Den aktuell mit langen Bearbeitungszeiten und hohen Produktionskosten verbundenen konventionellen Methoden der Korrektupolitur hochpräziser Optiken wollten die Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT, Aachen, im IGF-Projekt "Entwicklung eines laserbasierten Korrekturpoliturverfahrens für Asphären und Freiformflächen aus Quarzglas und ULE" (Laser Beam Figuring) Abhilfe schaffen.
Mit Hilfe einer im geregelten Betrieb erzeugten hochstabilen, modulierten CO2-Laserstrahlung konnten auf planen Oberflächen von Quarzglas reproduzierbare Abtragtiefen von < 100 nm mit einer lateralen Auflösung von ca. 50 µm realisiert werden. Unter bestimmten Prozessbedingungen konnte ein Materialabtrag von bis 970 mm3/h erzielt und nieder- sowie mittelfrequente Fehler erfolgreich korrigiert werden. Durch die Entwicklung einer Software konnte außerdem die quadratische Mittenrauheit von 0,647 nm auf 0,388 nm deutlich reduziert werden.
Die erzielten Ergebnisse des Projektes stellen eine Anwendbarkeit des demonstrierten Korrekturpoliturverfahrens auf Asphären sowie aus ausdehnungsarmem, Titan-haltigem Silikatglas ULE bestehenden Bauteilen in Aussicht. Jedoch konnte ein letzter Nachweis hierfür während der Projektlaufzeit nicht erbracht werden und es besteht weiterer Forschungsbedarf.
Obwohl die Investition in eine solche Anlage zur laserbasierten Korrekturpolitur die Anschaffungskosten von Anlagen konventioneller Systeme übersteigt, können unter Berücksichtigung der geringeren Bearbeitungszeiten und Personalkosten Einsparungen von bis zu 90 % erzielt werden. Zusätzlich macht auch der nicht mehr notwendige Einsatz umweltschädlicher, kostenintensiv zu entsorgender Substanzen dieses Verfahren für Unternehmen der Photonik-Branchen bereits jetzt wirtschaftlich attraktiv und dient perspektivisch der Stärkung von KMU auf dem Weltmarkt.
Das Projekt wurde durch das BMWK aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Für das erfolgreich im Februar 2023 abgeschlossene IGF-Projekt hat die F.O.M. aus dem Budget des Programms "Industrielle Gemeinschaftsforschung" 248.023 EUR Fördermittel eingeworben, die zu 100 % an das Fraunhofer-ILT Aachen weitergeleitet wurden. Weitere Informationen zu dem Projekt und zu den Forschungsergebnissen finden Sie auf der Projektwebseite und in der Erfolgsnote.