Laser-Metrologie
James Clerk Maxwell (1831–1879) war einer der Ersten der vorschlug, die Wellenlänge als eine natürliche Messlehre für die Länge zu benützen. Seit 1950, mit den neuen International System of Units (SI), bezieht sich der Standard-Meter auf die Wellenlänge von Krypton-86 (605,780 nm). Der Bezug auf eine präzise Wellenlänge als Referenz für Längenmessungen ist anerkannt als die ideale Messmethode.
Im 21st Jahrhundert referenziert sich das DHM® von Lyncée Tec an Wellenlängen für Höhenmessungen. Mit der Verwendung ultrastabiler interferometrischer Filter zur Selektion eines präzisen Wellenbands aus einer Laserquelle mit relativ breitem Sprektrum, sind die im DHM® verwendeten Wellenlängen präzise kontrolliert und perfekt stabil. Die Höhenwerte hängen von keiner Kalibrierung, präziser Positionierung oder der Wiederholbarkeit interferometrischer Piezo-Kontroller ab, noch von sonst irgendeiner mechanischen Verstellung. Das DHM® bietet präzise und auch über die Zeit verlässliche Messungen mit sehr hoher Wiederholgenauigkeit.
Wie kann die Kalibrierung des DHM® zertifiziert werden?
Lyncée Tec bietet optional ein Zertifikat an, ausgestellt vom Swiss National Metrology Center METAS, für das Überprüfen des Transmissions-Spektrums des interferometrischen Filters, der die zentrale Wellenlänge und die Spektrumbreite kontrolliert. Die operative Wellenlänge beim DHM® und damit die Höhenmessungen sind damit umfassend kontrolliert, weil sonst weder kritische Distanzen noch Bewegungen in der Höhenmessung involviert sind.
Ist die DHM® Höhenmessung beeinflusst von der numerischen Apertur (NA) des verwendeten Objektivs ?
Das DHM beleuchtet das Sample mit einem parallelen Lichtstrahl, wohingegen die meisten alternativen Systeme hohe NA Beleuchtungskegel aufweisen.
Sample Belichtung mit hohem NA Kegel bedeutet, dass Strahlen mit der Messwellenlänge nicht alle parallel zur optischen Achse einfallen. Mit der Konsequenz, dass ein empirischer Korrekturfaktor für die Höhenmessungen angewendet werden muss [Mykura 1963, Creath 1989, Schultz 1991]. Solch ein Korrekturfaktor ist beim DHM® nicht nötig.
Messungen standardisierter Samples und Direktvergleiche mit anderen metrologischen Tools haben die hohe Genauigkeit und Wiederholbarkeit der DHM® Messungen bewiesen [Colomb 2010].
Wie verändert sich die DHM® Wellenlänge mit der Temperatur?
Die Wellenlängen-Filter im DHM® sind minimal Temperatur abhängig. Als Beispiel sind die Änderung der Transmissions-Wellenlänge aufgrund einer Temperaturänderung von 10°C vernachlässigbar für die allermeisten Anwendungen.
