Aktuelles › Beschich­tungs­tech­no­lo­gien und Freiformoptiken

Fraun­ho­fer IOF auf der Pho­to­nics West 2020

Das Jenaer Fraun­ho­fer-Insti­tut für Ange­wandte Optik und Fein­me­cha­nik IOF prä­sen­tiert auch die­ses Jahr neue state-of-the-art Ent­wick­lun­gen auf Nord­ame­ri­kas größ­ter Pho­tonik­messe, dar­un­ter Beschich­tungs­tech­no­lo­gien und addi­tiv gefer­tigte Metall­spie­gel für Welt­raum­an­wen­dun­gen. Ein beson­de­res High­light ist die­ses Jahr der öffent­li­che Work­shop des Wachs­tums­kerns fo+ [free­form optics plus] rund um das Thema Frei­form­tech­no­lo­gien. Neben Vor­trä­gen regio­na­ler Part­ner stellt das Fraun­ho­fer IOF hier seine Kom­pe­ten­zen in den Berei­chen Metall­op­ti­ken und Addi­tive Fer­ti­gung vor. Der Ein­tritt ist frei.

Wenn sich über drei­ßig Unter­neh­men und For­schungs­ein­rich­tun­gen aus Jena und Umge­bung auf den Weg nach San Fran­cisco bege­ben, kann dies nur eines bedeu­ten: Die Pho­to­nics West steht wie­der an. Vom 1. bis 6. Februar 2020 zeigt die Optik­re­gion auf Nord­ame­ri­kas größ­ter Pho­tonik­messe, was sie kann. Unter den ins­ge­samt rund 1300 Aus­stel­lern ist auch das Fraun­ho­fer IOF aus Jena. Das Insti­tut ist mit einer Viel­zahl pho­to­ni­scher Tech­no­lo­gien auf dem Ger­man Pavi­lion vertreten.

Beschich­tun­gen auf belie­big geform­ten Oberflächen

Gezeigt wer­den unter ande­rem neue Beschich­tungs­tech­no­lo­gien, die in der Halb­lei­ter­indus­trie zum Ein­satz kom­men. Durch Atom­la­gen­ab­schei­dung (ALD) las­sen sich opti­sche Schich­ten prä­zise auf belie­big geformte Opti­ken und nano-/mi­kro­struk­tu­rierte Bau­teile auf­tra­gen. Auch die Dicke und Zusam­men­set­zung der Filme lässt sich mit­tels ALD bes­ser kon­trol­lie­ren. Zur Ver­deut­li­chung wer­den Inter­fe­renz-Mehr­schicht­sys­teme wie Anti­re­flex­be­schich­tun­gen, dich­roi­ti­sche Spie­gel und Band­pass­fil­ter vor­ge­stellt. ALD ist der­zeit eine weit ver­brei­tete Methode in der Halb­lei­ter­fer­ti­gung, die häu­fig zur Her­stel­lung iso­lie­ren­der Schich­ten auf Nano­struk­tu­ren ein­ge­setzt wird. Es kann auch zur Ver­bes­se­rung der Leis­tung von Solar­zel­len oder Bat­te­rien ein­ge­setzt werden.

Addi­tive Her­stel­lung von opti­schen Freiformspiegeln

Prä­zi­si­ons­op­tik aus dem 3D-Dru­cker – das klingt ein­fach, erfor­dert aber die Ent­wick­lung einer kom­ple­xen Pro­zess­kette. Bei addi­ti­ven Ver­fah­ren wie dem selek­ti­ven Laser­schmel­zen (Selec­tive Laser Mel­ting, SLM) wird ein Metall­pul­ver mit dem Laser ent­lang einer vor­ge­ge­be­nen Kon­tur im Pul­ver­bett umge­schmol­zen. Der Pro­zess wird schicht­weise wie­der­holt, bis am Ende ein kom­plet­tes Werk­stück aus Metall vor­liegt, das für opti­sche Anwen­dun­gen ultra­prä­zise nach­be­ar­bei­tet und ver­gü­tet wer­den kann. Noch wer­den Metall­op­ti­ken häu­fig kon­ven­tio­nell gefer­tigt, aber addi­tive Ver­fah­ren bie­ten gleich meh­rere Vor­teile und ermög­li­chen neben der erhöh­ten Design­frei­heit, einen extre­men Leicht­bau und das Ver­bin­den von ver­schie­de­nen opti­schen Ele­men­ten in einer ein­zi­gen Leicht­bau­struk­tur. Dabei lässt sich der Jus­ta­ge­auf­wand deut­lich ver­rin­gern und signi­fi­kante Mas­se­e­in­spa­run­gen bei hoher Stei­fig­keit erreichen.

