Lazer Tabanlı Karmaşık Cam Optikleri Üretimi

Fraunhofer Laser Technology Institute ILT, 5-7 May 2026, Frankfurt am Main, Hall 3, Stand 219, cam işleme için lazer tabanlı süreç zincirini sergiliyor.

148
Lazer tabanlı üretilmiş monolitik çift taraflı mikrolens dizisi, lazer ışınlarının homojenleştirilmesi için. Tamamen lazer tabanlı süreç zinciri, karmaşık optik yüzeylerin verimli bir şekilde üretilmesini sağlar. © Fraunhofer ILT, Aachen.

Fraunhofer ILT, optik tasarımı, şekillendirme, lazer cilalama ve lazer şekil düzeltme ile ayarlama ve ambalajlama dahil olmak üzere, dünya çapında benzersiz bir şekilde entegre edilmiş lazer tabanlı üretim sunmaktadır. Bu sayede enstitü, tıbbi teknoloji, lazer optiği veya mikroelektronik gibi alanlardan üreticilere ve kullanıcılara hitap etmektedir.
[Lazer tabanlı üretilmiş monolitik çift taraflı mikrolens dizisi, lazer ışınlarının homojenleştirilmesi için. Tamamen lazer tabanlı süreç zinciri, karmaşık optik yüzeylerin verimli bir şekilde üretilmesini sağlar.]

Gelenekten İnovasyona

Fraunhofer adı, iki yüz yılı aşkın bir süredir optikteki ilerlemelerle özdeşleşmiştir. Fizikçi ve optikçi Joseph von Fraunhofer, 19. yüzyılın başlarında hassas cam optiklerin üretimi ve karakterizasyonu için yeni yöntemler geliştirmiş ve modern optik üretimi için önemli temeller atmıştır.

En zor geometriler, ek alet kullanmadan verimli bir şekilde üretilebilir. Burada: Logo projeksiyonu için serbest form lensi, lazer ile aşındırma (solda), lazer ile parlatma (ortada) ve yansıtmasız (sağda). © Fraunhofer ILT

Bugün Fraunhofer ILT araştırmacıları bu geleneği sürdürmekte ve aynı zamanda devrim niteliğinde bir teknolojik dönüşümü ilerletmektedir: Lazer tabanlı süreçler, bugüne kadar düzenli manuel müdahale gerektiren geleneksel üretim adımlarının yerini almalı ve tamamen dijital, yüksek derecede otomatikleştirilebilir süreç zincirlerini mümkün kılmalıdır. Sonuç: Asferler, serbest biçim optikleri veya mikro yapılı yüzeyler gibi karmaşık geometriler, milimetre altı mikrolens dizileri veya santimetre ölçeğinde karmaşık asferler olsun, verimli bir şekilde üretilebilir ve düzeltilebilir.

[En zorlu geometriler bile ek alet kullanmadan verimli bir şekilde üretilebilir. Burada: Logo projeksiyonu için serbest form lens, lazer ile çıkarma (solda), lazerle parlatma (ortada) ve yansıtmasız (sağda).]

Karmaşık optikleri ek bir çaba olmadan üretmek

Fraunhofer ILT'de lazer tabanlı işleme adımları kesintisiz bir şekilde bir araya geliyor. Lazer tabanlı şekillendirme ile cam ham maddeleri hedefli bir şekilde ön şekillendirilebilir. Sonraki adımlarda lazer cilası ve gerekirse lazer şekil düzeltmesi, yüzeyleri düzleştirir ve nanometre ölçeğindeki şekil sapmalarını telafi eder. Üretim teknolojisi, üretim dostu optik tasarım ve optik bileşenlerin aktif ayarı ve paketleme yöntemleri ile tamamlanmaktadır. Böylece, hem tekil optikler hem de komple optik montajlar verimli bir şekilde üretilip entegre edilebilen kesintisiz, dijital olarak kontrol edilebilir bir süreç zinciri oluşur.

Asferik kapak lens, lazer tabanlı şekillendirmeden sonra ve cilalamadan önce 40 mm çapında. © Fraunhofer ILT

"Laser, optik geometrisinin karmaşıklığına kayıtsızdır," diyor Fraunhofer ILT'de Polishing Grup Lideri Dr. Edgar Willenborg, bu durumun belirleyici avantajını açıklarken. "Asferler, serbest biçim yüzeyler veya özel geometriler aynı aletle büyük bir ek çaba olmadan gerçekleştirilebilir. Sadece ölçüm teknolojisi daha karmaşık hale gelir." Willenborg bu prensibi "Ücretsiz Karmaşıklık" olarak tanımlıyor. Klasik üretimde, bir asfer, karşılaştırılabilir bir sfere göre kolayca beş kat daha pahalı olabilir - bu fark, lazer tabanlı yöntemlerle ortadan kalkar.

