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Hochpräzise Bestimmung der Form- und Orthogonalitätsabweichungen einer Spiegelecke und Untersuchung des Verhaltens unter veränderlichen Umweltbedingungen
Full text linkDie rasanten Entwicklungen der letzten Jahre insbesondere in der Halbleitertechnik und in verschiedenen Präzisionstechnologien erfordern immer präzisere Fertigungsprozesse, die bis an die physikalischen Grenzen vordringen. Deshalb wurde am Institut für Prozessmess- und Sensortechnik der Technischen Universität Ilmenau die Nanopositionier- und Nanomessmaschinen (NPM-Maschine) entwickelt. Eine wesentliche Hauptkomponente einer solchen NPM-Maschine ist eine Spiegelecke, deren messtechnische Parameter insbesondere Ebenheit und Orthogonalität die Voraussetzungen für ein erfolgreiches metrologisches Korrekturkonzept der NPM-Maschine sind. Die Fertigungstoleranzen limitieren die Ebenheit der Spiegelflächen der Spiegelecke und deren Winkellage zueinander. Die vorliegende Arbeit konzentriert sich daher auf die Entwicklung neuer Methoden zur hochpräzisen Bestimmung der Formabweichungen aller drei Messflächen einer Spiegelecke und der Orthogonalitätsabweichungen zwischen den Messspiegeln im montierten Zustand. Mit Hilfe der ermittelten systematischen Abweichungen der Spiegelflächen können in der Folge alle Messergebnisse entsprechend korrigiert werden. Aufgrund der Mess- und Korrekturverfahren sinken die Anforderungen an die Fertigungstoleranzen, wodurch künftig auch der Einsatz kostengünstigerer Spiegelecken in NPM-Maschinen ermöglicht wird.Rapid developments of the past few years, especially in semiconductor technology and in various precision technologies, require increasingly more precise for the manufacturing processes, which can penetrate up to the limits of the laws of physics. Therefore, at the Institute of Process Measurement and Sensor Technology of Ilmenau University of Technology, a new nanopositioning and nanomeasuring machine (NPM-Machine) NPMM-200 with a measuring range of 200 mm × 200 mm × 25 mm, and a resolution of 80 pm was developed. The coordinate system of the NPM-Machine is built by the uses interferometer mirror corner system. The production of high-precision mirror surfaces of the mirror corner with the highest demands on the flatness is not only technically difficult, but also very costly. The manufacturing tolerances limit the flatness of the outer surfaces of the corner mirror and their angular position to each other. It is therefore necessary to determine existing systematic deviations of the mirror surfaces and then correct it.
The subject of the present thesis is the precise interferometric determination of the optical mirror surface topographies of the mirror corner using subaperture interferometer in combination with a stitching approach. The subaperture stiching interferometer system for large plane surfaces up to 350mm x 350 mm consists of an XY precision stage system, a commercial Fizeau phase-shifting interferometer of 6-inch aperture and a switchable mirror assembly. Special stitching software „SmartStitching“ is used to reconstruct of a full-aperture phase map from a sequence of subaperture measurements. The stitching algorithm compensates for positioning errors caused by the stage mechanics but also for systematic errors such as imaging distortion. The absolute topography of the reference flat was determined beforehand using the multi-rotation three-flat test. The topography of this reference flat was then stored in the data processing system so that it could be used to correct systematic errors. Furthermore, other influencing factors are presented in this thesis, e.g., measurement errors caused by the subaperture stiching interferometer and the accumulated error caused by the stitching algorithm.
