Demcon heeft met succes een industriële en moderne variant van de Nanomefos ontwikkeld voor Dutch United Instruments. Het optomechatronisch concept van de Nanomefos is ruim tien jaar geleden door TNO en de TU Eindhoven ontwikkeld en nu doorontwikkeld door Demcon. Nanomefos staat voor Nanometer Accuracy Non-contact Measurement of Freeform Optical Surfaces. Sinds de productie van optiek met asferische en freeform oppervlakken een hoge vlucht heeft genomen, is ook de vraag naar bijbehorende meetsystemen toegenomen. Met deze meetsystemen kan namelijk de productie van freeform optiek gecontroleerd en verbeterd worden. Toepassingen van freeform optiek liggen in lithografie, ruimtevaart en astronomie, maar ook in smartphones en microscopen. Het gaat hierbij om spiegels en lenzen die met nanometernauwkeurigheid moeten worden gefabriceerd.
De Nanomefos vormt dankzij het ingenieuze mechatronische ontwerp een state-of-the-art oplossing met een contactloos meetprincipe dat zorgt voor een hoge snelheid van meten. Voor commerciële toepassing heeft Demcon als specialist in de relevante disciplines metrologie, optiek en mechatronica de benodigde modernisering en industrialisatie verzorgd. Onder leiding van de business unit Focal optomechatronic systems en in nauwe samenwerking met de CTO van DUI, Rens Henselmans, is in korte tijd een compleet herontwerp gemaakt van TNO’s laboratoriumuitvoering en bijbehorende besturingssoftware. De nadruk lag daarbij op kostprijs, robuustheid, maakbaarheid en gebruiksgemak.
Het eerste resultaat van de modernisering is de NMF600 S. De 600 verwijst naar het meetbereik van 600 mm (diameter). Voor de target van tien nanometer moest Demcon in het ontwerp een zeer hoge mechanische stabiliteit en een uitgekiend metrologiesysteem realiseren met in achtneming van de eisen die de industrie vraagt. Daarnaast is voorzien in uitgebreide dataverwerking voor het elimineren van systematische fouten in de metingen.
Het ontwerp van de optische meetkop is gebaseerd op een confocaal meetprincipe. Hiermee kunnen – ook bij een significante tilt van het te meten oppervlak ten opzichte van de meetkop – nauwkeurige metingen worden uitgevoerd. Zo komt een grotere mate van freeform binnen het meetbereik. Tevens is de koppeling van de meetkop en de rotatie-as aan de ‘vaste wereld’ vernieuwd, zodat met minder en eenvoudiger componenten een vergelijkbare nauwkeurigheid kan worden gerealiseerd als bij het prototype van TNO.
Overigens is het hele systeem compacter uitgevoerd, waardoor de footprint van de NMF600 S is gehalveerd ten opzichte van het Nanomefos prototype. Een ander groot voordeel is dat de NMF600 S kan meten aan onbewerkte glasoppervlakken. Hierdoor kunnen in een eerder stadium van de lensfabricage al metingen worden uitgevoerd en dat kan het fabricageproces significant verkorten.
Verder zorgde Demcon ervoor dat de meetmachine gemakkelijk is te gebruiken in het fabricageproces voor freeform optiek, met een vereenvoudigde bediening, die aansluit bij de gebruikte methodes en standaarden. Testen op allerlei freeform objecten hebben aangetoond dat de NMF600 S ruimschoots voldoet aan de technische specificaties. De eerste twee systemen zijn succesvol opgeleverd, de derde staat in de steigers en er worden plannen gemaakt om een NMF350 S te ontwikkelen. De ‘350’ mikt op reguliere optica, de ‘600’ is vooral bedoeld voor de bijzondere optiek in telescopen en toepassingen in de ruimte. Voor de industriële opvolger van de Nanomefos geldt dat ‘the sky is the limit’.
