
Durch den Einsatz eines neuen Maßstabhalters und eines hochauflösenden inkrementalen Messsystems der Firma Dr. Johannes Heidenhain GmbH konnten die Eigenschaften des Vakuum-Laserinterferometers am Nanometerkomparator genauer bestimmt werden. Das Rauschen in der Differenz beider Messsysteme betrug maximal +/- 0,4 nm und die Nichtlinearität der Interpolation des Interferometers wurde innerhalb von +/- 0,2 nm bestimmt.
J. Flügge, AG 5.21, jens.fluegge@ptb.de |
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| Winkelinterferometer am Nanometerkomparator einsatzbereit |
Nach Neujustage der optischen Fasern am Nanometerkomparator sind die Vakuum-Interferometer zur Bestimmung der Winkelabweichungen bei Bewegung des luftgelagerten Messschlittens einsatzbereit. Bei nicht bewegtem Messschlitten lag die Standardabweichung der Winkelmessung, bestimmt aus 2000 über einen Zeitraum von 10 s erfassten Einzelmesswerten, bei unter 0,01 µrad bzw. 0,002 Winkelsekunden.
J. Flügge, AG 5.21, jens.fluegge@ptb.de |
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| Strukturbreitenmessung auf Lithografiemasken mittels Rasterelektronenmikroskopie |
Zur Bestimmung der Breite von Linienstrukturen auf Lithografiemasken mittels des elektronenoptischen Metrologiesystems der PTB wurden auf physikalischen Modellen beruhende Kantenalgorithmen entwickelt, die nunmehr die Kalibrierung der oberen Breite von Linienstrukturen mit geringeren Messunsicherheiten ermöglichen.
W. Häßler-Grohne, AG 5.22, wolfgang.haessler-grohne@ptb.de
C.G. Frase, AG 5.22, carl.g.frase@ptb.de |
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| Untersuchung von Normalen zur Tastspitzencharakterisierung von Rastersondenmikroskopen |
Zur Bestimmung der Form von rastersondenmikroskopischen Tastspitzen sind verschiedene Normale kommerziell verfügbar. Es wurde beispielhaft anhand eines in der Rastersondenmikroskopie häufig eingesetzten Typs von Silizium-Cantilever systematisch untersucht, wie die an verschiedenen Normalen bestimmten Spitzenformen im vordersten Bereich der Tastspitze übereinstimmen.
S. Czerkas, AG 5.22, slawomir.czerkas@ptb.de |
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| Abweichungsermittlung bei Koordinatenmessgeräten und Werkzeugmaschinen durch parametrische Multilateration |
Zusammen mit dem National Physical Laboratory (NPL) in Großbritannien wurde ein neuartiges Verfahren zur Ermittlung von geometrischen Abweichungen von Koordinatenmessgeräten und Werkzeugmaschinen entwickelt und patentiert. Die Erprobung an Geräten unterschiedlicher Baugröße zusammen mit Industriepartnern hat die hohe Genauigkeit und Praktikabilität des Verfahrens demonstriert.
H. Schwenke, AG 5.32, heinrich.schwenke@ptb.de |
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| Durchführung eines Softwaretests im Bereich Verzahnung |
Im Rahmen eines Forschungsvorhabens mit 7 beteiligten Firmen wurde ein Softwaretest entwickelt und durchgeführt. Mit ihm können Verzahnungsauswertungen für evolventische Zylinderräder überprüft werden. Die Grundlage dieses Testes bilden Referenzdatensätze und –algorithmen der PTB. Die ersten Zertifikate wurden während des 202ten- PTB-Seminars überreicht.
F. Härtig, AG 5.33, frank.haertig@ptb.de |
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| Test eines absolutmessenden Laserinterferometers am 50m-Komparator der PTB |
Ein absolutmessendes Laserinterferometer (Entwickler Uni Greifswald/TEM Hannover) wurde auf dem 50-m-Komparator der PTB einem Vergleichstest mit einem kommerziellen zählenden Laserinterferometer unterzogen. Auf Distanzen bis 55 m wurde eine längenabhängige Messunsicherheit von kleiner nachgewiesen.
G. Sparrer, PTB 5.44, gerald.sparrer@ptb.de |
Internationale Angelegenheiten |
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| EUROMET.L-S11 Ringvergleich über Rauheitskennwerte |
Der umfangreiche EUROMET: L-S11 Ringvergleich über die wichtigsten Rauheitskennwerte bestätigte zahlreiche Institute in ihren Messungen; zeigte andererseits aber auch einige Problemstellen in der Messtechnik und der Normung.
L. Koenders, AG 5.14, ludger.koenders@ptb.de |
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| Internationaler Maßvergleich von Winkelnormalen |
In Zusammenarbeit mit dem Nationalen Metrologischen Institut von Japan (AIST/NMIJ) und der Firma Dr. Johannes Heidenhain GmbH wurde ein Maßvergleich von Winkelnormalen mit einem hochauflösenden inkrementalen Winkelencoder als Vergleichsmesssystem durchgeführt.
R. Probst, AG 5.23, reinhard.probst@ptb.de |
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| Internationale Vergleichsmessung an Konturnormalen |
Es wurde erstmals eine internationale Vergleichsmessung von Konturnormalen durchgeführt. An der Vergleichsmessung waren 14 Teilnehmer mit insgesamt 25 Messgeräten unterschiedlicher Messtechnik beteiligt. Die Ergebnisse zeigen, dass Konturnormale sowohl mit Koordinatenmessgeräten als auch mit Konturenmessgeräten mit hinreichender Messunsicherheit gemessen werden können.
O. Jusko, AG 5.31, otto.jusko@ptb.de |
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| Untersuchung eines Ersatznormals für Zahnprofilmessungen |
Die Technische Universität Kyoto (Japan) hat ein Ersatznormal zu Profilmessung an Zahnrädern entwickelt. Im Rahmen eines Forschungsvorhabens wurden von der PTB Verfahren entwickelt, mit denen das Ersatznormal auf Koordinatenmessgeräten mit der geforderten Genauigkeit kalibriert werden kann.
F. Härtig, AG 5.33, frank.haertig@ptb.de |
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