Another substantial part of the thesis is the precise determination of the 90-deg error of dihedral angles (xy, xz and yz mirror) of the mirror corner. Two different measurement techniques are applied for the measurement of the angular error. The angles (90-deg error) between the x- and y- mirrors are calibrated with the help of two pentaprisms, a right-angle prism and a high-resolution electronic autocollimator. This calibration method applies two horizontally aligned pentaprisms and a high precision right-angle prism as the normal (90°angle gauge block) to determine the angular error of the mirror cube. The high precision right-angle prism is calibrated in advance. The angles between the x and z mirrors are calibrated with the help of two pentaprisms and an autocollimator. The autocollimator is aligned via one pentaprism along the normal of the z mirror. This pentaprism is then translated in the x-direction, so that in combination with the second pentaprism, the autocollimator looks towards the x mirror. The difference in vertical angle registered by the autocollimator then gives the angle between the x and z mirrors. The angle between the y and z mirrors is calibrated in the same way. To reduce the systematic errors it is necessary to implement a procedure of calibrating pentaprisms in vertical orientation using a Fizeau interferometer. The three-prism method is used to achieve the absolute measurement of the deflection angles. The accuracy for this method is estimated to be 0,1" and is determined by the calibration uncertainty of the pentaprisms.Die rasanten Entwicklungen der letzten Jahre insbesondere in der Halbleitertechnik und in verschiedenen Präzisionstechnologien erfordern immer präzisere Fertigungsprozesse, die bis an die physikalischen Grenzen vordringen. Deshalb wurde am Institut für Prozessmess- und Sensortechnik der Technischen Universität Ilmenau eine neue Nanopositionier- und Nanomessmaschine (NPM-Maschine) NPMM-200 mit einem Messvolumen von 200 mm x 200 mm x 25 mm und einer gesicherten Messauflösung von 80 pm entwickelt. Das Koordinatensystem der NPM-Maschinen wird durch das verwendete Interferometer-Raumspiegelsystem gebildet. Die Herstellung hochpräziser Spiegelflächen einer Raumspiegelecke mit höchsten Anforderungen an die Ebenheit ist nicht nur technisch schwierig, sondern auch sehr kostspielig. Die Fertigungstoleranzen limitieren die Ebenheit der Spiegelflächen der Raumspiegelecke und deren Winkellage zueinander. Daher ist es notwendig, vorhandene systematische Abweichungen der Spiegelflächen zu ermitteln und zu korrigieren.
Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die hochpräzise Bestimmung der Topographien der Spiegelflächen der Raumspiegelecke mit einem Fizeau-Interferometer und der Stitching-Technologie. Das Subapertur-Stitching-Interferometer für sehr große Messbereiche bis 350 mm x 350 mm besteht aus einem hochpräzisen XY-Verschiebetisch, einem handelsüblichen Fizeau-Phasenschiebe-Interferometer mit einer 6 Zoll Apertur und einer Raumspiegeleckebaugruppe mit integrierter Justiereinrichtung. Eine speziell entwickelte Software „SmartStitching“ wird verwendet, um die aufgenommenen Messdaten der Subaperturen zu einer gesamten Topographie zu rekonstruieren. Der Stitching-Algorithmus kompensiert nicht nur Positionierfehler, die durch Führungsfehler des Lineartisches während der Verschiebung verursacht werden, sondern auch systematische Fehler wie z.B. Abbildungsfehler. Die absolute Topographie des Referenzspiegels wurde im Vorfeld durch den Multi-Rotations-Drei-Platten-Test kalibriert. Bei bekannter Formabweichung des Referenzspiegels kann der vorhandene systematische Fehler des Phasenschiebe-Interferometers korrigiert werden. Die Topographie des Referenzspiegels wurde dann im Datenverarbeitungssystem gespeichert, damit sie zur Korrektur systematischer Fehler verwendet werden kann. Weiterhin werden in dieser Arbeit andere Einflussfaktoren untersucht, z.B. Messfehler, die durch das Subaperture-Stiching-Interferometer verursacht werden, und dem akkumulierten Fehler, der durch den Stitching-Algorithmus verursacht wird.
Ein weiterer Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit ist die hochpräzise Bestimmung der Abweichung der Orthogonalität zwischen den Messspiegeln (xy-, xz- und yz-Messspiegel) einer Raumspiegelecke. Zwei Messverfahren wurden für die Bestimmung der Winkelfehler eingesetzt. Die Winkel zwischen den x- und y-Spiegeln werden mit Hilfe von zwei Pentaprismen, einem kalibrierten rechtwinkligen Prisma und einem hochauflösenden elektronischen Autokollimator bestimmt. Diese Kalibriermethode verwendet zwei horizontal ausgerichtete Pentaprismen und ein hochpräzises rechtwinkliges Prisma als 90°-Winkelnormal, um Winkelfehler zwischen der x- und y-Spiegelfläche einer Raumspiegelecke zu bestimmen. Das hochpräzise rechtwinklige Prisma wurde im Vorfeld kalibriert. Die Winkel zwischen den x- und z-Spiegeln werden mit Hilfe von zwei gegeneinander ausgerichteten Pentaprismen und einem Autokollimator kalibriert. Der Autokollimator ist über ein Pentaprisma entlang der Normalen des z-Spiegels ausgerichtet. Dieses Pentaprisma bewegt sich nur entlang der x-Richtung, bis er das zweite Pentaprisma trifft und richtet nun auch das zweite Pentaprisma so, dass der Winkel der x-Spiegelfläche mit dem AKF gemessen werden kann. Die Winkelabweichung zwischen den x- und z-Spiegeln der Raumspiegelecke ist der Differenzwert vom Messwert des Autokollimators und dem Winkelfehler beider Pentaprismen. Die Rechtwinkligkeitsabweichung zwischen den y-und z-Spiegeln wird in gleicher Weise kalibriert. Um systematische Fehler zu minimieren, ist es erforderlich, ein Kalibrierverfahren für Pentaprismen in vertikaler Ausrichtung mittels eines Fizeau-Interferometers umzusetzen. Der Drei-Pentaprismen-Test wird verwendet, um die absolute Winkelfehler der Pentaprismen in vertikaler Lage zu bestimmen. Die Genauigkeit für diese Methode wird auf 0,1"geschätzt und wird durch die Kalibrierungsunsicherheit der Pentaprismen bestimmt.
Alle gemessenen Orthogonalitätsabweichungen werden abschließend quantifiziert und mit den Topographiedaten der Raumspiegelecke für Korrektur kombiniert
Homodyninterferometer zur berührungslosen Schwingungsanalyse
Full text linkAbstract
Different interferometric methods and techniques have been developed, which are
used for analysis of mechanical vibration. Some of them are implemented in
commercial measurement systems for surface vibration and modal analysis (Speckle
and Hologram interferometer) and for investigations of one - point vibrations
(Heterodyne technique). The employment of homodyne interferometer was only
intended for vibration measurements at objects with high reflectivity surfaces.
That is why they have not found a wide acceptance as an suitable technique for
industrial and commercial applications. This dissertation presents the
modification of homodyne Michelson inteferometer, which was designed for
vibration analyses at objects with industrial surfaces any quality. The high
linearity, wide measurement range and low measurement uncertainty are the main
features of the system to be presented. The main demands on the interferometric
systems for vibration analysis are characterized. The solution for the optimum
configuration of the inteferometer system is shown. The dissertation presents
different behaviors for optical and rough object surfaces. Our new fast digital
unit, which was developed for high speed and high resolution signal
demodulation, is one of the main points in the paper. The possibility of the low
sensitivity to signal noise and high processing speed are shown.The analysis of
the measurement uncertainties is made in comparison to classical interferometric
techniques. Main and important error sources are shown.The practical measurement
results are presented for some objects. Some results show the possibility of
surface vibration analysis.Lasergestützte Messverfahren stellen seit langem ein verbreitetes Werkzeug zur berührungslosen Erfassung von mechanischen Schwingungen dar. Sowohl Speckle - und Hologramm- Interferometrie zur Analyse von Flächenschwingungen als auch Heterodyninterferometer (Laser Vibrometer) sind die etablierten Messverfahren auf diesem Gebiet. Der Einsatz von Homodyninterferometern (Einfrequenzinterferometer) zur Schwingungsanalyse setzte bis jetzt eine optische Oberfläche des Messobjektes voraus. Ein weiterentwickeltes System auf Basis eines Einfrequenzinterferometers, das durch eine hohe Linearität und geringe Messunsicherheit ausgezeichnet wird, ist das Thema dieser Dissertation. In der Dissertation werden die Einsatzgebiete und Anforderungen an berührungslose
