Highly accurate flatness measurements are needed for synchrotron optics, optical flats, or optical mirrors. Recently, two new scanning deflectometric flatness measurement systems have been installed at the Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB). The two systems (one system for horizontal and the other for vertical specimens) can measure specimens with sizes up to one metre with an expected uncertainty in the sub-nanometre range. In addition to the classical deflectometric procedure, also the 'extended shear angle difference (ESAD)' and the 'exact autocollimation deflectometric scanning (EADS)' procedures are implemented. The lateral resolution of scanning deflectometric techniques is limited by the aperture of the angle measurement system, usually an autocollimator with typical apertures of a few millimetres. With the EADS procedure, the specimen is scanned with an angular null instrument which has the potential to improve the lateral resolution down to the sub-millimetre region. A new concept and design of an appropriate angular null instrument are presented and discussed.

The paper deals with cantilevers made from monocrystalline silicon by processes of microtechnology. The cantilevers are passive structures and have no transducers. The application as a material measure for the inspection of stylus forces is in the center of investigations. A simple method is the measurement of the deflection of the cantilever at the position of load by the force if the stiffness of the cantilever at this position is known. Measurements of force–deflection characteristics are described and discussed in context with the classical theory of elastic bending. The methods of determining the stiffness are discussed together with results. Finally, other methods based on tactile measurements along the cantilever are described and tested. The paper discusses comprehensively the properties of concrete silicon chips with cantilevers to underpin its applicability in industrial metrology. The progress consists of the estimation of the accuracy of the proposed method of stylus force measurement and the extraction of information from a tactile measured profile along the silicon cantilever. Furthermore, improvements are proposed for approaches to an ideal cantilever.

Small angle deflectometric measurements with submillimeter lateral resolution are extremely challenging up to now. The combination of the ‘Exact Autocollimation Deflectometric Scanning’ mode with an appropriate null angle sensor has the potential to measure topographies in the nanometer range with submillimeter lateral resolution.

Zusammenfassung: Wir zeigen den Vergleich zweier interferometrischer Verfahren zur Formprüfung anhand einer Messung an einer Zylinderlinse. Das erste Verfahren, die Multiple Aperture Shear Interferometry (MArS), basiert auf der Messung der Kohärenzfunktion mittels eines Scher-Interferometers. Es erlaubt interferometrische Messungen unter gleichzeitiger Verwendung mehrerer unabhängiger und teilkohärenter Lichtquellen, und ermöglicht so eine flexible, an den Prüfling anpassbare Ausleuchtung. Als Vergleichsverfahren kommt die Computational Shear Interferometry (CoSI) zur Messung von Wellenfronten zum Einsatz. Da beide Messverfahren auf einem Scher-Interferometer basieren, ist ein direkter Vergleich unter identischen Umgebungsbedingungen möglich.

Zusammenfassung: Im Rahmen dieses Beitrages wird die Weiterentwicklung eines Michelson-Interferometer- Aufbaus [3, 4] zur Messung von Formabweichungen rotierender Messobjekte vorgestellt. Das Interferometer nutzt eine sinusförmige Weglängenmodulation im Referenzarm, um Oberflächen rotierender Messobjekte mithilfe einer Zeilenkamera zu erfassen. Der Sensor wurde um zwei zusätzliche interferometrisch messende Punktsensoren erweitert, welche gegenüber einer bekannten Referenzfläche sowohl stochastische als auch systematische Abweichungen der Rotationsbewegung mit einer minimalen Messunsicherheit von unter 1nm erfassen können [7, 8] und so den Einsatz einer kostengünstigen Rotationsachse ermöglichen. Aus den Messdaten der Punktsensoren werden in Echtzeit relative Abstandswerte errechnet. Diese werden gespeichert und nach der Messung zur Korrektur der ebenfalls in Echtzeit ermittelten Höhenwerte des Liniensensors verwendet. Ergebnisse einer Messung unter Verwendung einer Rotationsachse mit starken stochastischen Höhenabweichung werden sowohl mit als auch ohne Korrektur anhand der Punktsensorergebnisse gezeigt. Ein optimiertes mechanisches Design wird vorgestellt, welches durch eine reduzierte Anzahl mechanischer Komponenten die Empfindlichkeit des Sensors gegen äußere Störeinflüsse reduziert.