Neuer 'differentiell-konfokale' Distanz-Sensor für die Vermessung von 'freiform'-Asphären mit NANOMEFOS

NANOMEFOS ist eine universelle Metrologiemaschine für beliebige Freiform-Flächen (Dm bis 500mm), mit einer Genauigkeit von 30nm (2σ). Die Maschine tastet die Prüflinge sehr schnell in Zylinderkoordinaten ab. NANOMEFOS wurde an der TU-Eindhoven als Doktorarbeit von Rens Hensemans im Rahmen von einem IOP-Projekt für TNO entwickelt. Für dieses Projekt war u.a. die Entwicklung des optischen Distanzsensors eine zentrale Aufgabe. Der Sensor sollte einen Messbereich von 5 mm, nm-Auflösung und eine Absolutgenauigkeit von 10-30nm erreichen: die 10nm für Messpunkte mit lokaler Neigung 0°, bis maximal 30nm fuer Punkte mit maximal 5° lokaler Neigung. Der Distanzsensor benutzt das 'differentiell-konfokale' Prinzip mit einem beweglichen Objektiv. Die Sensorentwicklung wurde, als sub-Projekt vom NANOMEFOS-Projekt, durch Lennino Cacace als zweite Doktorarbeit geleistet. Das Hauptproblem bei der Entwicklung von hochgenauen optischen Distanzsensoren, besonders bei glatten Oberflächen, ist zu verhindern dass der Sensor lokale Neigungsschwankungen als pseudo- Distanzeffekte auswertet. In dem Vortrag werden die Konzepte zur Vermeidung bzw. Beseitigung dieser Apertur-/Neigungs-Effekte präsentiert.