Od oblikovanja optike, oblikovanja, laserskega poliranja in laserske korekcije oblik do nastavitev in pakiranja Fraunhofer ILT ponuja popolnoma integrirano, na laserju temelječo proizvodnjo, ki je edinstvena v svetu. S tem inštitut naslavlja med drugim proizvajalce in uporabnike iz področij, kot so medicinska tehnologija, laserska optika ali mikroelektronika.
[Laser na osnovi monolitne dvoslojne mikrolensne matrice za homogenizacijo laserskega sevanja. Popolnoma lasersko podprta procesna veriga omogoča učinkovito proizvodnjo kompleksnih optičnih površin.]
Od tradicije do inovacije
Ime Fraunhofer že več kot dvesto let pomeni napredek v optiki. Fizik in optik Joseph von Fraunhofer je v zgodnjem 19. stoletju razvil nove postopke za proizvodnjo in karakterizacijo natančnih steklenih optik ter tako postavil pomembne temelje za sodobno optično proizvodnjo.
Danes raziskovalci Fraunhofer ILT nadaljujejo to tradicijo in hkrati spodbujajo disruptivno tehnološko preobrazbo: Procesi, ki temeljijo na laserju, naj bi nadomestili konvencionalne proizvodne korake, ki do danes zahtevajo redne ročne posege, in omogočili popolnoma digitalne, visoko avtomatizirane procesne verige. Rezultat: Tudi kompleksne geometrije, kot so asfere, proste optike ali mikrostrukturirane površine, je mogoče učinkovito proizvesti in popraviti – bodisi mikrolinčne matrice v submilimetrskem območju bodisi kompleksne asfere v centimetrovem merilu.
[Tudi najbolj zahtevne geometrije je mogoče učinkovito izdelati brez dodatnih orodij. Tukaj: prosta leča za projekcijo logotipa, po laserskem odstranjevanju (levo), lasersko polirana (sredina) in brez odseva (desno).]
Proizvodnja kompleksnih optik brez dodatnih stroškov
Na Fraunhofer ILT se posamezni laserski obdelovalni koraki brezhibno prepletajo. Začnemo z lasersko oblikovanjem, ki omogoča ciljno predoblikovanje steklenih polizdelkov. V naslednjih korakih laserska poliranje in, če je potrebno, laserska korekcija oblike poskrbita za gladke površine in za odpravo odstopanj v nanometrskem razponu. Proizvodna tehnologija se dopolnjuje z oblikovanjem optike, prilagojenim proizvodnji, ter z metodami za aktivno usklajevanje in pakiranje optičnih komponent. Tako nastane neprekinjena, digitalno nadzorovana procesna veriga, s katero je mogoče učinkovito izdelovati in integrirati tako posamezne optike kot tudi celotne optične sklope.
»Laserju je zapletenost optične geometrije vseeno,« pojasnjuje dr. Edgar Willenborg, vodja skupine za poliranje na Fraunhofer ILT, odločilno prednost. »Asferične, proste oblike ali posebne geometrije so z istim orodjem izvedljive brez večjih dodatnih naporov. Edino merilna tehnika postane zahtevnejša.« Willenborg to načelo imenuje »Zapletenost brezplačno«. V klasični proizvodnji lahko asferična leča v primerjavi s podobno sferično stane tudi petkrat več – razlika, ki pri postopkih na osnovi laserja odpade.
Martin Kratz, vodja skupine za notranje volumne strukturiranje in litografijo na Fraunhofer ILT, pojasnjuje še eno tehnično prednost: »Z delovanjem laserja skozi steklo je mogoče izdelati sprednjo stran, zadnjo stran in robni valj optike v eni sami vpenjavi z najvišjo natančnostjo optičnih osi med seboj. Spekter sega od mikrolenskih nizov z enojnimi lečami od 500 mikrometrov do makrooptik s trenutno premerom do 80 milimetrov.« V prihodnosti želijo raziskovalne skupine svoje proizvodne procese razširiti tudi na večje premer.
[Asferična gugalna leča s premerom 40 mm po laserskem oblikovanju in še pred poliranjem.]
Laserna optična proizvodnja na poti v industrijo
Fraunhofer ILT meni, da je prišel čas, da te tehnologije prenesemo v industrijsko prakso. »Po mnogih letih temeljnega razvoja procesov smo na pragu industrijske uresničitve,« pravi Edgar Willenborg. »Naraščajoče sodelovanje s proizvajalci strojev kaže: industrija je pripravljena narediti ta korak.« S tem se Fraunhofer ILT osredotoča na podjetja, ki želijo integrirati lasersko optično proizvodnjo v svojo lastno proizvodnjo.
Laserna optična proizvodnja odpira nove možnosti za aplikacije, kjer so zahtevane kompleksne geometrije in fleksibilna proizvodnja. Sem spadajo na primer optični sistemi za medicinsko tehnologijo, prav tako pa laserske optike za industrijske aplikacije in optične komponente za mikroelektroniko. Tudi na področjih prihodnosti, kot so kvantna tehnologija, EUV-litografija ali raziskave fuzije, narašča potreba po visoko natančnih specialnih optikah.
»Mnoga moderna optična sistema danes potrebujejo prilagojene geometrije, ki jih je s klasičnimi postopki mogoče izdelati le z velikimi napori,« pojasnjuje Martin Kratz. »Postopki, ki temeljijo na laserju, omogočajo fleksibilno in ekonomično proizvodnjo takšnih optik – še posebej, kadar so zahtevane kompleksne geometrije.«
Tehnološki prenos iz raziskav v proizvodnjo
»Ponudba Fraunhofer ILT pokriva celoten spekter, od prvega koncepta do spremljanja industrijske izvedbe. Na začetku pogosto poteka študija izvedljivosti, v kateri skupaj s stranko preverimo, ali in kako je mogoče laserske procese prilagoditi njenim specifičnim optičnim zasnovam in zahtevam,« dodaja dr. Christian Vedder, vodja oddelka za »Tehnologijo površin in ablacijo«. Na tej osnovi Fraunhofer ILT izdeluje prototipe in serije manjših količin, kot demonstratorje in za validacijo procesov. V naslednjem koraku inštitut podpira svoje stranke in projektne partnerje pri industrijski uvedbi novih proizvodnih procesov v lastno proizvodnjo. Kjer na trgu ni na voljo ustreznih strojev, Fraunhofer ILT te na zahtevo razvije in zgradi sam.
Na laserni optični proizvodnji trenutno dela približno 12 znanstvenic in znanstvenikov na Fraunhofer ILT. Dva raziskovalna poudarka sta trenutno v središču pozornosti: po eni strani integracija senzornih sistemov v proizvodne procese, da bi še povečali oblikovno natančnost izdelanih optik. Po drugi strani optimizacija procesne verige z namenom povečanja laserom induciranega praga uničenja optičnih površin, kar je odločilni kakovostni parameter, zlasti za visoko zmogljive laserske optike.
Na Optatec-u od 5. do 7. maja 2026 v Frankfurtu ob Majni bo Fraunhofer ILT na stojnici 219 v dvorani 3 predstavil izbrane demonstratorje ob tej procesni verigi. Raziskovalci inštituta bodo med sejmi na voljo za pogovore o konkretnih aplikacijah, razvoju procesov in možnostih sodelovanja. Poleg tega se Fraunhofer ILT 6. maja udeleži strokovnega predavanja in kasnejše panelne razprave v okviru programa SPIE optics.org.
Fraunhofer ILT na Optatec 2026 v dvorani 3 na stojnici 219
Kontakt:
