Zu spannenden Vorträgen auf dem Feld der Optik durften fünf Nachwuchsforschende aus dem OpenLab for OCT der EAH sich in der Winter School 2024 der DGMP in Pichl (Österreich) mit führenden Forschenden unter anderem auf dem Gebiet der optischen Kohärenztomographie austauschen und Kontakte knüpfen. So gab es vom from 18.-22.03 unter anderem Vorträge von Norbert Linz, Prof. Gereon Hüttmann und Prof. Robert Huber aus Lübeck sowie von Prof. Rainer Leitgeb aus Wien.

Ein großes Dankeschön aus Jena an dieser Stelle an die OrganisatorInnen für das gelungene Event!

Mikroskopaufnahme des Eindrucks einer Diamantpyramide des Vickers-Härteprüfversuchs in Glas, sowie der durch die eindringende Diamantspitze induzierten Risse (Foto: Frank)

Kurzbeschreibung

In der Optikfertigung entstehen verfahrensbedingt Mikrorisse. Die Subsurface Damage (SSD) genannten Schädigungen beeinflussen maßgeblich die Performanz optischer Bauelemente und Systeme. Für hochqualitative Optiken müssen SSD durch kostenintensive Finishingverfahren entfernt werden. Gleichzeitig können SSD bisher nur sehr aufwendig durch zerstörende Messverfahren nachgewiesen werden. Mit der Entwicklung eines zerstörungsfreien SSD-Messverfahrens wird das oben beschriebene Problem der Optikindustrie adressiert. Im Rahmen des Projekts wird eine Validierung und Optimierung eines auf optischer Kohärenztomographie (OCT) beruhenden Messverfahrens für feinere Risse und Schädigungsstrukturen angestrebt. Ziel ist es außerdem, ein Gesamtmodell der Materialschädigungen in optischen Gläsern über mehrere Größenordnungen hinweg zu beschreiben. Durch den Einsatz von Ionen- bzw. Plasmastrahlquellen können nanoskalige Materialinhomogenitäten freigelegt werden. Neben OCT werden destruktive Referenzverfahren sowie weitere analytische Methoden (SIMS, REM, AFM, TEM) Anwendung finden. Durch OCT wird es möglich, die iterative Reduzierung der SSD-Tiefe über mehrere Prozessstufen hinweg nachzuvollziehen. Die tomographische Aufnahme von Rissen ermöglicht KI-gestützte Morphologieuntersuchungen. Eine wichtige Zielstellung ist die Evaluierung hybrider Prozessketten zur Fertigung defektarmer Optiken mittels Schleifen und Plasma-Assisted-Polishing. Die deutsche feinmechanische und optische Industrie ist eine stark mittelständisch geprägte High-Tech-Branche. Prozesstechnologien und -parameter sind dabei das maßgebende Know-How der KMUs. Zur SSD-Charakterisierung besteht ein akuter Forschungsbedarf, damit KMU künftig in der Lage sind, neue und optimierte Prozesse zu entwickeln und Qualitätsprüfungen zerstörungsfrei durchzuführen. Anhand der gewonnenen Erkenntnisse wird angestrebt, eine Norm zu SSD anzustoßen.

Projektlaufzeit:

01.02.2023 - 31.07.2025

Projektsumme:

251.376,90 €

Projektpartner:

Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung e.V.

Gefördert durch:

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz

Ansprechpartner:

Professor Dr.-Ing. Jens Bliedtner

Dr.-Ing. Wei Zhang

Auf dem Doktorandenkolloquium 2023 der EAH Jena wurden 12 Poster von Promovierenden ausgestellt und mit einem 1-minütigen Poster Pitch vorgestellt. Für den vom Publikum vergebenen Best Poster Award konnte das Promotionsthema von Samson Frank zu "Optischer Kohärenztomographie in der Optikfertigung" überzeugen.

Das European Optical Society Annual Meeting, kurz EOSAM, ist eine internationale Konferenz, welche in zahlreichen Topical Meetings und Sessions eine große Bandbreite von Themen der Optik und der photonischen Technologien behandelt. In diesem Jahr fand sie vom 11. bis 15. September in Dijon (Frankreich) statt und wurde von über 500 Teilnehmern aus Forschung und Industrie besucht.

Von immer höherer Bedeutung in der Optikfertigung ist die Betrachtung von sogenannten Subsurface Damages bei der Bearbeitung hartspröder Werkstoffe. Samson Frank von der EAH Jena zeigte hier eine zerstörungsfreie Messmöglichkeit dieser Tiefenschädigungen bei einem UKP-Laserprozess basierend auf optischer Kohärenztomographie.