Die Exper­ten des Fraun­ho­fer IOF prä­sen­tie­ren kon­ven­tio­nell und addi­tiv gefer­tigte Prä­zi­si­ons­op­ti­ken, dar­un­ter ein Topo­lo­gie-opti­mier­tes, addi­tiv gefer­tig­tes TMA-Spie­gel­sys­tem mit dop­pel­wan­di­ger Rah­men­kon­struk­tion für Tele­sko­p­an­wen­dun­gen, bei dem eine Mas­sen­re­du­zie­rung von etwa 70 % erreicht wurde.

Sie fin­den uns und unsere Expo­nate vom 1. bis 6. Februar 2020 im Ger­man Pavi­lion (Moscone Cen­ter), Stand 4545–21.

Work­shop »FREE your mind – FORM your optics«

Ein dies­jäh­ri­ges High­light ist außer­dem der öffent­li­che Work­shop des regio­na­len Optik-Wachs­tums­kerns fo+ [free­form optics plus], des­sen Pro­jekt­part­ner an der Ent­wick­lung und Ver­mark­tung inno­va­ti­ver frei­form­op­ti­scher Sys­teme arbei­ten, unter ande­rem für Anwen­dun­gen in der Laser­ma­te­ri­al­be­ar­bei­tung, Bild­ver­ar­bei­tung und Auto­mo­tive-Sen­so­rik. Tau­schen Sie sich aus und erfah­ren Sie Neues über die unbe­grenz­ten Mög­lich­kei­ten der Frei­form­op­tik – ihr Design und ihre Mate­ria­lien, bis hin zu her­vor­ra­gen­den Beschich­tun­gen sowie Fer­ti­gungs­mög­lich­kei­ten. Beginn ist am 4. Februar um 14:00 (Public Demo Area, Halle E/F). Der Ein­tritt ist frei.

Vor­träge des Fraun­ho­fer CAPS

Die Welt­leit­messe ist ein­ge­bet­tet in eine wis­sen­schaft­li­che Tagung, an der For­scher des Fraun­ho­fer IOF mit vie­len Vor­trä­gen betei­ligt sind, unter ande­rem zu neu­ar­ti­gen Anwen­dun­gen von Ultra­kurz­puls­la­sern und Laser­quel­len. Die Ergeb­nisse wur­den im Rah­men des Fraun­ho­fer Clus­ters of Excel­lence CAPS (»Clus­ter of Excel­lence Advan­ced Pho­ton Sources«) gewonnen:

3. Februar 2020 | 13:30 – 14:00 Uhr

7.2‑kW ultra­fast fiber laser based on cohe­rent combination

Michael Mül­ler (Insti­tut für Ange­wandte Phy­sik, FSU Jena)

4. Februar 2020 | 15:30 – 16:00 Uhr

Soft x‑ray high order har­mo­nic genera­tion dri­ven by high repe­ti­tion rate ultra­fast thu­lium-doped fiber lasers

Mar­tin Geb­hardt (Insti­tut für Ange­wandte Phy­sik, FSU Jena)

5. Februar 2020 | 11:10 – 11:30 Uhr

The sen­si­ti­vity of the mode insta­bi­lity thres­hold to dif­fe­rent types of inten­sity noise

Chris­toph Stihler

 

Kon­takt

Annika Höft
Fraun­ho­fer IOF
Albert-Ein­stein-Straße 7
07745 Jena
03641 807–259