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Fraunhofer0618Das Fraunhofer FEP hat eine besondere Kompetenz für die Entwicklung von Abscheideprozessen für hochpräzise Schichtsysteme auf optischen Komponenten. Nun ist es erstmals gelungen, eine Beschichtungstechnologie zur Abscheidung lateral gradierter optischer Schichten auf großflächigen 2D- und künftig auch auf 3D-Substraten zu entwickeln.

Mit der Möglichkeit, freigeformte Oberflächen in der Optik einzusetzen steigt auch die Komplexität der Beschichtungen. Anwendungen mit geformten Oberflächen, die dem Betrachter ermöglichen, Inhalte oder Dinge aus verschiedenen Perspektiven zu sehen oder bei variierendem Licht-Einfalls­winkel eine gewünschte optische Wirkung zu erzielen, erfordern hochkomplexe optische Schichtsysteme.

Den Wissenschaftlern des Fraunhofer FEP ist es nun gelungen, neue Prozesse und Beschichtungstechnologien zu entwickeln, die für Freiform-Oberflächen großflächiger optischer Komponenten nutzbar sind. Konkret geht es um die Herstellung lateraler Gradienten-Schichtsysteme. Ziel dieser Forschungen ist es, angepasste optische Schichtsysteme für Anwendungen mit variablem Licht-Einfallswinkel herzustellen, die z. B. für Holografie, Head-up-Displays oder auch Laser-Belichtungs- und Laser-Bearbeitungssysteme relevant sind. Ein Fokus liegt dabei auch auf der Anpassung der Beschichtungstechnologie für größere Flächen, da inzwischen ein Trend zu größer werdenden Substraten mit geformter Fläche erkennbar ist.

Mit den erreichten Ergebnissen lässt sich durch die lokale Anpassung der optischen Funktion die optische Wirkung der Schichtsysteme besser auf spezielle Kundenanforderungen einstellen. Das gilt insbesondere für großflächige bzw. 3D-Substrate, wo der Licht-Einfallswinkel in der späteren Anwendung lokal unterschiedlich ist und die eine lokale Variation der optischen Funktion erfordert.

Im Ergebnis haben die Wissenschaftler mit den Partnern nun erreicht, dass unterschiedliche Komponenten (Präzisionsantrieb, Beschichtungsquellen, Stromversorgung) zeitlich sehr genau angesteuert werden können. Die zusätzlichen Interfaces wurden in Ethercat umgesetzt, womit eine Zeitauflösung der Kommunikation der Komponenten von <1ms erreicht wurde.

In Zukunft wird an der Weiterentwicklung der Simulation gearbeitet, um die passenden Beschichtungsabläufe für vorgegebene Schichtdickenprofile zu berechnen. Außerdem sollen neben den bisherigen flächigen Beschichtungen künftig auch 3D-Substrate, wie größere Spiegel oder Linsen, beschichtet werden. Die Wissenschaftler sind offen für neue Spezifikationen von interessierten Partnern zur gemeinsamen Entwicklung neuer Anwendungen.


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