Mit dem „OpenLab for OCT“ wird an der EAH Jena ein interdisziplinäres Forschungsfeld für die anwendungsnahe Forschung zu optischer Kohärenztomographie (OCT) aufgebaut. 

Durch ein Portfolio sowohl experimenteller und industrieller OCT-Systeme im Wellenlängenbereich von UV bis IR können an der EAH Jena unterschiedliche Forschungsgebiete und -fragen adressiert werden. Mit dem Konzept des Open-Lab wird gleichzeitig der Anspruch verfolgt, die Forschungsinfrastruktur für eine starke interdisziplinäre, hochschulübergreifende und internationale Zusammenarbeit sowie für die industrienahe Forschung zu öffnen.

Zerstörungsfreie beziehungsweise nicht- und minimalinvasive Messtechniken stellen eine maßgebliche Grundlage für Fortschritte in den Themenbereiche Fertigungstechnologie und Biomedizin dar. Optische Kohärenztomographie  (OCT) ist ein auf Weißlichtinterferometrie basierendes optisches Messverfahren, das eine zerstörungsfreie dreidimensionale Bildgebung in transparenten und semitransparenten Materialien ermöglicht. Der Grundaufbau eines OCT-Systems besteht aus einer breitbandigen Lichtquelle, einem Strahlteiler, welcher das Licht in einen Referenzarm und einen Messarm aufteilt, sowie einem Detektor, der die Interferenzen des wieder überlagerten Lichts erfasst (vgl. Bild 1). Wird der Referenzspiegel bewegt, entstehen genau dann starke Interferenzen, wenn die optischen Weglängen im Referenz- und im Messarm übereinstimmen.

hren Ursprung sowie die Hauptanwendung hat die OCT in der Biomedizin. Im OpenLab for OCT liegt der Applikationsschwerpunkt in Jena neben der medizinischen Anwendung im Fachbereich Medizintechnik (Prof. Schie, Prof. Neumann) auf der zerstörungsfreien Materialprüfung, insbesondere von Mikrorissen  – sogenannter Subsurface Damage (SSD) – in der Optikfertigung (FB SciTec, Prof. Bliedtner). Diese Defekte können bisher in der Industrie nur zerstörend charakterisiert werden. Es werden unterschiedliche Prozesse von Schleifen, Polieren bis hin zu strahlbasierten Bearbeitungsverfahren sowie eine große Materialpalette (Gläser, Kunststoffe und Keramiken) untersucht. Um dieses breite Anwendungsfeld abzudecken, kommen unterschiedliche Systeme zum Einsatz. Je nach Systemkonfiguration werden bedingt durch die Zentralwellenlänge und die Breite des Spektrums unterschiedliche Eindringtiefen und Auflösungen erzielt.

Grundsätzlich gilt, dass mit steigender Wellenlänge eine größere Eindringtiefe von mehreren Millimetern auch in stärker streuenden Materialien wie beispielsweise organischem Gewebe und Keramiken erzielt werden kann. Eine höhere und isotrope Auflösung von bis zu einem Mikrometer kann mit geringeren Wellenlängen im sichtbaren und UV-Bereich erreicht werden, jedoch bei geringeren Eindringtiefen in das Material. Neben der optischen Messtechnik wird über das OpenLab ein Baukasten sowohl anwendungsspezifischer als auch universeller Methoden zu Forschungsdatenmangement sowie Datenaufbereitung, -auswertung und -visualisierung im Querschnittsfeld „Digitalisierung“ der EAH entwickelt (Fachbereich Wirtschaftsingenieurwesen, Prof. Erfurth).

Über die Antragsstellung und bisherige Arbeiten auf dem Gebiet der OCT ist bereits ein großes Netzwerk entstanden, vgl. Bild  2. Neben den Netzwerkpartnern aus der Forschung gibt es ein großes Interesse der (Optik-)Industrie am OpenLab for OCT. Bei Interesse an einem Mitwirken nehmen Sie gerne Kontakt mit uns auf. Die OCT-Infrastruktur im OpenLab wird finanziert durch EFRE / REACT-EU als Teil der Reaktion der Union auf die COVID-19-Pandemie (2021 FGI 0021).

Samson Frank (Koordination)