Auf dem Weg in die erste Liga

Der Wachstumskern „fo+“ zieht zur Halbzeit positive Bilanz. Auf der Basis von Freiformoptiken haben die Thüringer bereits erste Demonstratoren realisiert. Doch das sind nur Zwischenschritte auf dem Weg zu einem ambitionierten Ziel.  

Eine Pause gönnen sich die Partner des Thüringer Wachstumskerns fo+ (freeform optics plus) zur Halbzeit nicht. Zu viel haben sie noch auf dem Programm. Aber die Zeit für eine positive Bilanz haben sich die acht Unternehmen und zwei Forschungseinrichtungen genommen. Anfang September präsentierten sie ihre Projektergebnisse anlässlich der internationalen Konferenz „SPIE Optical Systems Design“ rund 400 Experten aus aller Welt – in zahlreichen Vorträgen und auf einem gut besuchten Stand in der Begleitausstellung.

Die Bündnispartner sind auf dem Weg zur Realisierung kompakter und leistungsfähiger optischer Instrumente auf der Basis von Freiformoptiken schon ein gutes Stück vorangekommen. Mit den optischen Freiformflächen lassen sich Funktionen der Strahlformung realisieren, die mit klassischen Linsen gar nicht oder nur in aufwendigen Kombinationen erreicht werden können.

Mikrosatelliten mit Freiformoptiken sind leichter, kompakter und zuverlässiger. Weltraummissionen werden dadurch kostengünstiger. (Foto: BlackJack3D – iStock)
 
Mikrosatelliten mit Freiformoptiken sind leichter, kompakter und zuverlässiger. Weltraummissionen werden dadurch kostengünstiger.
Foto: BlackJack3D – iStock  

 

Für Feuerwehren und autonome Autos

„Die Freiformoptik bietet enormes Potenzial“, sagt Stefan Risse vom Jenaer Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF. Für eine ganze Reihe von Anwendungen – von der miniaturisierten Kamera bis zum astronomischen Teleskop – bieten Freiformoptiken Vorteile. „Wir denken dabei immer in zwei Richtungen“, sagt Risse. „Wir wollen zum einen die Eigenschaften des Systems verbessern, zum anderen Komponenten einsparen.“

Wärmebildkameras mit Freiformoptiken sind kleiner, leichter und robuster und geben dem Feuerwehrmann mehr Beweglichkeit bei der Rettung von Menschenleben. (Foto: Jens Molin – iStock)
Wärmebildkameras mit Freiformoptiken sind kleiner, leichter und robuster und geben dem Feuerwehrmann mehr Beweglichkeit bei der Rettung von Menschenleben.
Foto: Jens Molin – iStock
Einer der entwickelten Demonstratoren ist eine mit Freiformoptiken arbeitende Infrarot-Kamera. „Die Idee war ursprünglich, eine kleine Kamera für Feuerwehrleute zu entwickeln, um Brandherde aufzuspüren“, erläutert Michael Degel vom größten Industriepartner des Konsortiums, der JENOPTIK Optical Systems GmbH. Schnell war klar, dass das entwickelte Design auch für andere Anwendungen, etwa für die Nachtsicht in autonomen Fahrzeugen oder in der Lithographie für den Halbleiter-Ausrüstungsmarkt, verwendet werden kann.
 

Herkömmliche Infrarot-Kameras arbeiten im Objektiv mit drei Linsen, was aufwendige Beschichtungen und Justagen erfordert. Herzstück der neuen IR-Kamera dagegen ist ein Monolith, also eine kompakte Freiform. „Wir können damit um den Faktor 2 bis 3 kleinere Geräte bauen“, sagt Sven Kiontke, Gründer und Geschäftsführer der Jenaer asphericon GmbH, die den weltweit ersten monolithischen Strahlaufweiter bereits auf internationalen Messen präsentiert hat.

Alle an einem Tisch

Die zeitliche Planung beschreibt Stefan Risse vom Fraunhofer IOF so: „Das erste Jahr war von der Theorie geprägt, von der mathematischen Beschreibung der Optiken und von den Simulationen. Wir sind nun im zweiten Jahr, in dem die experimentelle Überprüfung der Komponenten im Vordergrund steht. Im dritten Jahr machen wir den Schritt zum System.“ Dabei sind sich die bei fo+ beteiligten Firmen wirklich näher gekommen sind, wie Sven Kiontke findet: „Unternehmen aller Branchen und jeder Größe sitzen an einem Tisch.“ Erst durch diese Mischung werde es möglich, den hohen Anspruch des Wachstumskerns zu erfüllen, nämlich die gesamte Technologie- und Wertschöpfungskette abzubilden.

Darin, dass der Wachstumskern auch den Optikstandort Jena voranbringt, sind sich alle Partner einig. „Wir adressieren eine Breite an Themen, die weltweit einmalig ist“, betont Stefan Risse. Und auch für Herbert Gross von der Jenaer Friedrich-Schiller-Universität, dem zweiten akademischen Partner von fo+, ist klar: Nach drei Jahren fo+ wird Jena neben anderen Freiformoptik-Zentren in den USA, Großbritannien oder Asien in der ersten Liga spielen.

Weitere Informationen zum Wachstumskern fo+ finden Sie hier.