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Komplex war gestern: Wie ein gefasstes Schmuckstück wirkt die Freiformoptik, die Dr. Stefan Risse in der Hand hält. Im Alleingang übernimmt sie, was bisher komplexen Linsensystemen vorbehalten war – etwa dem der Infrarotkamera VarioCAM® HD, hier in der Obhut von Michael Degel.

Sphärische Linsen bekommen Gesellschaft. Denn die Ära der Freiformoptiken ist angebrochen – eine der optischen Zukunftstechnologien. Um diese zu ergründen, wirft das Optical Valley seine geballte Kompetenz in die Waagschale. Das BMBF-Forschungsprojekt ƒo⁺ richtet sich darauf, die neue Technologie in allen Facetten beherrschen zu lernen und in der Optikwelt durchzusetzen. Gemeinsam mit Jenoptik beteiligen sich sieben Firmen und zwei Forschungsinstitute daran, das Licht in ganz neuen Bahnen zu lenken.

Dr. Stefan Risse

Komplex war gestern: Wie ein gefasstes Schmuckstück wirkt die Freiformoptik, die Dr. Stefan Risse in der Hand hält.

Dr. Stefan Risse, Wissenschaftlicher Mitarbeiter und Gruppenleiter Optomechanische Präzisionssysteme am Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF, Jena.

Die Geometrie unterwirft sich der Funktion

Je nachdem, welchem Zweck die Optik dienen soll, wird ihr eine Gestalt auf den Leib geschneidert. So kam zum Beispiel jene Infrarotoptik in die Welt, die äußerlich nicht spektakulärer als ein Eiswürfel wirkt. Um ihre inneren Werte zu veranschaulichen zieht Michael Degel eine Computergrafik hinzu. „Das Licht wird mehrfach umgelenkt und gebrochen, wir haben alle optischen Informationen darin untergebracht“, so der ƒo⁺-Projektleiter bei Jenoptik.

Statt Linsensystemen genügt künftig ein kompaktes Optikelement

Objektive werden damit kleiner und leichter. Das wünscht sich zum Beispiel die Feuerwehr, damit die Infrarotoptik in den Helm passt und die Rettung aus dichtem Rauch erleichtert. Oder die Hersteller selbstfahrender Autos, um querende Menschen oder Tiere per Infrarotkamera automatisch ausmachen zu können. Oder die Raumfahrt, wo jedes zusätzliche Gramm die Missionskosten in die Höhe treibt. Oder tausend andere Anwender, die heute noch nichts von ihrem Glück wissen.

Gemeinsam setzen Forscher zum Technologiesprung an

Bis zu sechs optische Freiheitsgrade haben sie zu beherrschen gelernt – im Unterschied zu einem einzigen bei den gleichmäßig gewölbten Sphären. Von den mathematischen Grundlagen über die Fertigungs- und Messtechnik bis zum fertigen Prototypen haben sie für Infrarotoptiken bereits die gesamte Wegstrecke zurückgelegt. Nach der Testphase beginnt noch in diesem Jahr die Produktentwicklung.

Michael Degel

Die Freiformoptik übernimmt, was bisher komplexen Linsensystemen vorbehalten war – wie dem der Infrarotkamera VarioCAM® HD, hier in der Obhut von Michael Degel.

Michael Degel, Projektleiter für das Forschungsprojekt ƒo+ bei Jenoptik in Jena mit dem Linsensystem für die Infrarotkamera VarioCAM® HD.

Und das Optical Valley nimmt erneut Anlauf

Die ƒo⁺-Mission ist weitgehend erfüllt; mit WK+ ist ein Folgeprogramm ausgeschrieben. Um ab Januar 2018 Freiformoptiken auch für den sichtbaren Bereich zur Industriereife führen zu dürfen, bieten bewährte und neue Partner ihre vereinten Kräfte auf. Ein ehrgeiziges Unterfangen: Der sichtbare Spektralbereich ist zehn Mal kurzwelliger als der infrarote – und der Präzisionsanspruch steigt im selben Maß. „Unser Antrag“, ist Michael Degel dennoch zuversichtlich, „ist gut begründet.“