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新しいレーザプロセスで作製された特注レンズ

June, 3, 2016, Aachen--フラウンホーファーILTの研究者は、様々な光学ガラスや溶融シリカでできたオプティクスやコンポーネントの成形、研磨、構造化、アセンブリのための新しいレーザプロセスを研究している。その一つに、完全にレーザベースのデジタルプロセスチェーンで、非球面や自由形状のオプティクスを製造する開発がある。
 オプティクスの成形には、アブレーションレート最大数 ㎜3/sのアブレーションでレイヤを除去する。続くレーザ研磨プロセスは、薄い表面層を、材料を除去することなく5㎝2/sの表面レートで滑らかにする。結果の粗さは、サブナノメートル範囲になる。最後の薄層除去、つまりレーザビーム面出しにより、ナノメートル範囲の層厚が再び局所的に蒸発プロセス(5nm以下のアブレーション深さ、横方向の空間分解能は100µm以下)で除去できる。このステップは開発中で、目的はレーザ研磨で除去できない、残っている長波粗さと形状誤差を減らすこと。
 Aachenで開発されたfreeformOPTソフトウエアにより、10万自由度で様々な自由形状の光学面が計算でき、CADや光学ソフトウエアへのインタフェースも提供している。CAD設計は、適切な製造装置で直接利用できる。
 従来の研磨工程とは対照的に、非接触レーザ加工プロセスは、おおむね摩耗がない。低スポット径と制御可能な強度プロファイルにより、高度な表面形状が可能になる。プロセスサイクルタイムは短く、表面の複雑さとはほとんど関係ない、球面、非球面、自由形状でも同様。
 この方法で製造可能な光学素子のアプリケーション範囲は、例えば、インテリアおよびエクステリア照明、自動車製造、レーザオプティクス、光コンポーネントのリバースサイドの構造化により、コンポーネントの重量を減らし、軽量デザインとすることができる。
(詳細は、www.fraunhofer.de)