Herstellung ultrapräziser Oberflächen durch Plasmaverfahren

Angepasste Plasmaverfahren sollen die effiziente Produktion ultrapräziser Oberflächen ermöglichen und zu neuen bzw. verbesserten optischen Komponenten führen.

Verschiedene diffraktive optische Elemente vor dem Hintergrund einer im Betrieb befindlichen Plasmaätzanlage (leuchtet blau). © Zeiss

13.07.12

VDI Technologiezentrum GmbH / BMBF-Verbundprojekt SHAPION

Mikro- und nanostrukturierte optische Oberflächen bilden den Schlüssel für die Funktionalität moderner optischer Komponenten. Sie sind unverzichtbar bei der Herstellung ultrapräziser optischer Elemente und Systeme, die z. B. in der Medizin- und Messtechnik ihre Anwendung finden.

Anfang Mai 2012 ist unter dem Namen „SHAPION“ ein Verbundprojekt – eine Kooperation von drei Unternehmen und zwei Instituten - gestartet, das ein neues Verfahren zur Herstellung von mikrooptischen Oberflächen erarbeitet. Es basiert auf einem Plasmaätzprozess, bei dem der 4. Aggregatzustand (Plasma = Ionisiertes Gas) genutzt wird.

Das Projekt möchte dabei ein entscheidendes Hemmnis für den industriellen Einsatz der Plasmatechnik ausräumen, eine unzureichende Detailkenntnis der komplexen Ätzprozesse. Im Projekt sollen daher neuartige, sogenannte „in-situ Messmethoden“ aufgebaut werden, die es erlauben, sowohl das Plasma und die chemischen Ätzprodukte, als auch die Strukturbildung noch während des Ätzprozesses zu überwachen und ggf. nachregelnd in den in Ätzprozess einzugreifen. Weiterhin soll auf Basis der ermittelten Prozessdaten eine Datenbank entstehen, in der das empirische Wissen gesammelt wird und die eine schnelle Optimierung der Prozesse ermöglicht.

Im Fokus des Projektes stehen dabei ultrapräzise funktionalisierten Oberflächen insbesondere für diffraktive optische Elemente (DOE), die zu den innovativsten optischen Komponenten zählen. Anders als z. B. gewöhnliche Linsen, deren Funktion auf der Brechung des Lichts beruht, wird das Licht bei DOE an mikroskopischen Strukturen gebeugt. So lassen sich optische Funktionen realisieren, die mit lichtbrechenden (refraktiven) Komponenten grundsätzlich nicht machbar sind. Ein Beispiel dafür sind Strahlformungselemente, die die Umwandlung runder Strahlprofile in quadratische ermöglichen. Durch den Einsatz von Plasmaverfahren verspricht man sich bei der Herstellung von diffraktiven aber auch refraktiven Mikrooptiken einen deutlichen Kostenvorteil und damit letztendlich auch eine Ausweitung des Anwendungsspektrums.

Das Projekt SHAPION wird über einen Zeitraum von drei Jahren
vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit rund 1,7 Millionen Euro im Rahmen der Förderinitiative „Innovative Anwendungen in der Plasmatechnik“ gefördert. Das Projekt wird Ende April 2015 abgeschlossen.

Die Aufgaben der Verbundpartner

Ansprechpartner
Dr. Michael Helgert
Telefon: 03641-643685
e-Mail: helgert@zeiss.de
Carl-Zeiss-Promenade 10
07745 Jena


Weitere Informationen

Projektsteckbrief BMBF-Verbundprojekt SHAPION

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