Story 13: Asphären verbessern die Welt – Wussten Sie, wo Asphären überall zu finden sind?
Vor noch nicht allzu langer Zeit hatten asphärische Optiken den Ruf, kompliziert im Tolerancing und schwierig in der Herstellung zu sein. Das Bild der Asphäre hat sich in den letzten Jahren gewandelt. Sie ist aus Bereichen wie Life Science, Messtechnik oder Laseranwendungen nicht mehr wegzudenken. Die Asphäre hat durch ihre überzeugenden Mehrwerte einen Siegeszug in den führenden Technologiebranchen vollbracht. Wir sind stolz darauf, dass wir bei asphericon einen großen Anteil zum Erfolg der asphärischen Linse beitragen und die Entwicklung in den letzten 20 Jahren prägen durften.
Randlos gestitchte Bilder des CREOL Forschungsexperimentes mit einem konventionellen System (Gauß Strahl) links und mit a|TopShape rechts (Quelle: CREOL)
Wussten Sie, dass der Einsatz unseres a|BeamExpanders und unseres a|TopShape in der Mikroskopie zur Verbesserung der Bildgebung und damit auch zur leichteren Diagnose von neurodegenerativen Erkrankungen führt? Diese kompakten und hochpräzisen optischen Komponenten können, implementiert in ein Mikroskop, ein gleichmäßig ausgeleuchtetes, randloses Bild liefern. In einem experimentellen Aufbau ist es Wissenschaftlern am College of Optics und Photonics der University of Central Florida (CREOL) gelungen, die bisherigen Schwachstellen der TIR-Fluoreszenzmikroskopie unter Verwendung von asphericon-Optiken zu minimieren und zur Verbesserung der Bildgebungsverfahren beizutragen.
Geschweißte Naht erzeugt durch konventionelles System (oben) & mittels a|AiryShape (unten) (Quelle: ifw Jena)
Ein weiterer Bereich, in dem Asphären den entscheidenden Unterschied machen, ist die additive Herstellung komplexer Bauteile. Das Verfahren ist aus der fertigenden Industrie kaum mehr wegzudenken. Durch additive Fertigung wird es möglich, voll funktionstüchtige, dreidimensionale Bauteile mit höchsten Materialanforderungen in allen denkbaren Formen herzustellen. Zeit ist in der additiven Fertigung ein limitierender Faktor – oft nimmt die Herstellung größerer Bauteile mehrere Stunden in Anspruch.
Darüber hinaus konnte das Günther-Köhler-Institut für Fügetechnik und Werkstoffprüfung (ifw Jena) das Verfahren des Laserstrahlschweißens durch den Einsatz unseres a|BeamExpanders und a|AiryShapes verbessern. Dank der beiden Produkte konnte die Spritzerbildung reduziert und ein hochwertiges Schweißnahtergebnis ohne Rand- und Wurzelkerben erzielt werden – was nicht nur Zeit, sondern auch Geld spart.
Hätten Sie gedacht, dass asphericon auch bei der Forschung am internationalen Versuchs-Kernfusionsreaktor ITER beteiligt ist? Mit ITER könnten in Zukunft große Mengen sichere und umweltfreundliche Energie erzeugt werden. Das Forscherteam, das am deutschen Max-Planck-Institut für Plasmaphysik die Versuchsanalage ASDEX Upgrade betreibt, erarbeitet Grundlagen für die Planung und den Betrieb des Testreaktors ITER. Dabei nutzen die Forscher für die Ermittlung von Temperatur und Dichte der Elektronen im Plasmarandbereich ein Lichtdetektionssystem, in dem zwei Optiken von asphericon verbaut sind. Mit den beiden Linsen wird Licht eingefangen, das später in einer spektrometrischen Analyse untersucht wird. Unsere asphärischen Optiken ermöglichen eine bessere Abbildungsqualität sowie eine hohe räumliche und zeitliche Auflösung der Messung. Auch, wenn es nur ein kleiner Baustein im internationalen Forschungsprojekt ist, sind wir hierauf sehr stolz.
Von asphericon gefertigter Germaniummonolith (= Freiform)
Neben der Asphäre bietet auch die Freiform neue Potenziale für Zukunftstechnologien, wie z.B. Life-Science, Automatisierungslösungen, Lasermaterialbearbeitung und Sensorik. Die Verwendung von Freiformoptiken ermöglicht die Realisierung komplexer Vorhaben mit reduzierter Fertigungsgröße. Mit Freiformoptiken gelingt es, Platz und Gewicht einzusparen, ohne dabei auf eine exzellente Abbildungsqualität verzichten zu müssen. Mehr noch: Die Freiformen von asphericon trotzen Umwelteinflüssen wie extremer Hitze, Kälte und Verschmutzungen und erfüllen neue Funktionen, die klassische Optiken nicht leisten können. Seit 2014 arbeiten wir zusammen mit weiteren Partnern im Wachstumskern „Freeform Optics Plus (fo+)“. Wir erkennen, dass innovative Systeme neue Standards in der Optik erfordern – und diese bestimmen wir aktiv mit. Uns ist es zusammen mit anderen Forschungspartnern z.B. gelungen, ein optisches Freiformsystem für ein Fahrassistenzsystem zu entwickeln, das 75% weniger Platz benötigt und dennoch höchste Abbildungseigenschaften aufweist. Verbaut in einen thermografischen Sensor, hilft unsere Technologie dabei, die Sicherheit für autonomes Fahren zu erhöhen.
Unsere Produkte finden in fast allen Branchen, die auf hochwertige Optiken angewiesen sind, Einsatz. Wir sind auf die Herausforderungen der Zukunft gespannt und darauf, optische Lösungen mit unserem Knowhow weiterhin mitgestalten zu können.