Martin Kratz, grup lideri In-Hacim Yapılandırma & Lithografi Fraunhofer ILT'de, bir başka teknik avantajı açıklıyor: "Lazerin camdan çalışması sayesinde bir optiğin ön yüzü, arka yüzü ve kenar silindiri tek bir sıkıştırma ile en yüksek hassasiyetle optik eksenler arasında üretiliyor. Spektrum, 500 mikrometreden başlayan tek lenslerle mikrolens dizilerinden, şu anda 80 milimetreye kadar çapı olan makro optiklere kadar uzanıyor." Gelecekte araştırma grupları üretim süreçlerini daha büyük çaplara ölçeklendirmek istiyor.
[Asferik kapak lens 40 mm çapında lazer tabanlı şekillendirme sonrası ve henüz cilalama öncesi.]

Lazer Tabanlı Optik Üretim Endüstriye Doğru İlerliyor

Fraunhofer ILT, bu teknolojilerin endüstriyel pratiğe aktarılması için zamanın geldiğini düşünüyor. "Uzun yıllar süren temel süreç geliştirmeden sonra, endüstriyel uygulama eşiğindeyiz," diyor Edgar Willenborg. "Makine üreticileriyle artan işbirliği gösteriyor ki: Sanayi, bu adımı atmaya hazır." Bu nedenle Fraunhofer ILT, lazer tabanlı optik üretimi kendi üretim süreçlerine entegre etmek isteyen şirketlere özel olarak yöneliyor.

Lazer tabanlı optik üretim, karmaşık geometrilerin ve esnek üretimin gerektiği uygulamalar için yeni olanaklar sunmaktadır. Bunlar arasında tıbbi teknoloji için optik sistemler, endüstriyel uygulamalar için lazer optikleri ve mikroelektronik için optik bileşenler bulunmaktadır. Ayrıca, kuantum teknolojisi, EUV litografi veya füzyon araştırmaları gibi gelecekteki alanlarda yüksek hassasiyetli özel optiklere olan talep artmaktadır.

»Birçok modern optik sistem, günümüzde klasik yöntemlerle büyük bir çaba harcamadan üretilemeyen özel geometriler gerektiriyor.« diyor Martin Kratz. »Lazer tabanlı süreçler, bu tür optikleri esnek ve ekonomik bir şekilde üretmemizi sağlıyor - özellikle karmaşık geometrilerin talep edildiği durumlarda.«

Araştırmadan üretime teknoloji transferi

»Fraunhofer ILT'nin hizmet yelpazesi, ilk konseptten endüstriyel uygulamanın desteklenmesine kadar tüm alanları kapsamaktadır. Genellikle başlangıçta, müşterinin belirli optik tasarımlarına ve gereksinimlerine lazer tabanlı süreçlerin nasıl uyarlanabileceği konusunda bir fizibilite çalışması yapılır«, diye ekliyor Dr. Christian Vedder, »Yüzey Teknolojisi ve Ablasyon« bölümünün başkanı. Bunun üzerine, Fraunhofer ILT prototipler ve küçük seriler üretir, bunlar gösterim amaçlı ve süreç doğrulama için kullanılır. Bir sonraki adımda, enstitü, yeni üretim süreçlerinin kendi üretimlerine endüstriyel olarak entegrasyonunda müşterilerini ve proje ortaklarını destekler. Piyasada uygun makineler mevcut değilse, Fraunhofer ILT bunları talep üzerine kendisi geliştirir ve inşa eder.

Fraunhofer ILT'de lazer tabanlı optik üretimi üzerinde şu anda yaklaşık 12 bilim insanı çalışmaktadır. İki araştırma odak noktası şu anda ön plandadır: Birincisi, üretilen optiklerin şekil doğruluğunu artırmak için üretim süreçlerine sensör sistemlerinin entegrasyonu. İkincisi ise, lazerle indüklenen optik yüzeylerin yıkım eşiğini artırmayı hedefleyen süreç zincirinin optimize edilmesidir; bu, özellikle yüksek performanslı lazer optikleri için kritik bir kalite parametresidir.

Optatec'te 5-7 Mayıs 2026 tarihlerinde Frankfurt am Main'de, Fraunhofer ILT, Salon 3'teki Stand 219'da bu süreç zinciri boyunca seçilmiş demonstratörler sunacak. Enstitü araştırmacıları, fuar süresince belirli uygulamalar, süreç geliştirme ve işbirliği fırsatları hakkında görüşmeler yapmak için hazır bulunacak. Ayrıca, Fraunhofer ILT, 6 Mayıs'ta SPIE optics.org'un bir programında bir uzman konuşması ve ardından bir panel tartışması ile yer alacak.

Fraunhofer ILT at Optatec 2026 in Hall 3 at Stand 219

İletişim:

www.ilt.fraunhofer.de