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Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Eberhard Manske

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Forschungsprojekt MetroBase

Die Entwicklung der Präzisionsmess- und Positioniertechnik als messtechnische Schlüsselkomponente der Präzisionsfertigung wird durch stetig steigende Genauigkeitsanforderungen bei gleichzeitig wachsenden Messbereichen geprägt. Gegenwärtig werden die Grenzen der Präzisionslängenmesstechnik über größere Messbereiche von bis zu 200 mm vor allem durch die Frequenzstabilität bzw. den Frequenzanschluss der verwendeten Helium-Neon-Laserlichtquellen bestimmt.

Für interferometrische Längenmessungen werden He-Ne- Laser frequenzstabilisiert und erreichen relative Messunsicherheiten von 2·10-9 bis maximal 1,2·10-10. Mit den an der TU Ilmenau entwickelten Nanopositionier- und Nanomessmaschinen ist damit gegenwärtig die maximale Leistungsfähigkeit ausgeschöpft.

Das Ziel des Forschungsvorhabens Metrobase, gefördert durch die Zeiss-Stiftung, besteht deshalb in der Schaffung einer neuen metrologischen Basis mit der die derzeitige Messunsicherheit der Laserinterferometer der Nanomessmaschinen um bis zu drei Größenordnungen verringert werden.

Dies soll durch die Installation der Frequenzkamm-Technologie an der TU Ilmenau erreicht werden. Dabei soll eine direkte Ankopplung der Helium-Neon-Laser der NPM-Maschine an den optischen Frequenzkamm realisiert werden, was eine direkte Ankopplung der Frequenz der He-Ne-Laser an das Sekundennormal einer Atomuhr ermöglicht. Damit wird eine neue Qualität in der Rückführbarkeit der Längeneinheit erreicht.  Die Verbindung aus Frequenzkamm-Technologie und Nanopositioniertechnik wird insgesamt zu einem höheren Niveau im Bereich der dimensionellen Messtechnik an der TU Ilmenau führen und neuartige Konzepte zur Kopplung von Frequenzkamm- und Nanomesstechnik erschließen.

Literatur:

P. Köchert, U. Blumröder, and E. Manske. "Ultrastable metrology laser at 633 nm using an optical frequency comb." Proc. SPIE. 2018.