Am Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT entstehen mit neuen Laserverfahren Lösungen für die Fertigung von Optiken. Diese ermöglichen es, Bauteile mit minimaler Rauheit und hoher Funktionalität zu produzieren – vom Mikrolinsenarray bis zur Freiformoptik. „Mit unseren Laserverfahren bringen wir Optiken direkt in Form – ohne Umwege, ohne Umspannen, schnell und günstig“, sagt Dr. Edgar Willenborg, der das Thema Optikfertigung am Fraunhofer ILT mit aufgebaut hat. Besonders bei komplexeren Geometrien erreichen die Forscher hohe Effizienz.
Linsen in einer Aufspannung bearbeiten
Ein zentrales Verfahren ist das selektive laserinduzierte Ätzen (SLE), mit dem Linsen in einer einzigen Aufspannung auf Vorder- und Rückseite sowie am Rand bearbeitet werden. Diese Methode reduziert Produktionszeiten und Kosten. Eine weitere Technik, die Laserablation, ermöglicht es, komplexe Formen aus günstigen Glaskörpern zu schaffen – wie Asphären oder Freiformoptiken, die in Kameras oder Sensoren zum Einsatz kommen.
Veredelung mit Lasertechnik
Nach der Formgebung folgt die Veredelung: Laserpolieren Oberflächen, die durch vorherige Bearbeitung noch rau sind. Der Laser erwärmt die Oberfläche dabei so feinfühlig, dass kleinste Unebenheiten innerhalb weniger Sekunden und ohne mechanischen Kontakt verschmelzen. Für besonders hohe Anforderungen an die Formgenauigkeit forschen Willenborg und sein Team am Laser Beam Figuring (LBF). Dabei werden kleinste Formabweichungen in Nanometerschichten gezielt abgetragen und korrigiert, was etwa für Hochleistungsoptiken entscheidend ist.
Neue Verfahren für die Montage optischer Systeme
Neben der Formgebung und Politur entwickelt das Fraunhofer ILT auch Verfahren für die Montage optischer Systeme. Dazu gehören das präzise Verkleben oder Verlöten von Bauteilen, damit diese auch unter Belastung stabil bleiben. „Unsere Verfahren sind besonders dann gefragt, wenn klassische Fertigungsmethoden an ihre Grenzen stoßen“, sagt Dr. Willenborg. Komplexe Geometrien und Materialien, die mit traditionellen Methoden schwierig oder teuer zu bearbeiten sind, lassen sich effizient und kostengünstig mit Lasertechnologien realisieren.