激光和光子学研究中心弗劳恩霍夫激光技术研究所(ILT)表示，光学行业“几乎完全依赖其工艺链中的机械工艺”。
然而，这种情况可能很快就会改变。总部位于德国亚琛的 ILT 本周宣布，它正在推进数字控制激光工艺，在非球面和自由曲面光学器件成形、抛光及其最终形状校正时，可以节省时间和成本。
ILT 将在 5 月 14 日至 16 日在法兰克福举行的Optatec贸易展览会上以及 10 月 15 日至 16 日在亚琛举行的首届激光光学生产会议上展示未来基于激光的工艺链。
ILT 认为，非球面和自由曲面光学的趋势正在将传统工艺链(光学行业中基于纯机械加工的工艺链)推向极限。为了克服这个问题，该研究所将在 Optatec 上展示其用于光学生产的高度灵活的基于激光的工艺链的愿景。
即使在今天，单独设计的非球面和自由曲面光学元件也可以使用激光工艺生产。“激光器的主要优势在于其数字控制与无质量和非接触式材料加工相结合，”ILT 抛光小组负责人 Edgar Willenborg 博士说道。
由于该过程是数字控制的并且不需要成型工具，因此加工时间不再取决于镜片形状。这带来了明显的成本效益，特别是对于复杂的几何形状。“由于不使用任何消耗品，激光加工还可以最大限度地减少所需的清洁量，”Willenborg 说。
激光整形
这种基于激光的未来工艺链基于超短脉冲 (USP) 激光或选择性激光诱导蚀刻 (SLE) 烧蚀成形。弗劳恩霍夫 ILT 的议程还包括玻璃激光抛光以及聚合物镜片(如果需要)以及高端领域的精密形状校正。后者已经由 Fraunhofer ILT 光学形状校正研究领域的研究员 Emrah Uluz 领导的团队使用 CO 2和 USP 激光器进行了演示。
CO 2激光器也用于激光抛光。五分之四的能量被最上层的玻璃吸收。穿透深度在 3 µm 至最大 30 µm 之间。玻璃在这里熔化，转变成类似蜂蜜的状态，然后由于表面张力而在冷却时自动变得平滑。
这种表面层的重熔，包括由于界面张力而导致的表面平滑，可产生出色的表面质量：亚纳米范围内的粗糙度设定了新的标准，并为需要最高光学性能的应用注定了激光加工。
基于激光的工艺已经补充了行业中以机械为主的工艺链，因为它们可以消除导致光散射和镜片看起来浑浊的微观粗糙度。
“我们正在系统地致力于使用这样的混合方法来创建光学生产中基于激光的全方位工艺链，”Uluz 说。光谱范围从微观和宏观光学器件或单独形状的特殊光学器件到也可以使用 SLE 在内部构建的玻璃体。
机械和激光工艺仍然相辅相成，但弗劳恩霍夫 ILT 的明确目标是使激光技术的优势适用于光学生产的所有领域。“基于激光的工艺具有相当大的优势，因为它们可以节省能源和资源，特别是对于复杂的几何形状，”Willenborg 总结道。
