Logo PTB

Aktuelle Forschungsnachrichten und Nachrichten aus dem Jahresbericht

Die verlässliche Messung des Lichtstroms von LED-Lichtquellen im industriellen Umfeld ist nach wie vor eine große Herausforderung für Messlabore. Seit Veröffentlichung der Standards CIE S 025 und  EN 13032-4 wird von den Testlaboren die Angabe eines belastbaren Messunsicherheitsbudgets für ihre Messungen verlangt. Im Rahmen des kürzlich abgeschlossenen EMRP-Projektes „Metrology for Save and Inovative Lighting” (MESaIL) wurde an der PTB ein multipler Transferstandard (MTS) entwickelt und getestet mit dem Messapparaturen in Bezug auf ihre spektralen und räumlich-integralen Unsicherheiten hin charakterisiert werden können. Anwendungsverfahren und  Ergebnisse wurden auf der NEWRAD 2017 Konferenz vorgestellt. In Zusammenarbeit mit einem großen Lampenhersteller wird an einer Kleinserie des MTS gearbeitet.

[ mehr ]

Die PTB setzt sich in unterschiedlichen Normungsgremien dafür ein, eine konsistente Nomenklatur für gewichtete Messgrößen in der UV-Radiometrie zu erreichen. Nur wenn mit Wirkungsfunktionen gewichtete Messgrößen weltweit einheitlich behandelt werden, lassen sich Missverständnisse und Fehlinterpretationen vermeiden. So wurden die Normen CIE 220 “Characterization and Calibration Methods of UV Radiometers”, sowie DIN 5031-10 „Strahlungsphysik im optischen Bereich und Lichttechnik – Teil 10: Photobiologisch wirksame Strahlung, Größen, Kurzzeichen und Wirkungsspektren“ und ÖNORM M5873-3 / DIN 19294-1 / DVGW W294-3 „UV-Geräte zur Desinfektion in der Wasserversorgung; Teil 3: Messfenster und Sensoren zur radiometrischen Überwachung von UV-Desinfektionsgeräten; Anforderungen, Prüfung und Kalibrierung“ maßgeblich mitgestaltet.

[ mehr ]

Die Messdatenerfassung mit Einzelröntgenphotonennachweis konnte zusammen mit der schnellen hochauflösenden optisch-interferentiellen Längenmessung zur monotonen Linearisierung der Verschiebebewegung erfolgreich getestet werden. Die Methode ist erforderlich, um Positionsfluktuationen bis zu 200 pm während eines Verschiebewegs von 1 mm nachträglich durch Messdatenumordnung zu korrigieren.

[ mehr ]

Bei der Messung von Längen mit Laserinterferometern muss der durch Beugung verursachte längenproportionale Fehler berücksichtigt werden. Mit Hilfe einer Linse und eines Bildsensors kann man aus der 2D-Intensitätsverteilung in der Brennebene auf die Divergenz und damit den längenproportionalen Fehler schließen. Durch azimutale Mittelung kann die bisher verwendete 2D-Verteilung in eine 1D-Verteilung unter Verbesserung des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses umgewandelt werden, wobei bisher verborgene Anteile der Intensitätsverteilung zutage treten, welche einen signifikanten, sonst unberücksichtigten Beitrag zum längenproportionalen Fehler liefern.

[ mehr ]

Im Rahmen eines gemeinsamen DFG-Projektes mit der Universität Kassel, Fachgebiet Messtechnik, wurde ein schnelles und kostengünstiges optisches Formmesssystem basierend auf einem interferometrischen Zeilensensor aufgebaut. Im einem jetzt genehmigten DFG-Fortsetzungsantrag wird das Verfahren erweitert, wobei eine Multizeilenkamera zum Einsatz kommt. Damit können zusätzlich Shearing-Techniken eingesetzt werden, was eine weiter verbesserte optische Formmessung erlaubt.

