Kompetenzen im Überblick
Profil des Marktbereichs
Die effiziente Entwicklung von neuartigen optischen Komponenten und Systemen erfordert Know-how in der Modellierung, in der Herstellung und in der Charakterisierung. Motiviert durch die solare Anwendung unserer Entwicklungen sind wir mit breitbandigen Spektren und kostengünstigen, auf großen Flächen darstellbaren Herstelltechnologien bestens vertraut. Wir schneidern durch Strukturierung von Materialien in Nano- bis Millimeterdimensionen optische Funktionen nach Maß.
Modellierungsverfahren
Effektiv-Medien-Theorien
Rigorose Beugungstheorie
Skalare Beugungstheorie
Bandstrukturrechnungen für photonische Kristalle
Streutheorien
Dünnfilmoptik
Mehrkomponenten Systeme
Strahlverfolgung
Strahlungstransport in turbiden Medien
Nicht-abbildende Optik
Effektiv-Medien-TheorienDie optischen Eigenschaften inhomogener Medien wie z.B. der Mischung zweier Materialien können wie ein homogenes Medium betrachtet werden, wenn die Bereiche, die nur aus einem Material bestehen, so klein sind, dass sie nicht zu einer Streuung des Lichtes führen. Effektiv-Medium-Theorien werden eingesetzt, um auf physikalischer Grundlage eine Mischungsformel für den effektiven Brechungsindex eines solchen Mediums zu finden. Die Mittelung kann z.B. über die Dipoleigenschaften der Komponenten oder über die elektrischen Felder und Polarisationen durchgeführt werden. Der Einsatz der am besten geeigneten Theorie erfordert Erfahrung.
Mit den gewonnenen effektiven Brechungsindices können auch Dünnfilmsysteme- bei denen die Mischung der Komponenten variiert- modelliert und optimiert werden. Dies sind z.B. Gradientenschichten wie wellenlängen-selektive Solarabsorberschichten.
Rigorose BeugungstheorieMit rigorosen Beugungstheorien können die Eigenschaften periodisch und aperiodisch modulierter Materialien wellenoptisch modelliert werden. Die möglichen Strukturdimensionen erstrecken sich vom Subwellenlängenbereich bis zum 100-fachen der Wellenlänge. Die Stärke dieser Modellierung ist die exakte Simulation von Strukturen und Effekten, die mit geometrischer Optik nicht mehr korrekt beschrieben werden können. Am Fraunhofer ISE stehen Codes basierend auf der RCWA (Rigorous Coupled Wave Analysis) und der Integralmethode zur Verfügung. Es können zwei- und dreidimensionale Probleme berechnet werden. Als Ausgabe sind neben Beugungseffizienzen auch Nahfeldamplituden und Poynting-Vektoren möglich.
Skalare BeugungstheorieSkalare Beugungstheorien eignen sich besonders für die effiziente Modellierung von Materialien mit geringer Phasenverschiebung (z.B. Oberflächenstrukturen mit kleinem Aspektverhältnis). Der Anwendungsbereich dieses Näherungsverfahrens, das zwar die Wellennatur des Lichts, nicht aber die Polarisation berücksichtigt, erstreckt sich auf Materialien, die in ein oder zwei Dimensionen periodisch oder stochastisch moduliert sind.
Bandstrukturrechnungen für photonische Kristalle2-dimensionale bzw. 2,5-dimensionale photonische Kristalle sind auf großen Flächen gut herstellbar. Durch Bandstrukturrechnungen lassen sich Dispersionsrelation und Blochmoden für Licht in einem zweidimensional periodisch modulierten Medium bestimmen. Ein besonders interessanter Effekt ist dabei das Auftreten einer Bandlücke, d.h. eines verbotenen Frequenzbereichs, in dem keine Ausbreitung von Licht möglich ist.
Das am Fraunhofer ISE vorhandene Simulationsprogramm lässt sich für die Berechnung von 2,5-dimensionalen Wellenleiterstrukturen anwenden, indem die dreidimensionale Struktur in die Ebene der Modulation abbildet wird. Diese Methode eignet sich z.B. für die Bestimmung der Moden in polymeren Lasern.