Schwingungsmesssysteme vorgestellt. Der Schwerpunkt liegt dabei im Einsatz der klassischen Einfrequenzinterferometrie zur Schwingungsanalyse unter normalen Industriebedingungen an rauhen und nicht vorbereiteten Oberflächen. Es wird auf den Aufbau eines modifizierten Michelson - Interferometers eingegangen. Die unterschiedlichen Anforderungen an die Sensoroptimierung bei spiegelnden und rauhen Oberflächen werden gezeigt. Die Rechnungen mit Jones - Matrizen stellen den mathematischen Apparat für diese Optimierungen dar. Das gesamte Systemkonzept, das für hochempfindliche und hochauflösende Messungen entwickelt wurde, ist ein weiterer Schwerpunkt der Dissertation. Die Besonderheiten der Signalauswertung in der Einfrequenzinterferometrie werden in Verbindung mit den Aufgaben der Schwingungsanalyse betrachtet. Realisierte schnelle Signaldemodulatoren werden vorgestellt. Es wird eine Analyse der Messunsicherheiten im Vergleich zur klassischen Interferometrie vorgenommen. Die entscheidenden Fehlerquellen und die Möglichkeiten deren Korrektur werden betrachtet und analysiert. Praktische Messergebnisse werden präsentiert und es wird auf die Möglichkeiten der flächenhaften Erfassung von Schwingungen eingegangen
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Full text linkThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Variations on the Author
Full text link“Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
Appropriate Similarity Measures for Author Cocitation Analysis
Full text linkWe provide a number of new insights into the methodological discussion about author cocitation analysis. We first argue that the use of the Pearson correlation for measuring the similarity between authors’ cocitation profiles is not very satisfactory. We then discuss what kind of similarity measures may be used as an alternative to the Pearson correlation. We consider three similarity measures in particular. One is the well-known cosine. The other two similarity measures have not been used before in the bibliometric literature. Finally, we show by means of an example that our findings have a high practical relevance.information science;Pearson correlation;cosine;similarity measure;author cocitation analysis
Dispelling the Myths Behind First-author Citation Counts
Full text linkWe conducted a full-scale evaluative citation analysis study of scholars in the XML research field to explore just how different from each other author rankings resulting from different citation counting methods actually are, and to demonstrate the capability of emerging data and tools on the Web in supporting more realistic citation counting methods. Our results contest some common arguments for the continued
use of first-author citation counts in the evaluation of scholars, such as high correlations between author rankings by first-author citation counts and other citation
counting methods, and high costs of using more realistic citation counting methods that are not well-supported by the ISI databases. It is argued that increasingly available digital full text research papers make it possible for citation analysis studies to go beyond what the ISI databases have directly supported and to employ more
sophisticated methods
koamabayili/VECTRON-author-checklist: VECTRON author checklist
No full textWe have done our best to complete the author checklist relating to the use of animals in the hut study. Note that the objective for the hut study was to evaluate the IRS treatment applications for residual efficacy against Anopheles mosquitoes, including the local An. coluzzii mosquito population. Cows were only used to attract mosquitoes into the huts and no tests were carried out directly on the cows. The author checklist is intended for use with studies where experiments are carried out on animals, which is why we have had such difficulty in completing this for the hut study, as many of the questions do not relate to how the cows were used
Author-wise bibliometric analysis based on entropy.
No full textAuthor-wise bibliometric analysis based on entropy.</p
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