Das Forscherteam des IST hat mit der Entwicklung des Produktionssystems Eoss (Enhanced Optical Sputtering System) eine neue Ära in der Präzisionsoptik eingeleitet. „Unser Ziel war es, die Herstellung hochpräziser optischer Schichten industriell skalierbar, effizient und flexibel zu gestalten“, sagt Dr. Michael Vergöhl, Abteilungsleiter Optische und elektronische Systeme am IST und wissenschaftlicher Motor des Projekts. Mit dem Eoss-Produktionssystem und der ergänzend entwickelten Steuerungs- und Monitoring-Software Mocca+ (Modular Optical Coating Control Application) haben es die Forscher geschafft, Wissenschaft in ein industrielles Produkt zu überführen. Die Anwendungsfelder reichen von autonomem Fahren und Medizintechnik bis zu Smartphone-Optiken, Telekommunikation und Raumfahrt.
Optische Schichten simultan von zwei Seiten abscheiden
Erstmals nutzt das Eoss-System drehbare Doppelrohrkathoden, so genannte Rotatable Magnetrons. In Kombination mit neuartigen Mischtargets aus Metall und Metalloxid gelingt ein reaktivgasfreier und stabiler Beschichtungsprozess. Die räumlich getrennte Plasmanachreaktion und die nach oben gerichtete, partikelarme Konstruktion sorgen dafür, dass die Komponenten gleichmäßig und zuverlässig gefertigt werden. Ein weiterer Durchbruch ist die simultane doppelseitige Abscheidung optischer Schichten. „Die Möglichkeit, gleichzeitig beidseitig zu beschichten, eröffnet eine verdoppelte Produktivität sowie die Beschichtung sehr dünner Substrate bei höchster Prozessstabilität und Uniformität – das war bislang nicht denkbar“, erläutert Vergöhl. Stabile Uniformitäten nahe 100 % bleiben über einen bis zu zehnmal längeren Produktionszeitraum als bei bisherigen Systemen erhalten. Ergänzt wird die Hardware durch Mocca+, eine Steuer- und Monitoring-Software, die Prozessführung, Datenerfassung und Analyse konsolidiert. Mocca+ ermöglicht die Echtzeit-Überwachung des Beschichtungsprozesses – ein Novum in der industriellen Produktion.
System bewährt sich bereits in der Industrie
Die industrielle Verwertung der Eoss-Plattform hat Projekte beschleunigt, unter anderem die Multi-Gradientenfilter im Rainbow-Projekt mit Airbus Defence and Space, Vista GmbH und dem Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF. Ein weiteres Beispiel ist die Entwicklung von Laserschutzfiltern für Pilotenbrillen, die bereits in die Serienfertigung übergehen.
Der wirtschaftliche Erfolg unterstreicht die Bedeutung des Projekts: Zahlreiche Eoss-Produktionssysteme wurden bereits über Partner auf den Markt gebracht, zum Beispiel unter dem Namen FHR.Star/Eoss mit der FHR Anlagenbau GmbH beziehungsweise in der Nachfolgegeneration als Opta X mit der Von Ardenne GmbH.