StreutheorienInhomogenitäten des Brechungsindex führen zur Streuung von Licht. Diese Inhomogenitäten können Strukturen oder Rauheiten an einer Oberfläche sein oder auch Teilchen oder Einschlüsse im Volumen eines Materials.
Beide Fälle lassen sich mit Modellen beschreiben und entsprechend numerisch simulieren. Dabei wird die Partikelstreuung oft durch die Mie- Theorie der Streuung an kugelförmigen Teilchen in Näherung modelliert. Die Streuung an Core-Shell-Teilchen oder komplexen Strukturen wie fraktalen Clustern von kugelförmigen Primärteilchen können wir ebenfalls modellieren. Die Ausbreitung von gestreutem Licht in streuenden Medien und mehrschichtigen Systemen bilden wir mit N-Fluss- oder Monte Carlo-Modellen nach.
DünnfilmoptikFür die zielgerichtete Entwicklung dünner optischer Schichten und ihre Kombination in Mehrschichtsystemen ist eine Kenntnis der optischen Materialeigenschaften erforderlich, wie sie sich besonders im komplexen Brechungsindex ausdrückt. Dieser kann am Institut für Einzelschichtsysteme durch spektrale Messung von Reflexion und Transmission aber auch durch Ellipsometrie bestimmt werden. Mit dieser Information können dann optische Modellrechnungen insbesondere für die Entwicklung und Optimierung von Mehrschichtsystemen durchgeführt werden.
Mehrkomponenten SystemeAusgehend von Transmissions- und Reflexionsspektren einzelner Glasscheiben und von thermischen Parametern der weiteren Komponenten werden thermische und optische Eigenschaften von Mehrfachverglasungen berechnet. Mit den Programmen WIS 3, Optics5 und Window5 können Größen wie U-Wert, g-Wert und Farbkoordinaten entweder entsprechend europäischen und US-amerikanischen Normen oder nach benutzerdefinierten Einstellungen zu Forschungszwecken bestimmt werden. Am Fraunhofer ISE entwickelte Programme ermöglichen auch entsprechende Berechnungen für Verglasungssysteme, die lichtstreuende Scheiben enthalten (z.B. Siebdruckscheiben, geätzte Scheiben).
StrahlverfolgungMit unseren validierten Strahlverfolgungswerkzeugen können wir die optischen Eigenschaften von nahezu beliebigen Produkten vorhersagen. Dadurch lassen sich neue Produktvarianten schon in einem sehr frühen Entwicklungsstadium hinsichtlich ihrer optischen Lichtlenkfunktion zuverlässig bewerten.
Aufbauend auf das kommerzielle Strahlverfolgungs- Programm Opticad ® haben wir über Jahre hinweg Simulationswerkzeuge erstellt, die es uns erlauben, Modelle für optische Elemente oder Fassadensysteme in großer Vielfalt zu erstellen und ihre optische Funktion eingehend zu untersuchen. In Kombination mit unserem Know-How, z.B. im Bereich der Bewertung von Sonnenschutzsystemen oder lichtlenkender Strukturen, kann das Verhalten auch im Kontext des Einsatzgebietes (Gebäude/ Fassade, Verglasung, Leuchten und Displays) bewertet werden. Für komplexere Strukturen oder Elemente ist eine Schnittstelle zu CAD gegeben.
Oft weisen industriell gefertigte Produkte Merkmale auf, die von einer rechnerisch festgelegten "idealen" Form abweichen. Abweichungen auf mikroskopischer Skala (Oberflächeneigenschaften, Rauhheiten, Mikrostrukturen ...) können wir anhand von AFM, REM oder Lichtmikroskopie identifizieren. Die makroskopische Form eines realen Systems bilden wir genau mit der Simulation ab. Mögliche Abweichungen werden also analysiert und soweit möglich in die Modellierung aufgenommen. Bei Bedarf untermauern wir die Simulationen mit Messungen an realen Systemen. Hierfür stehen vielfältige optische und optisch-thermische Charakterisierungsmöglichkeiten zur Verfügung.
Mit unseren validierten Strahlverfolgungswerkzeugen können wir die optischen Eigenschaften von nahezu beliebigen Produkten vorhersagen. Dadurch lassen sich neue Produktvarianten schon in einem sehr frühen Entwicklungsstadium hinsichtlich ihrer optischen Lichtlenkfunktion zuverlässig bewerten.
