Ultra-hochpräzise, kontaktlose, absolute Abstandsmessung durch Mehrwellenlängeninterferometrie

Hochpräzise, nanometergenaue Abstandsmessung ist von immer größerer Bedeutung in vielen industriellen Herstellungsprozessen. Beispiele sind die hochgenaue Positionierung photolithographischer Belichtungstische, die Achs- und Lagerkontrolle von Bearbeitungsmaschinen, hochaufgelöste Oberflächentopologie oder die Bestimmung der Schichtdicke in Sputterprozessen. Durch kontaktfreie Messung mit optischen Sensoren ist eine Schädigung des Prüflings ausgeschlossen. Darüber hinaus können optische Sensoren auch in schwierigen Messumgebungen (Vakuum, tiefe Temperaturen) eingesetzt werden. In diesem Beitrag wird ein hochpräzises Abstandsmessverfahren basierend auf Mehrwellenlängeninterferometrie (MWLI) präsentiert. Die gleichzeitige interferometrische Auswertung des zu messenden Abstands mit mehreren, eng benachbarten Wellenlängen ermöglicht die Bestimmung des Abstandes mit einer Präzision von wenigen Nanometern in einem um 6 Dekaden größeren Eindeutigkeitsbereich bei einem Arbeitsabstand von bis zu 1 m. Ein vollständig faserbasiert aufgebautes Messsystems kann zudem höchst flexibel in entsprechende Anwendungen implementiert werden.