De la designul optic, formarea, polisarea cu laser și corectarea formei cu laser, până la ajustare și ambalare, Fraunhofer ILT oferă o producție complet integrată, bazată pe laser, unică în lume în această formă. Astfel, institutul se adresează, printre altele, producătorilor și utilizatorilor din domenii precum tehnologia medicală, optica laser sau microelectronică.
[Array de micro-lentile monolitice cu două fețe, fabricat pe bază de laser, pentru omogenizarea radiației laser. Procesul complet bazat pe laser permite o producție eficientă a suprafețelor optice complexe.]
De la tradiție la inovație
Numele Fraunhofer reprezintă de peste două sute de ani progrese în optică. Fizicianul și opticianul Joseph von Fraunhofer a dezvoltat la începutul secolului 19 noi metode de fabricare și caracterizare a opticii din sticlă precise, punând astfel baze importante pentru fabricarea modernă a opticii.
Astăzi, cercetătorii de la Fraunhofer ILT continuă această tradiție și promovează în același timp o schimbare tehnologică disruptivă: procesele bazate pe laser ar trebui să înlocuiască pașii de fabricație convenționali, care până în prezent necesită intervenții manuale regulate, și să permită lanțuri de procese complet digitale, extrem de automatizabile. Rezultatul: chiar și geometria complexă, cum ar fi asferele, opticile de formă liberă sau suprafețele microstructurate, pot fi fabricate și corectate eficient – fie că este vorba de matrice de micro-lentile în domeniul submilimetric sau de asfere complexe la scară de centimetri.
[Chiar și cele mai complexe geometries pot fi fabricate eficient fără efort suplimentar de unelte. Aici: lentilă liberă pentru proiecția logo-ului, după îndepărtarea cu laser (stânga), lustruită cu laser (mijloc) și antireflex (dreapta).]
Fabricarea opticii complexe fără efort suplimentar
La Fraunhofer ILT, pașii individuali de prelucrare pe bază de laser se integrează perfect. Începând cu formarea pe bază de laser, se pot preforma țevile de sticlă în mod țintit. În pașii următori, polisarea cu laser și, dacă este necesar, corectarea formei cu laser asigură netezirea suprafețelor și compensarea abaterilor de formă în domeniul nanometric. Tehnologia de fabricație este completată prin designul optic adaptat procesului de fabricație și prin metode de ajustare activă și ambalare a componentelor optice. Astfel, se creează un lanț de procese continuu, controlabil digital, cu ajutorul căruia se pot fabrica și integra eficient atât optici individuale, cât și grupuri optice complete.
»Laserul nu este afectat de complexitatea geometriei optice«, explică Dr. Edgar Willenborg, liderul grupului de Polire la Fraunhofer ILT, avantajul decisiv. »Asferele, suprafețele libere sau geometria specială pot fi realizate cu aceeași unealtă fără un efort suplimentar semnificativ. Doar tehnologia de măsurare devine mai complexă.« Willenborg numește acest principiu »Complexitate gratuită«. În fabricația clasică, o asferă poate costa de până la cinci ori mai mult decât o sferă comparabilă – o diferență care dispare cu metodele bazate pe laser.
Martin Kratz, lider de grup In-Volumen-Strukturierung & Lithographie la Fraunhofer ILT, explică o altă valoare tehnică adăugată: „Prin utilizarea laserului prin sticlă, se pot fabrica fața, spatele și cilindrul de margine al unei opticii într-o singură fixare, cu cea mai mare precizie a axelor optice între ele. Spectrul variază de la aranjamente de microlentile cu lentile individuale de la 500 microni până la macrooptici cu un diametru de până la 80 milimetri în prezent.” În viitor, grupurile de cercetare doresc să își scaleze procesele de fabricație și pentru diametre mai mari.
[Obiectiv asferic în formă de aripă de mătușă cu un diametru de 40 mm, după formarea pe bază de laser și înainte de polisare.]
Fabricarea opticii pe bază de laser pe calea către industrie
Fraunhofer ILT consideră că a venit momentul să transfere aceste tehnologii în practica industrială. „După mulți ani de dezvoltare fundamentală a proceselor, ne aflăm la pragul implementării industriale”, spune Edgar Willenborg. „Cooperarea în creștere cu producătorii de mașini arată: Industria este pregătită să facă acest pas.” Astfel, Fraunhofer ILT se adresează în mod special companiilor care doresc să integreze fabricarea opticii bazate pe laser în propria producție.
Fabricarea opticii bazate pe laser deschide noi posibilități pentru aplicații în care sunt solicitate geometrie complexe și fabricare flexibilă. Acestea includ, de exemplu, sisteme optice pentru tehnologia medicală, precum și opticii laser pentru aplicații industriale și componente optice pentru microelectronică. De asemenea, în domenii de viitor precum tehnologia cuantică, litografia EUV sau cercetarea fuziunii, cererea pentru opticii speciale de înaltă precizie este în creștere.
„Multe sisteme optice moderne necesită astăzi geometrie personalizată, care poate fi realizată cu mari eforturi doar prin metode clasice“, explică Martin Kratz. „Procesele bazate pe laser permit fabricarea acestor optici într-un mod flexibil și economic – mai ales atunci când sunt solicitate geometrie complexe.“
Transferul tehnologic de la cercetare la producție
„Oferta de servicii a Fraunhofer ILT acoperă întreaga gamă, de la primul concept până la sprijinul pentru implementarea industrială. La început, adesea se realizează un studiu de fezabilitate, în cadrul căruia se verifică împreună cu clientul dacă și cum procesele bazate pe laser pot fi adaptate la designurile optice și cerințele specifice ale acestuia“, completează Dr. Christian Vedder, șeful departamentului „Tehnologia suprafețelor și ablația“. Pe baza acestuia, Fraunhofer ILT produce prototipuri și serii mici, ca demonstratoare și pentru validarea procesului. În pasul următor, institutul își sprijină clientele și partenerii de proiect în introducerea industrială a noilor procese de fabricație în propria producție. Acolo unde pe piață nu sunt disponibile mașini adecvate, Fraunhofer ILT le dezvoltă și le construiește la cerere.
La fabricația opticii bazate pe laser, la Fraunhofer ILT, lucrează în prezent aproximativ 12 cercetători. Două domenii de cercetare sunt în centrul atenției în acest moment: pe de o parte, integrarea sistemelor de senzori în procesele de fabricație, pentru a spori precizia formelor opticii fabricate. Pe de altă parte, optimizarea lanțului de procese cu scopul de a crește pragul de distrugere indus de laser al suprafețelor optice, un parametru de calitate esențial, în special pentru opticile de laser de înaltă performanță.
La Optatec, care va avea loc între 5 și 7 mai 2026 în Frankfurt pe Main, Fraunhofer ILT va prezenta la standul 219 din hala 3 demonstratoare selectate de-a lungul acestei linii de proces. Cercetătorii institutului vor fi disponibili pentru discuții despre aplicații concrete, dezvoltarea proceselor și oportunități de colaborare pe parcursul târgului. În plus, Fraunhofer ILT va participa pe 6 mai cu o prezentare tehnică și o discuție panel ulterioară în cadrul unui program organizat de SPIE optics.org.
Fraunhofer ILT la Optatec 2026 în Sala 3 la Standul 219
Contact:
