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Ein Positionsmesssystem für den Nanometerbereich für ein Gerät, insbesondere ein Rastersondenmikroskop, besteht aus zwei einfachen optischen Komponenten, einem Sender (5) und einem Empfänger (6), die in äusserst geringem Abstand, d. h. nur wenige Zehntelmillimeter voneinander entfernt, einerseits am ortsfesten, andrerseits an demjenigen beweglichen Geräteteil (3) angeordnet sind, dessen Position relativ zum ortsfesten Geräteteil (1) bestimmt werden soll. Der Sender (5) ist ein elektro-optischer Sender, vorzugsweise eine IR-LED. Der Empfänger (6) ist ein mehrteiliger opto-elektrischer Empfänger aus mindestens zwei, für eine zweidimensionale Positionsbestimmung vier unabhängig separat auslesbaren Detektoren, die in Messrichtung benachbart angeordnet sind. Die Abbildung (”Lichtfleck”) auf dem Empfänger ist kleiner oder gleich gross wie die entsprechende Ausdehnung eines der Detektoren in Messrichtung und kann ggf. durch eine Maske begrenzt werden. In einer Erweiterung des Systems ist der Empfänger neben dem Sender am ortsfesten Geräteteil (1) angebracht und ein vorzugsweise fokussierender Spiegel am beweglichen Geräteteil (3). Der Spiegel erzeugt auf dem Empfänger eine Abbildung des Senders. In einer weiteren Modifikation ist die Maske am beweglichen Geräteteil angebracht, während Sender und Empfänger ortsfest angeordnet sind. Eine einfache und schnelle Auswertung durch Summen- und Differenzbildung der von den Detektoren erzeugten, elektrischen Signalen ermöglicht eine zuverlässige Positionsbestimmung auf ca. 0,1 nm oder weniger, was mit keiner der bekannten Lösungen in dieser Einfachheit erreichbar ist. |
