Від оптичного дизайну до формування, лазерного полірування та лазерної корекції форми, а також до налаштування і упаковки, Інститут Фраунгофера ILT пропонує повністю інтегроване, лазерне виробництво, яке не має аналогів у світі. Таким чином, інститут звертається, зокрема, до виробників та користувачів з таких галузей, як медична техніка, лазерна оптика або мікроелектроніка.
[Лазерно виготовлене монолітне двостороннє мікролінзове масив для гомогенізації лазерного випромінювання. Повністю лазерна процесна ланцюг дозволяє ефективно виготовляти складні оптичні поверхні.]
Від традиції до інновації
Ім'я Фраунгофера вже понад двісті років асоціюється з досягненнями в оптиці. Фізик і оптик Йозеф фон Фраунгофер розробив на початку 19 століття нові методи виготовлення та характеристик точних скляних оптик, заклавши важливі основи для сучасного виробництва оптики.
Сьогодні дослідники Fraunhofer ILT продовжують цю традицію та одночасно просувають руйнівну технологічну трансформацію: лазерні процеси повинні замінити традиційні етапи виробництва, які до сьогодні вимагають регулярних ручних втручань, і дозволяють створювати повністю цифрові, високостандартизовані процеси. Результат: навіть складні геометрії, такі як асфери, вільноформні оптики або мікроструктуровані поверхні, можна ефективно виготовляти та коригувати – чи то масиви мікролінз у субміліметровому діапазоні, чи складні асфери в сантиметровому масштабі.
[Навіть найскладніші геометрії можна ефективно виготовляти без додаткових витрат на інструменти. Тут: вільна форма лінзи для проекції логотипу, після лазерного зняття (ліворуч), лазерного полірування (посередині) та антивідблискового покриття (праворуч).]
Виготовлення складних оптик без додаткових витрат
У Fraunhofer ILT окремі лазерні етапи обробки безшовно інтегруються один в одного. Починаючи з лазерного формування, можна цілеспрямовано попередньо формувати скляні заготовки. На наступних етапах лазерне полірування та, за необхідності, лазерна корекція форми забезпечують згладжування поверхонь і компенсацію відхилень форми в нанометровому діапазоні. Технологію виробництва доповнює оптичний дизайн, що відповідає вимогам виробництва, а також методи активної юстування та упаковки оптичних компонентів. Таким чином, створюється безперервний, цифрово керований процес, за допомогою якого можна ефективно виготовляти та інтегрувати як окремі оптики, так і цілі оптичні модулі.
«Лазеру не важка складність оптичної геометрії», пояснює доктор Едгар Вілленборг, керівник групи полірування в Fraunhofer ILT, ключову перевагу. «Аспери, вільні форми або спеціальні геометрії можуть бути реалізовані з тим самим інструментом без значних додаткових витрат. Лише вимірювальна техніка стає більш складною». Вілленборг називає цей принцип «Складність безкоштовно». У класичному виробництві аспера може коштувати в п'ять разів більше, ніж порівнянна сфера — різниця, яка зникає при використанні лазерних технологій.
Мартін Кратц, керівник групи з обробки об'ємних структур та літографії в Fraunhofer ILT, пояснює ще одну технічну перевагу: «Завдяки роботі лазера через скло можна виготовляти передню, задню частини та край циліндра оптики в одній установці з максимальною точністю оптичних осей один до одного. Спектр варіюється від масивів мікролінз з одиночними лінзами від 500 мікрометрів до макрооптик з діаметром до 80 міліметрів. У майбутньому дослідницькі групи планують масштабувати свої виробничі процеси також на більші діаметри.»
Асперична лінза типу "гуллвінг" діаметром 40 мм після лазерного формування і ще до полірування.
Лазерна оптична обробка на шляху в промисловість
Fraunhofer ILT вважає, що настав час перевести ці технології в промислову практику. "Після багатьох років фундаментальної розробки процесів ми стоїмо на порозі промислової реалізації", - говорить Едгар Вілленборг. "Зростаюча співпраця з виробниками машин показує: промисловість готова зробити цей крок". Таким чином, Fraunhofer ILT цілеспрямовано звертається до компаній, які хочуть інтегрувати лазерну оптичну виробництво у своє власне виробництво.
Лазерне виробництво оптики відкриває нові можливості для застосувань, де потрібні складні геометрії та гнучке виробництво. До них належать, наприклад, оптичні системи для медичної техніки, а також лазерна оптика для промислових застосувань і оптичні компоненти для мікроелектроніки. Також у майбутніх сферах, таких як квантові технології, EUV-літографія або дослідження в галузі термоядерного синтезу, зростає попит на високоточну спеціалізовану оптику.
«Багато сучасних оптичних систем сьогодні потребують індивідуальних геометрій, які класичними методами можна виготовити лише з великими зусиллями», - пояснює Мартін Кратц. «Лазерні процеси дозволяють гнучко та економічно виготовляти такі оптики – особливо коли потрібні складні геометрії».
Технологічний трансфер від досліджень до виробництва
»Пропозиція послуг Fraunhofer ILT охоплює весь спектр — від першої концепції до супроводу промислової реалізації. На початку часто проводиться дослідження здійсненності, в якому разом з клієнтом перевіряється, чи та як лазерні процеси можуть бути адаптовані до його специфічних оптичних дизайнів і вимог«, додає доктор Крістіан Веддер, керівник відділу «Технології поверхні та абляція». На основі цього Fraunhofer ILT виготовляє прототипи та малосерійні вироби, як демонстратори та для валідації процесів. На наступному етапі інститут підтримує своїх клієнтів і проектних партнерів у промисловому впровадженні нових виробничих процесів у власне виробництво. Якщо на ринку немає відповідних машин, Fraunhofer ILT розробляє та виготовляє їх на замовлення.
У лазерному виробництві оптики в Інституті Фраунгофера ILT наразі працюють близько 12 науковців. Два дослідницькі напрямки наразі перебувають у центрі уваги: по-перше, інтеграція сенсорних систем у виробничі процеси для подальшого підвищення точності форми виготовлених оптик. По-друге, оптимізація процесу з метою підвищення лазерноіндукованого порогу руйнування оптичних поверхонь, що є вирішальним параметром якості, особливо для оптики високої потужності.
На виставці Optatec з 5 по 7 травня 2026 року у Франкфурті-на-Майні Інститут Фраунгофера ILT представить на стенді 219 у залі 3 обрані демонстратори в рамках цього процесу. Дослідники інституту будуть доступні для бесід про конкретні застосування, розробку процесів і можливості співпраці під час виставки. Крім того, Інститут Фраунгофера ILT візьме участь 6 травня з науковим виступом та подальшою панельною дискусією в програмі SPIE optics.org.
Fraunhofer ILT на Optatec 2026 у залі 3 на стенді 219
Контакт:
