optische Planplatte
Englisch: optical flat
Scheibe aus hochwertigem Quarzglas mit mindestens einer geschliffenen und polierten Seite, deren Ebenheitsabweichung unter 50 Nanometern liegt und deren Oberflächenqualität 5 Mikrofinish oder besser ist; wird in einem Interferometer zur Messung der Ebenheit anderer Oberflächen verwendet
Optische Planplatte: ein Referenznormal zum Messen von Oberflächenebene
Eine optische Planplatte ist eine Scheibe aus optischem Glas, normalerweise Quarzglas oder Borosilikatglas, deren eine oder beide Flächen auf extreme Ebenheit poliert sind. Die Messfläche weicht über ihre gesamte Fläche um weniger als 50 Nanometer von echter Ebenheit ab und ist daher ein Präzisions-Referenznormal und kein Messinstrument im eigentlichen Sinne. Sie wird in Kontakt mit der Testfläche gebracht und mit monochromatischem Licht beleuchtet, üblicherweise mit einem Helium-Neon-Laser bei 632,8 Nanometern oder einer Natriumdampflampe bei 589 Nanometern, um Ebenheitsabweichungen durch Interferenzstreifen sichtbar zu machen.
Wenn Licht durch den Spalt zwischen der optischen Planplatte und der Testfläche verläuft oder von dort reflektiert wird, entstehen durch konstruktive und destruktive Interferenz abwechselnd helle und dunkle Streifen, sogenannte Newton-Ringe oder Interferenzstreifen. Jeder Streifen entspricht einer Höhendifferenz von der halben Wellenlänge des verwendeten Lichts. Durch Zählen und Analysieren des Streifenmusters kann ein Prüfer bestimmen, wie weit die Testfläche von vollkommener Ebenheit abweicht. Eine vollkommen ebene Fläche erzeugt vollkommen gerade, gleichmäßig verteilte Streifen; jede Unebenheit der geprüften Oberfläche verzerrt das Streifenmuster proportional dazu.
Optische Planplatten gibt es in verschiedenen Standarddurchmessern, normalerweise von 25 mm bis 150 mm, ausgewählt je nach Größe der zu prüfenden Fläche. Dickere Platten, üblicherweise 12 bis 25 mm, widerstehen Verformungen durch ihr Eigengewicht und thermische Spannungen besser als dünne. Die Oberflächengüte von 5 Microinch oder besser bedeutet, dass die Rauwerte in Millionstelzoll gemessen werden und poliert sind, damit Licht kohärent reflektiert wird. Wringing, eine Technik bei der leichter Druck und ein Tropfen Immersionsöl molekulare Haftung erzeugen, kann verwendet werden, um eine optische Planplatte während der Messung vorübergehend in Position zu halten.
Häufige Probleme und Verschleiß
Optische Planplatten sind empfindlich und bauen mit der Zeit ab. Staubpartikel, Fingerabdrücke und Kratzer streuen Licht und zerstören die Sichtbarkeit der Streifen. Direkter Kontakt zwischen der Platte und einer rauen Oberfläche beschädigt die Politur und macht die Platte unbrauchbar. Temperaturänderungen führen dazu, dass sich das Glas ungleichmäßig ausdehnt oder zusammenzieht und vorübergehend Ebenheitsfehler hervorruft. Eine Platte, die fallen gelassen, falsch gelagert oder auf rauen Materialien verwendet wurde, kann eine kleine dauerhafte Verformung entwickeln, eine sogenannte Verwölbung, die sie ungeeignet für ein Referenznormal macht.
Der Begriff optische Planplatte stammt daher, dass das Gerät das optische Phänomen der Interferenz erzeugt und die Ebenheit seiner Oberfläche seine wesentliche Eigenschaft ist. Es ist ein passives Normal, kein aktives Messinstrument; die Platte selbst wird bei Herstellung und Beglaubigung gegen ein Hauptnormal gemessen. In Fertigung und Qualitätskontrolle sind optische Planplatten unverzichtbar zum Prüfen von Kalibrierblöcken, Läppplatten, Präzisionsspindelbauteilen und allen Flächen, bei denen Ebenheit für die Funktion kritisch ist. Eine abgenutzte oder unbeschädigte optische Planplatte erzeugt irreführende Streifenmuster und ungültige Messergebnisse, daher ist häufige erneute Beglaubigung gegen eine bekannte Referenzplatte bei hochgenauer Arbeit notwendig.