Nano Measuring und Positioning Technology - Interactive curriculae of TU Ilmenau

Kenntnisse aus den Lehrveranstaltungen "Einführung in die Mess- und Sensortechnik" bzw. "Prozessmess- und Sensortechnik" sowie "Fertigungs- und Lasermesstechnik".

Nach dem Besuch der Lehrveranstaltungen sind die Studierenden in der Lage, das Gebiet der dimensionellen Messungen im Nanometerbereich hinsichtlich Aufbau, Funktion und Eigenschaften der Geräte und Verfahren sowie der aktuellen Messmöglichkeiten und der Sicherung einheitlicher Messungen in diesem Bereich der Messtechnik auf nationaler und internationaler Ebene zu analysieren und zu beschreiben. Sie kennen das Gebiet der optoelektronischen Mess- und Sensortechnik von den metrologischen Grundlagen über Eigenschaften und Anwendungsbereiche der Messverfahren und -prinzipien bis zum Kostenfaktor.  Sie können die Vor- und Nachteile der vorgestelten Messverfahren diskutieren.
Die Studierenden können in bestehenden Messanordnungen optoelektronische Komponenten erkennen und bewerten. Die Studierenden sind fähig, zur Lösung einer Messaufgabe geeignete optoelektronische Messverfahren, -geräte oder Komponenten auszuwählen und entsprechende Messunsicherheitsbudgets vorzulegen.

Das Modul gliedert sich in die Teilvorlesungen Nanomesstechnik (~30%) und Optoelektronische Messtechnik (~70%).

In der Teilvorlesung "Nanomesstechnik" werden der wissenschaftliche Hintergrund und ausgewählte Beispiele zur Nanotechnologie für dimensionelle Messgrößen und andere Messungen im Nanometerbereich behandelt. Dazu zählen Nanopositionier- und Nanomessmaschinen als Grundlage zur Nanopositionierung in großen Messbereichen sowie verschiedene Mess-/Tastsysteme wie Rastersonden- und Rasterelektronenmikroskope. Weiterhin werden Grundlagen zu klassischer Lithographie, deren Grenzen und neue Ansätze zur Nanofertigung vorgestellt. Diese schließt insbesondere Verfahren zur dreidimensionalen Fertigung ein. Dabei werden auch Möglichkeiten zur Rückführbarkeit von Messergebnissen im Nanobereich, Kalibrierungen und Konsistenz von Ergebnissen aus Maßvergleichen (Ringvergleichen) diskutiert.

In der Teilvorlesung "Optoelektronische Messtechnik" werden zunächst die Grundlagen wichtiger Messsystemkomponenten (z.B. Laser, Photodetektoren, Kameras und Glasfasern) besprochen. Darauffolgend werden spezifische Methoden der optischen Entfernungsmessung, speziell in Hinblick auf Höchstpräzisionsmessungen (Encoder, Interferometer usw.) behandelt. Im letzten Teil der Vorlesung wird dann ein breiterer Überblick über Anwendungen der optoelektronischen Messtechnik in unterschiedlichsten Bereichen (z.B. in der 3D-Messtechnik, Profilometrie, bildgebenden oder spektralen Verfahren) vermittelt.

Nutzung Beamer/Laptop/Präsentationssoftware; Lehrmaterialien mit Skizzen der Messprinzipien und -geräte, die im Moodle auch zur Verfügung gestellt werden. 

Literatur wird während der Vorlesung genannt / die Präsentation enthält Quellennachweise