Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Lasergefertigte Wunsch-Optiken

11.05.2016

Ausgewählte Projektergebnisse aus den Bereichen Lasermaterialbearbeitung von Glasoptiken und Packaging zeigt das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT auf der 13. Optatec-Messe vom 7. bis zum 9. Juni 2016 in Frankfurt. Highlights sind beispielsweise die Software »freeformOPT«, mit der sich individuelle Freiformoptiken berechnen lassen, sowie neue Laserprozesse zur Formgebung, Politur, Strukturierung und Montage von Quarzglasoptiken.

Wissenschaftler des Fraunhofer ILT in Aachen erforschen neue Laserprozesse zur Formgebung, Politur, Strukturierung und Montage von Optiken und Bauteilen aus verschiedenen optischen Gläsern und Quarzglas.


Quarzglas mit Schlitz, Ergebnis der Bearbeitung mit Inversem Laserstrahlbohren, Dicke: 6,35 mm, Winkel des Hinterschnitts: ca. 10°.

Fraunhofer ILT, Aachen


Rückseitenstrukturierung zur Gewichtsreduzierung von Optiken, Abmessungen: 20 mm x 30 mm x 8 mm, Abtragtiefe: 2 mm.

Fraunhofer ILT, Aachen

Ein Fokus liegt auf der Entwicklung einer vollständig laserbasierten digitalen Prozesskette für die Herstellung von Asphären und Freiformoptiken. Auf der internationalen Fachmesse für optische Technologien, Komponenten und Systeme stellen die Wissenschaftler Projektergebnisse und Demonstratoren aus den verschiedenen Forschungsgebieten vor.

Laserbasierte Prozesskette für die Fertigung von Freiformoptiken

Zur Formgebung von Linsenoberflächen wird das Glas zunächst schichtweise lokal mit mehreren mm³/s abgetragen. Ein anschließender Laserpolierprozess glättet die Oberfläche durch Umschmelzen einer dünnen Randschicht ohne Materialabtrag – bei Flächenraten von bis zu 5 cm2/s. Ergebnis ist eine Rauheit bis in den Subnanometerbereich.

Mit einem letzten Feinabtrag, dem Laser Beam Figuring, lassen sich über einen Verdampfungsprozess lokal noch einmal gezielt Schichtdicken im Nanometerbereich entfernen (bis unter 5 nm, bei lateraler Ortsauflösung von unter 100 µm). Dieser Schritt wird für die Verringerung noch bestehender langwelliger Rauheiten und Formfehler entwickelt, die beim Laserpolieren nicht entfernt werden können.

Auslegung von Freiformoptiken

Die in Aachen entwickelte Software »freeformOPT« ermöglicht die Berechnung verschiedener Freiformoptikflächen mit über 100.000 Freiheitsgraden und bietet Schnittstellen zu CAD- und Optiksoftware. Die CAD-Konstruktionszeichnungen lassen sich direkt für entsprechende Fertigungsmaschinen verwenden.

Geometriefreiheit und Wirtschaftlichkeit durch Lasereinsatz

Im Gegensatz zu konventionellen Schleif- und Polierverfahren sind die Prozesse bei der berührungslosen Laserbearbeitung weitgehend verschleißfrei. Mit geringen Spotdurchmessern und kontrollierbaren Intensitätsprofilen wird eine hohe Geometriefreiheit für die Oberflächen erzielt. Die Prozesszykluszeiten sind gering und nahezu unabhängig von der Komplexität der Oberfläche, ob Sphäre, Asphäre oder Freifomoptik.

Einsatzgebiete der so gefertigten Optikelemente sind etwa im Innen- und Außenbeleuchtungsbereich, im Automobilbau oder im Laseroptikbereich selbst denkbar. Mit einer Rückseitenstrukturierung von optischen Komponenten lässt sich beispielsweise für den Leichtbau das Gewicht von Bauteilen reduzieren.

Große Vielfalt der Lasermaterialbearbeitung auf der Optatec 2016

Mit Inversem Laserstrahlbohren werden Löcher mit großen Aspektverhältnissen (~1:200) in dielektrische Materialien gebohrt. Applikationsbeispiele sind kleine, muschelausbruchfreie Löcher der Größenordnung 100 µm in Spiegelsubstraten zum Überlagern oder Separieren von Strahlenbündeln, aber auch das Strukturieren photonischer Faservorformen mit großer Geometriefreiheit.

Ausgestellt werden auch robuste optomechanische Bauelemente, die in gepulsten Lasern für die satellitenbasierte Klimaforschung Anwendung finden werden. Durch Lötverbindungen werden besondere Verkippstabilitäten einzelner Schlüsselkomponenten erreicht. Zudem ermöglicht der Verzicht auf organische Stoffe geringe Ausgasungsraten und somit hohe Lebensdauern.

Beim Glasfrit-Bonden wird die räumlich begrenzte Einbringung von Laserlicht in die Fügezone genutzt, um homogene und rissfreie Verbindungen zu realisieren. Sensible OLED-Schichten oder Mikrosensoren lassen sich so verkapseln. Gezeigt werden unterschiedliche Anwendungsbeispiele des Verfahrens bis zu einer Größe von 340 mm x 340 mm.

Unsere Experten auf der Optatec 2016

Das Fraunhofer ILT ist auf dem Fraunhofer-Gemeinschaftsstand D50 in Halle 3.0 der Messe Frankfurt mit Ergebnissen aus der aktuellen Forschung vertreten. Rund 570 Aussteller präsentieren auf der internationalen Fachmesse Innovationen und Neuentwicklungen aus den Bereichen optische Technologien, Komponenten und Systeme.

Ansprechpartner

Dipl.-Phys., Dipl.-Volksw. Dominik Esser
Telefon +49 241 8906-437
dominik.esser@ilt.fraunhofer.de

Dr.-Ing. Edgar Willenborg
Telefon +49 241 8906-213
edgar.willenborg@ilt.fraunhofer.de

Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
Steinbachstraße 15
52074 Aachen

Weitere Informationen:

http://www.ilt.fraunhofer.de

Petra Nolis | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Weitere Berichte zu: Fraunhofer-Institut Geometriefreiheit ILT Lasereinsatz Lasertechnik

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Medica 2019: Pharmaceuticals - new process quickly shows efficacy
12.11.2019 | Technische Universität Kaiserslautern

nachricht Medica 2019: Arteriosklerose – neue Techniken helfen, richtigen Katheter und Lage von Gefäßverengung zu finden
11.11.2019 | Technische Universität Kaiserslautern

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Eine Fernsteuerung für alles Kleine

Atome, Moleküle oder sogar lebende Zellen lassen sich mit Lichtstrahlen manipulieren. An der TU Wien entwickelte man eine Methode, die solche „optischen Pinzetten“ revolutionieren soll.

Sie erinnern ein bisschen an den „Traktorstrahl“ aus Star Trek: Spezielle Lichtstrahlen werden heute dafür verwendet, Moleküle oder kleine biologische Partikel...

Im Focus: Atome hüpfen nicht gerne Seil

Nanooptische Fallen sind ein vielversprechender Baustein für Quantentechnologien. Forscher aus Österreich und Deutschland haben nun ein wichtiges Hindernis für deren praktischen Einsatz aus dem Weg geräumt. Sie konnten zeigen, dass eine besondere Form von mechanischen Vibrationen gefangene Teilchen in kürzester Zeit aufheizt und aus der Falle stößt.

Mit der Kontrolle einzelner Atome können Quanteneigenschaften erforscht und für technologische Anwendungen nutzbar gemacht werden. Seit rund zehn Jahren...

Im Focus: Der direkte Weg zur Phosphorverbindung: Regensburger Chemiker entwickeln Katalysemethode

Wissenschaftler finden effizientere und umweltfreundlichere Methode, um Produkte ohne Zwischenstufen aus weißem Phosphor herzustellen.

Pflanzenschutzmittel, Dünger, Extraktions- oder Schmiermittel – Phosphorverbindungen sind aus vielen Mitteln für den Alltag und die Industrie nicht...

Im Focus: Atoms don't like jumping rope

Nanooptical traps are a promising building block for quantum technologies. Austrian and German scientists have now removed an important obstacle to their practical use. They were able to show that a special form of mechanical vibration heats trapped particles in a very short time and knocks them out of the trap.

By controlling individual atoms, quantum properties can be investigated and made usable for technological applications. For about ten years, physicists have...

Im Focus: Neu entwickeltes Glas ist biegsam

Eine internationale Forschungsgruppe mit Beteiligung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften hat ein Glasmaterial entwickelt, das sich bei Raumtemperatur bruchfrei verformen lässt. Das berichtet das Team aktuell in "Science". Das extrem harte und zugleich leichte Material verspricht ein großes Anwendungspotential – von Smartphone-Displays bis hin zum Maschinenbau.

Gläser sind ein wesentlicher Bestandteil der modernen Welt. Dabei handelt es sich im Alltag meist um sauerstoffhaltige Gläser, wie sie etwa für Fenster und...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Chemnitzer Linux-Tage 2020: „Mach es einfach!“

18.11.2019 | Veranstaltungen

Humanoide Roboter in Aktion erleben

18.11.2019 | Veranstaltungen

1. Internationale Konferenz zu Agrophotovoltaik im August 2020

15.11.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neuer Weg entdeckt, um Killerzellen «umzuprogrammieren»

19.11.2019 | Biowissenschaften Chemie

Supereffiziente Flügel heben ab

19.11.2019 | Materialwissenschaften

Energiesysteme neu denken - Lastmanagement mit Blockheizkraftwerk

19.11.2019 | Energie und Elektrotechnik

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics