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Form- und Wellenfrontmetrologie

Arbeitsgruppe 4.21

Polarimetrische Kalibrierung von Quarzkontrollplatten

Quarzkontrollplatten dienen zur Kalibrierung von Polarimetern und Saccharimetern. Sie werden von Polarimeterherstellern und in der Zucker- und Pharma-Industrie als Transfernormale verwendet, um im Rahmen der Qualitätssicherung polarimetrische Geräte zu überprüfen.

Die Polarimetrie bestimmt die Drehung der Polarisationsebene (optische Drehung) von optisch aktiven Materialien (hier Quarzkontrollplatten) bei bestimmten Lichtwellenlängen. Quarzkontrollplatten haben in Abhängigkeit von ihrer Dicke und Temperatur, sowie der Wellenlänge des verwendeten Lichtes definierte Drehwerte. Diese Drehwerte werden mit einem Präzisionspolarimeter bestimmt und mit einem Kalibrierschein dokumentiert.

Die Kalibrierung erfolgt nach den Empfehlungen der ICUMSA (International Commission for Uniform Methods of Sugar Analysis) oder OIML (Organisation Internationale de Métrologie Légale).

Eine Kalibrierung besteht zunächst aus einer Vorprüfung, in der die grundsätzliche Kalibrierfähigkeit geprüft wird. Die Quarzkontrollplatten müssen in Bezug auf ihre Abmessungen, optische Reinheit, Ebenheit, Planparallelität und Achsenfehler die erforderlichen Mindestanforderungen erfüllen. Im Anschluss daran wird der eigentliche Messwert - die optische Drehung – mit dem Präzisionspolarimeter bestimmt.

Die Messunsicherheit des Polarimeters beträgt 0,001° (k=2).

Die Kalibrierungen im Kundenauftrag werden in zwei Messkampagnen pro Jahr im März und September durchgeführt.

Der prinzipielle Aufbau des Polarimeters besteht aus der Lichtquelle, einem Polarisator mit Winkelmesseinrichtung (P), der Quarzkontrollplatte (QP), einem Faraday Modulator (FM), einem Analysator (A), einem Fotodetektor (PD) und einer Steuer- und Auswerteeinheit.

Bild 1: Aufbau des Präzisionspolarimeters
Bild 2: Das Präzisions-Polarimeter zur Kalibrierung von Quarzkontrollplatten