Nachrichten aus Abteilung 5

Ein Nullpunktspannsystem für die Mikro-Fertigung wurde mit Hilfe eines Mikro-Koordinatenmessgerätes auf seine Eigenschaften untersucht. Die Wechselgenauigkeit des untersuchten Spannsystems betrug dabei 1 µm, die Wiederholgenauigkeit lag sogar deutlich unter 0,1 µm.

In den Jahren 2009 und 2010 führten das METAS und die PTB bilaterale Vergleichsmessungen an Normalen für Mikro-Koordinatenmessgeräte durch. Dabei wurden eine spezielle Halbkugelplatte sowie eine Kugel und ein Ring mit je 1 mm Durchmesser gemessen. Die Messergebnisse stimmten sehr gut im Bereich der angegebenen Messunsicherheiten überein.

Im Rahmen der Untersuchung kleiner Kräfte und dem Aufbau der Nanokraftnormalmesseinrichtung wurde ein Modell über Lichtkräfte zwischen zwei dicht benachbarten (Subwellenlängenabstand) metallischen Platten aufgestellt. Auf der Basis dieses Modells konnte eine neue lichtinduzierte Anziehungskraft hergeleitet werden.

Die 600 m Pfeilerstrecke der PTB wurde im Jahr 2011 grundlegend überholt, mit einem Netzwerks von Umweltsensoren für Temperatur, Feuchte und Druck versehen und auf die SI-Einheit der Länge rückgeführt. Nun können modernste elektronische Distanzmesser mit einer relativen Genauigkeit von besser als 10^-6 kalibriert werden, zudem ist der Einsatz von Lasern bis zur maximalen Schutzklasse 4 möglich.

Für die kurzzeitige Vorstabilisierung eines Lasers, der in einer optischen Uhr zum Einsatz kommt, ist eine Vakuumkammer erforderlich, die einen Resonator gegen äußere Einflüsse bestmöglich abschirmt, um die Schwingungen eines Lasers  im Resonator messen zu können. Mit dieser optischen Uhr soll die Zeitmessung, im Vergleich zu den Atomuhren, noch präziser realisiert werden.

Das PTB- Ultrapräzisionsinterferometer sollte im Rahmen eines ESA-Projektes mit einem erweiterten Messpfad ausgestattet werden, um Messungen der absoluten Länge von Probekörpern in einem Temperaturbereich von Raumtemperatur bis hinunter zu 10 K zu ermöglichen. Dieser erweiterte Messpfad wurde im „Wissenschaftlichen Gerätebau“ der PTB konstruiert und gefertigt.

The high resolution of AFM cantilever has been used in combination with a 1-D grating of known pitch to determine the displacement of a moving stage with high-resolution for forward and backward movements.

The profile scanner enables characterizing high-aspect-ratio surface features of micro components, which is a challenge for micro- and nanometrology. A slender silicon cantilever with an integrated piezoresistive strain gauge is applied for signal read-out. The contact force between cantilever tip and artifact can be down to 1 µN. Three laser interferometers with 1 nm resolution enable...

Eine im Rahmen einer Kooperation der PTB mit der Charité in Berlin entwickelte Vorrichtung ermöglicht die mechanische Stimulation von Knorpelgewebe bei gleichzeitiger in situ Messung der Steifigkeit des Gewebes schon während des Kultivierungsprozesses. In ersten Tests konnte ein positiver Einfluss auf das Wachstum nachgewiesen werden.

Mit dem Nanometerkomparator wurde für das AMTC Dresden eine qualitativ hochwertige Photomaske kalibriert. Dabei wurde eine Reproduzierbarkeit der Positionsmessungen an der verkörperten Längenteilung von 0,2 nm erreicht.