Risscharakterisierung in der Optikfertigung

Entwicklung von Messverfahren, Modellen und hybriden Prozessketten zur Herstellung hochwertiger Optiken mit minimalem Subsurface Damage

Forschungsbereich:
Schadensanalyse
Forschungsschwerpunkt:
Technologien und Werkstoffe
Projektleitung:
Prof. Dr. Jens Bliedtner
Projektzeitraum:
01.02.2023 - 31.07.2025
Förderer:
Budget:
251.400,00 €
Förderungskennzeichen:
IGF- Vorhaben Nr. 22724 BR/1
Forschungspartner:
Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung e.V. (IOM)

In der Optikfertigung entstehen verfahrensbedingt Mikrorisse. Die Subsurface Damage (SSD) genannten Schädigungen beeinflussen maßgeblich die Performanz optischer Bauelemente und Systeme. Für hochqualitative Optiken müssen SSD durch kostenintensive Finishingverfahren entfernt werden. Gleichzeitig können SSD bisher nur sehr aufwendig durch zerstörende Messverfahren nachgewiesen werden. Mit der Entwicklung eines zerstörungsfreien SSD-Messverfahrens wird das oben beschriebene Problem der Optikindustrie adressiert. Im Rahmen des Projekts wird eine Validierung und Optimierung eines auf optischer Kohärenztomographie (OCT) beruhenden Messverfahrens für feinere Risse und Schädigungsstrukturen angestrebt. Ziel ist es außerdem, ein Gesamtmodell der Materialschädigungen in optischen Gläsern über mehrere Größenordnungen hinweg zu beschreiben. Durch den Einsatz von Ionen- bzw. Plasmastrahlquellen können nanoskalige Materialinhomogenitäten freigelegt werden. Neben OCT werden destruktive Referenzverfahren sowie weitere analytische Methoden (SIMS, REM, AFM, TEM) Anwendung finden. Durch OCT wird es möglich, die iterative Reduzierung der SSD-Tiefe über mehrere Prozessstufen hinweg nachzuvollziehen. Die tomographische Aufnahme von Rissen ermöglicht KI-gestützte Morphologieuntersuchungen. Eine wichtige Zielstellung ist die Evaluierung hybrider Prozessketten zur Fertigung defektarmer Optiken mittels Schleifen und Plasma-Assisted-Polishing. Die deutsche feinmechanische und optische Industrie ist eine stark mittelständisch geprägte High-Tech-Branche. Prozesstechnologien und -parameter sind dabei das maßgebende Know-How der KMUs. Zur SSD-Charakterisierung besteht ein akuter Forschungsbedarf, damit KMU künftig in der Lage sind, neue und optimierte Prozesse zu entwickeln und Qualitätsprüfungen zerstörungsfrei durchzuführen. Anhand der gewonnenen Erkenntnisse wird angestrebt, eine Norm zu SSD anzustoßen.

Mit Unterstützung der Forschungsvereinigung Feinmechanik, Optik und Medizintechnik e.V. - F.O.M.

Kontakt
Prof. Dr. Jens Bliedtner
  • 04.03.04