Präzisions Optik Montage Maschine

• Fachliche Zuordnung: Systemtechnik ; Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung in 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 460140856

Die Antragsteller wollen einen Paradigmenwechsel in der Optik einleiten, von großen und komplexen Hochleistungs-Freistrahlaufbauten hin zu hochintegrierten optischen Komponenten, die in einem zentralen Fertigungsnetz hergestellt werden. Ziel ist die Realisierung einer umfassenden Optik-Fertigungsumgebung, in der diskrete Batch-Prozesse mit neuen hybriden Multimaterial-Additiv-Fertigungsverfahren kombiniert werden.In diesem Zusammenhang ist geplant, eine Vielzahl passiver und aktiver optischer Komponenten zu einer vielseitigen optischen Plattform zu fügen. Im Rahmen von Kooperationen wollen die Antragsteller z.B. eine optische Plattform im Kunststoffspritzgussverfahren einschließlich elektrischer und thermischer Infrastruktur herstellen, in die die genannten optischen Komponenten integriert werden sollen. Darüber hinaus werden sie sich auf Themen wie adaptive Montage- und Selbstmontageprozesse für optische Komponenten und die Realisierung eines miniaturisierten fasergepumpten Laseroszillators konzentrieren.Um die Erforschung von Herstellungsprozessen miniaturisierter optischer Systeme mit multiskaligen Merkmalsgrößen zu ermöglichen, wird von den Antragstellern eine universelle Bestückungs-/Montagemaschinen-Kombination für die Präzisionsoptik zur Vorverarbeitung, Charakterisierung und zum Fügen integrierter optischer Elemente, Subsysteme und ganzer Funktionssysteme benötigt. Sie muss alle notwendigen Werkzeuge und Algorithmen für die passive und aktive Montage mikro-optischer Komponenten wie Dünnschichtfiltern, Foto- und Laserdioden, optischer Gitter, Kristalle und Spiegel bereitstellen.Der Abmessungen der zu montierenden Komponenten umfassen dabei mehrere Größenordnungen von Details unter 1 µm bis hin zu Substratgrößen von etwa 100 mm Durchmesser. Die Montagemaschine muss in der Lage sein, diesen Größen- und Gewichtsbereich der Bauteile zu bewältigen. Gleichzeitig muss sie eine sehr hohe Genauigkeit und Präzision im Bereich von 50-100 nm liefern, um eine optische Kopplung von z.B. Laserdioden mit optischen Fasern zu ermöglichen. Einerseits muss die Maschine flexibel genug sein, um die Erforschung und Entwicklung der verschiedenen Montageschritte zu ermöglichen. Andererseits muss es möglich sein, die Maschine zu einem späteren Zeitpunkt in das geplante autonome Fertigungsnetz zu integrieren, um verschiedene weitere Fertigungsmaschinen und -prozessen zu kombinieren. Darüber hinaus muss die Maschine einen transparenten Zugriff auf Sensor- und Prozessdaten des laufenden Montageprozesses bieten und es ermöglichen, den Montageprozess für die Erforschung adaptiver Montageverfahren durch externe Programme zu beeinflussen.Das beantragte Präzisions-Montagesystem wird von den Gruppen der fünf Hauptnutzer und einer Reihe weiterer Partner genutzt werden. Es wird später in einer gemeinsamen Infrastruktur für optimalen Zugang und Betrieb untergebracht werden. Betrieb und Service werden auf einer, von den Antragstellern koordinierten Gruppenebene organisiert.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Präzisionsoptik Assemblierungsanlage
• Gerätegruppe: 5360 Meßgeräte für gestreutes und reflektiertes Licht, optische Oberflächen-Prüfgeräte
• Antragstellende Institution: Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover
• Leiter: Professor Dr. Detlev Ristau