OPTIOXID

Verlustarme hochbrechende Oxidschichten für die Prä- zisionsoptik durch Magnetronsputtern mit hohem Ionisationsgrad - OPTIOXID

KMU-innovativ: Photonik

Die Photonik zählt mit etwa 140.000 Beschäftigten und einem Jahresumsatz von 28 Milliarden Euro zu den wesentlichen Zukunftsfeldern, die die Hightech-Strategie der Bundesregierung adressiert. Forschung, Entwicklung und Qualifizierung nehmen dabei eine Schlüsselrolle ein, denn Investitionen in Forschung, Entwicklung und Qualifizierung von heute, sichern Arbeitsplätze und Lebensstandard in der Zukunft. Besondere Bedeutung nehmen hier KMU ein, die nicht nur wesentlicher Innovationsmotor sind, sondern auch eine wichtige Nahtstelle für den Transfer von Forschungsergebnissen aus der Wissenschaft in die Wirtschaft darstellen. Sowohl in etablierten Bereichen der Photonik als auch bei der Umsetzung neuer Schlüsseltechnologien in die betriebliche Praxis hat sich in den letzten Jahren eine neue Szene innovativer Unternehmen herausgebildet, die es zu stärken gilt. Industrielle Forschungs- und vorwettbewerbliche Entwicklungsvorhaben tragen dazu bei, die Innovationsfähigkeit der kleinen und mittleren Unternehmen in Deutschland zu stärken.

Die KMU sollen insbesondere zu mehr Anstrengungen in der Forschung und Entwicklung angeregt und besser in die Lage versetzt werden, auf Veränderungen rasch zu reagieren und den erforderlichen Wandel aktiv mit zu gestalten. Die Ergebnisse der Forschungsvorhaben finden breite Anwendung im Maschinen- und Anlagenbau, in der Materialbearbeitung sowie in den Bereichen Automotive, Sicherheitstechnik, Beleuchtung und Medizintechnik.

Optimierung der Lasertechnik durch leistungsfähigere Breitbandspiegel

Laserbasierte Verfahren kommen weltweit in der Materialbearbeitung, der Medizin und der Analytik zum Einsatz. Deutsche Firmen sind in der Laserbranche seit Jahren Weltmarktführer: So kommen im Bereich der Materialbearbeitung 40 Prozent der Laserquellen und 25 Prozent der Lasermaschinen aus Deutschland.

Für die vielfältigen Anwendungen werden derzeit unterschiedlichste Lasersysteme und Komponenten eingesetzt. Ein Trend in der Lasertechnik geht dahin, die Vielfalt der optischen Bauelemente zu reduzieren und damit sowohl die Lagerhaltungskosten, als auch mit größeren Produktionsvolumina die Herstellungskosten zu senken. Die optischen Bauelemente sollen zudem eine hohe Winkeltoleranz bezüglich des einfallenden Lichtes und möglichst geringe Streuverluste des Lichtes besitzen. Ein wichtiger Schritt in diese Richtung ist die Weiterentwicklung sogenannter Breitbandspiegel. Diese Hochleistungsspiegel können einen breiten Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums verlustfrei reflektieren und dadurch für unterschiedliche Wellenlängen und Einfallswinkel verwendet werden. Grundlage dafür sind die komplexen Beschichtungen der Laserspiegel.

Neues Beschichtungsverfahren für Präzisionsoptiken

Schichtsysteme für Laserspiegel bestehen – je nach Anwendung – aus 20 bis 100 Einzel- schichten, wobei sich im Schichtsystem Materialien mit niedrigem und hohem Brechungsindex abwechseln. Je weiter die Brechungsindices auseinander liegen, desto größer ist die Bandbreite des Reflexionsspektrums. Als beste niedrigbrechende Schicht hat sich Siliziumdioxid etabliert. Entwicklungsspielraum gibt es jedoch bei den hochbrechenden Schichten: Von allen prinzipiell geeigneten hochbrechenden Schichtmaterialien besitzt Titandioxid den höchsten Brechungsindex. In der Praxis wird Titandioxid bereits für die Großflächenbeschichtung von Fensterglas verwendet, für laseroptische Anwendungen muss das Oxid jedoch besonders präzise und gleichmäßig mit möglichst feinkristalliner Struktur abgeschieden werden. Eine Aufgabe, bei der bislang angewendete Beschichtungsverfahren an ihre Grenzen stoßen.

Projektdetails

Koordinator

Dr. rer. nat.Stefan Schippel
LAYERTEC - optische Beschichtungen GmbH
Ernst-Abbe-Weg 1, 99441Mellingen
+49 36453 744-652

Projektvolumen

679.355 (ca. 69,7 % Förderanteil durch das BMBF)

Projektdauer

01.04.2012 - 31.03.2015

Projektpartner

LAYERTEC - optische Beschichtungen GmbHMellingen
X-FAB Semiconductor Foundries AGErfurt
X-FAB MEMS Foundry Itzehoe GmbHItzehoe