Optikfertigung

Für die Fertigung von Optiken und optischen Komponenten stehen in den Instituten des Fraunhofer-Verbunds Light & Surfaces verschiedene Verfahren zur Formgebung und zur Beschichtungstechnik zur Verfügung. Das Fraunhofer IOF stellt mittels Ultrapräzisionsbearbeitung Metallspiegel, Gitter und kunststoffbasierte Linsen und Linsenarrays her. Dabei werden Diamantwerkzeuge zur Bearbeitung von Metall-, Kristall- und Kunststoffoptiken für die Anwendung im Wellenlängenbereich von 14 µm bis 6 nm eingesetzt. Zur Korrektur der diamantbearbeiteten Oberflächen wird am Fraunhofer IOF magnetorheologisches Polieren (MRF) benutzt. Dadurch können komplexe Oberflächen (Asphären, optische Freiformflächen oder Arrays) mit ultrapräziser Genauigkeit hergestellt werden.

Lithographische Techniken erlauben am Fraunhofer IOF die simultane Herstellung einer großen Zahl von Elementen mit höchster, lateraler Genauigkeit, eine wichtige Voraussetzung für die Mikrooptik-Integration im Wafermaßstab. Als äußerst flexibles direkt-schreibendes Verfahren ermöglicht die maskenlose Grautonlithographie die Erzeugung hochpräziser mikrooptischer Elemente, Mikrostrukturen und Oberflächenprofilen.

Die Herstellung von Mikrolinsenarrays durch Reflow von Photoresist und anschließendem Transfer über reaktives Ionenätzen (RIE) wird als etablierte Technologie am Fraunhofer IOF eingesetzt. Zur Replikation von Mikrooptiken wird die UV-Abformung als Verfahren zur Herstellung von Mikrooptik im Wafermaßstab eingesetzt. Dazu wird in einem Kontakt-Mask-Aligner flüssiges Polymerharz zwischen einem Substrat (z. B. Glas- oder Halbleiterwafer) und einem transparenten Abformwerkzeug UV-gehärtet.

Optikbeschichtung

Für die Beschichtung von Optiken hat das Fraunhofer IST mit der Entwicklung und dem Aufbau der Beschichtungsplattform EOSS^® neue Möglichkeiten für die Abscheidung anspruchsvoller, optischer Beschichtungen geschaffen. Hierbei werden nicht nur extrem defektarme Beschichtungen realisiert, sondern es sind auch komplizierte Schichtdesigns mit einer Vielzahl von Schichten bei extremer Präzision und Uniformität der Beschichtung darstellbar. An der Beschichtungsplattform EOSS^® konnte gezeigt werden, dass das Konzept mit Rotatable-Kathoden und optimierten Sputtertargets hervorragend geeignet ist, um homogene optische Filterbeschichtungen herzustellen, die über einen Zeitraum von vielen Wochen extrem stabil sind.

Darüber hinaus werden am Fraunhofer FEP Prozesse und Technologien entwickelt, um elektrische, optische, akustische oder magnetisch wirksame Schichten und Schichtsysteme mit Vakuumverfahren präzise und homogen auf große Flächen aufzubringen. So werden die Grundlagen für neue Produkte in den Branchen Optik, Elektronik und Sensorik, Photovoltaik, Speichermedien sowie in der Biomedizintechnik gelegt. Für unsere Kunden entwickeln die Institute kostengünstige Technologien zur Herstellung innovativer Produkte, für die die Kombination verschiedener Schichteigenschaften die Produkteigenschaften wesentlich bestimmen. Die langzeitstabilen Sputterprozesse eignen sich für die Herstellung von Präzisionsschichtsystemen. Die Leistungen umfassen die angepasste Entwicklung von Schlüsselbaugruppen, Verfahren und Schichtsystemen bis zur Aufskalierung und Überführung integrierter Pakete aus Hardware und Technologie in die Produktion. Beispiele hierfür sind:

• Schichtsysteme und Gradientenschichten für präzisionsoptische Bauelemente (Filter, Spiegel)

• Antireflex- und Antireflex-Antistatik-Beschichtungen von optischen Komponenten mit hohen Anforderungen an Stressreduktion und klimatische Beständigkeit (Brillenlinsen, Optiken)

• Schichten und Schichtsysteme für magnetische und optische Speichermedien (Festplatten, CD, DVD)

• Piezoelektrische Schichten für die Ultraschallmikroskopie sowie für die Mikroenergiegewinnung

• SixOyNz-Antireflex-Schichtsystem für Brillenlinsen

• SixOyNz-Gradienten-Schichtsystem für Rugate-Filter bzw. IR-Kanten-Filter