Fraunhofer-GesellschaftVideo: Freiform – Qualitätssprung bei optischen Systemen
Stifterverbandspreisträger:
Dr. Ramona Eberhardt, Fraunhofer IOF
Sven Kiontke, asphericon GmbH
Prof. Dr. Herbert Gross, Institut für Angewandte Physik der FSU Jena
Jürgen Zosel, ORAFOL Fresnel Optics GmbH
Dr. Alexander Pillukat, Jena-Optronik GmbH
Lutz Reichmann, JENOPTIK Optical Systems GmbH
Dr. Stefan Jakobs, Optics Balzers Jena GmbH
Dr. Christian Hell, Photonic Sense GmbH
Dr. Uta Jauernig, POG Präzisionsoptik Gera GmbH
Dr. Ralf Henkel, VITRON Spezialwerkstoffe GmbH
Mit freiformoptischen Systemen eröffnet das Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF eine neue Ära bei optischen Systemen. Die Technologie ermöglicht neue Funktionen bei besonders kompakter Bauweise. Gemeinsam mit Partnern hat das Fraunhofer IOF eine umfassende Technologie-Plattform erstellt, die alle Kompetenzen von der Entwicklung bis zur Fertigung abdeckt.
Licht ist ein universal einsetzbarer und leistungsfähiger Energieträger und spielt in immer mehr Branchen und Märkten eine bedeutende Rolle. In der Kommunikation, beim Austausch von Daten, bei der Energiegewinnung oder in der Optik. Doch die bisher üblichen Optiken in sphärischer oder asphärischer Bauart stoßen an ihre Grenzen. Leistungsfähige Optikprodukte werden immer komplizierter. Demgegenüber fordern Digitalisierung, immer kürzere Produktzyklen und der Trend zur Miniaturisierung innovative Technologien.
Eine besonders vielversprechende Technologie sind die sogenannten Freiformoptiken. Durch beliebig formbare Oberflächenprofile sind neue Funktionen möglich und dies bei verbesserter Abbildungsqualität und sehr kompakter Bauweise.
Ein Forscherteam am Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena hat hier einen entscheidenden Fortschritt erzielt. Gemeinsam mit zahlreichen Industriepartnern und der Universität Jena hat das IOF-Team Entwicklung und Design freiformoptischer Systeme erforscht und dabei auch innovative Fertigungsmethoden entwickelt. Vom hochpräzisen Schliff der Optiken über die Beschichtung und Vergütung der komplex geformten Oberflächen bis hin zum Polieren der Gläser haben die Forschenden eine Reihe von technischen Herausforderungen erfolgreich gelöst.
Viele neue Anwendungen und Funktionen
Erste Demonstratoren zeigen die Funktionsfähigkeit und das Leistungspotenzial der neuen Technologie, beispielsweise als Infrarotoptik für Rettungskräfte, als leistungsfähige und doch kompakte Spezialoptik für Weltraumteleskope oder als Fahrerassistenzsystem. Daneben werden durch die freiformoptischen Systeme viele andere Anwendungen möglich, beispielsweise bei der Erd- und Wetterbeobachtung in der Umwelttechnik sowie in den Bereichen Automotive und Public Safety.
Unter der Projektleitung von Fraunhofer IOF-Forscherin Dr. Ramona Eberhardt und ihrem Team ist eine ganzheitliche Technologie-Plattform entstanden, bei der zahlreiche Industriepartner, darunter Unternehmen wie Jenoptik und Asphericon, ihr Know-how einbringen. Die vielfältigen Kompetenzen des Verbunds decken die ganze Prozesskette ab – von Entwicklung und Design über die Fertigung bis hin zur Systemintegration. Zudem arbeitete das Konsortium aktiv an der Gestaltung des neuen DIN-Standards »Allgemeine Beschreibung von Oberflächen und Freiformflächen« mit. Das vom BMBF geförderte Projekt trägt auch wesentlich zur Stärkung der Optikbranche in Thüringen und insbesondere der Region Jena bei.