[ mehr ]

Zur Messung der Transmission von Ferngläsern und Fernrohren ist ein Messsystem in der PTB vorhanden. In Kooperation mit der Carl Zeiss Microscopy GmbH wurde die Messtechnik auf Mikroskopobjektive erweitert, bei denen die besonderen und neuen Herausforderungen in extrem großen Öffnungswinkeln und dem spektral breiten Transmissionsbereich liegen. Auch die Apparaturen der Projektpartner wurden im Rahmen dieser Kooperation optimiert und im Rahmen von Ringtests und Vergleichsmessungen zurückgeführt. Besonderer Wert wurde dabei auf die Anlehnung der Messung an die ISO 19012-3 und auf eine hohe absolute Mess-Genauigkeit gelegt, die insbesondere durch ein neues Detektorkonzept verbessert werden konnte.

[ mehr ]

Mit Hilfe von winkelaufgelösten UV-Streulichtmessungen (goniometrische Scatterometrie) können Gitterstrukturen mit Größen bis hinunter zu wenigen 10 Nanometern sehr genau gemessen werden. Im Gegensatz zu aktuellen kommerziell eingesetzten Auswerteverfahren, die sich auf eine Bestimmung einzelner spezifizierter Strukturparameter wie Breite und Höhe beschränken, wurde im Fachbereich 4.2 nun eine neuartige Geometrie-Parametrisierung entwickelt und eingesetzt, die es erlaubt, die vollständige Strukturkontur inklusive ihrer statistischen Unsicherheit verlässlich und physikalisch sinnvoll zu charakterisieren. Ein essentieller Meilenstein auf dem Weg zu rückgeführten referenzfreien optischen Strukturbreitenmessungen ist damit erreicht.

[ mehr ]

In einem vom CC UPOB e.V. initiierten Messvergleich wurden von acht Partnern aus Universitäten, Forschungseinrichtungen und Industrie vier Asphären mit 12 verschiedenen Messgeräten vermessen um den aktuellen Stand der Asphärenmessungen zu ermitteln. Die Auswertung der Messungen erfolgte als Kooperation der Arbeitsgruppen 4.21und 8.42. Die ausgewerteten Messdaten sind in ihrem Umfang bzgl. der gemessenen Prüflinge und verwendeten Messgeräte einmalig und geben einen hervorragenden Überblick über den Stand der Messtechnik auf diesem Gebiet. Im Zuge der Auswertung konnten Schätzungen der derzeit möglichen Genauigkeit von Formmessungen vorgenommen werden, die wertvolle Informationen für Hersteller optischer Asphären und Messgeräte darstellen.

[ mehr ]

Zur Charakterisierung von Asphären- und Freiformflächenmessgeräten wurden spezielle Kalibrierflächen entwickelt, die aus Kugelsektoren mit zwei oder mehr verschiedenen Radien bestehen. Vorteil einer solchen Oberfläche ist, dass die Radien und die Sphärizität der Kugelsektoren mit dem Radiusmessplatz bzw. dem Sphärizitätsmessplatz der PTB rückgeführt gemessen werden können. Die Flächen wurden vom Wissenschaftlichen Gerätebau der PTB hergestellt. Die Oberflächenform wurde mit dem Tilted-Wave Interferometer (TWI) der PTB gemessen. Durch Optimierung und engen Austausch zwischen Fertigung und Messung ist es gelungen, die Flächen sehr genau zu fertigen. So zeigen die Messungen mit dem TWI nur sehr geringe Abweichungen zur Solltopografie.

[ mehr ]

Bei scannenden Messsystemen führt unbeabsichtigtes Driften des Prüflings während der Messung zu Fehlern: Bei mehrmaligen Anfahren der vermeintlich gleichen Messstelle erhält man unterschiedliche Messwerte. In Zusammenarbeit der beiden Fachbereiche 4.2 und 8.4 wurde ein neuartiger Optimierungsalgorithmus entwickelt, der die Ergebnisse aus verschiedenen, sich kreuzenden Messtrecken bestmöglich zusammenfügt und eine genauere Rekonstruktion der 3D-Topografie ermöglicht. Der Algorithmus wurde an unterschiedlichen Messsystemen erfolgreich angewendet

[ mehr ]