Aufbau eines Kalibriersystems zur Schubmessung (μN) basierend auf Photonendruck

Abstract

Diese Arbeit befasst sich mit der Aufgabe, ein Kalibriersystem für Schubmessungen im μN-Bereich basierend auf Photonendruck zu realisieren. Hierzu wurden zwei ineinander verschachtelte Laserresonatoren aufgebaut. Durch Reflektion der Strahlung an einem Spiegel, der sich auf einer Torsionswaage befindet, wurden definierte Kräfte übertragen, die sich im Bereich von 0,5 μN bis 250 μN befinden. Hierbei wurden verschiedene Betriebsmodi der Waage verwendet (Open- und Closed-Loop). Durch Vergleich der theoretisch durch die Laserstrahlung aufgebrachten Kräfte mit Kräften, die sich durch das Wägesystem und den Betriebsmodus ergeben, konnte festgestellt werden, dass eine Kalibration mittels Photonendruck möglich ist. Der Vorteil dieser Kalibriermethode ist die absolute Trennung von Kalibrier- und Messvorgang. Nachteilig sind der hohe Material und Energieaufwand sowie die primär durch die Leistungsmessung des Lasers bedingte Ungenauigkeit.