Aufbauend auf das kommerzielle Strahlverfolgungs- Programm Opticad ® haben wir über Jahre hinweg Simulationswerkzeuge erstellt, die es uns erlauben, Modelle für optische Elemente oder Fassadensysteme in großer Vielfalt zu erstellen und ihre optische Funktion eingehend zu untersuchen. In Kombination mit unserem Know-How, z.B. im Bereich der Bewertung von Sonnenschutzsystemen oder lichtlenkender Strukturen, kann das Verhalten auch im Kontext des Einsatzgebietes (Gebäude/ Fassade, Verglasung, Leuchten und Displays) bewertet werden. Für komplexere Strukturen oder Elemente ist eine Schnittstelle zu CAD gegeben.
Oft weisen industriell gefertigte Produkte Merkmale auf, die von einer rechnerisch festgelegten "idealen" Form abweichen. Abweichungen auf mikroskopischer Skala (Oberflächeneigenschaften, Rauhheiten, Mikrostrukturen ...) können wir anhand von AFM, REM oder Lichtmikroskopie identifizieren. Die makroskopische Form eines realen Systems bilden wir genau mit der Simulation ab. Mögliche Abweichungen werden also analysiert und soweit möglich in die Modellierung aufgenommen. Bei Bedarf untermauern wir die Simulationen mit Messungen an realen Systemen. Hierfür stehen vielfältige optische und optisch-thermische Charakterisierungsmöglichkeiten zur Verfügung.
Strahlungstransport in turbiden MedienStrahlungstransport in kontinuierlichen, turbiden oder porösen Medien ist charakterisiert durch Streuung und Absorption. Wegen der hohen Anzahl an Streuzentren bzw. der großen optischen Dicke einer Schicht ist es notwendig, die Mehrfachstreuung zu modellieren, um den Strahlungstransport korrekt beschreiben zu können. Dazu sind einfache Ansätze auf der Basis der 4-Flusstheorie, aber auch exaktere, numerische Methoden wie N-Fluss-Theorie oder Monte Carlo Simulationen implemetiert worden.
Im Bereich der Wärmestrahlung muss der Strahlungstransport noch mit der Wärmeleitung im Festkörper und im Gas mit berücksichtigt werden. Rein optische Anwendungen sind beispielsweise Berechnungen der räumlichen Lichtverteilung hinter einer lichtstreuenden Schicht. Auch Untersuchungen der Messfehler von Ulbrichtkugeln in Abhängigkeit von der Dicke der streuenden Schicht wurden mit solchen Programmen untersucht.
Nicht-abbildende OptikDie nicht-abbildende Optik betrachtet ein Gebiet der geometrischen Optik, das sich mit optischen Systemen ohne Abbildungseigenschaften beschäftigt. Optische Bauelemente zwischen Lichtquellen und Empfänger verändern in zielgerichteter Weise Intensität, Richtungsverteilung und Homogenität des Strahlungsfeldes. Meist wird das Licht einer gegebenen Quelle (z.B. der Sonne oder einer LED) so beeinflusst, dass eine gewünschte Bedingung am Empfänger erreicht wird. Die Anwendungen sind vielfältig und reichen von der Beleuchtungstechnik über die Messtechnik zu solaren Energiesystemen. Nichtabbildende Optik kann die Entwicklung von optischen Konzentratorsystemen für Photovoltaikzellen unterstützen, die Auskopplung von Licht aus einer LED optimieren oder die Empfängercharakteristik eines Lichtsensors so verändern, dass ein gewünschter Raumwinkel komplett erfasst wird. Ein bekanntes Beispiel aus der nicht- abbildenden Optik ist der Compound Parabolic Concentrator (CPC), der die gesamte Einstrahlung auf eine Fläche in einem definierten Winkelbereich komplett auf eine kleinere Austrittsfläche umleitet und somit als idealer Konzentrator wirkt.
Charakterisierungsmethoden
Optische Spektroskopie
Winkelabhängige Reflexions- und Transmissionsmessungen mit großen Ulbrichtkugeln
Vermessung von Konzentratoroptiken
Streulichtmessung
Goniophotometrie mit Leuchtdichtevermessung
Bestimmung der Brechzahl von Materialien
Optische Profilometrie
Rasterelektronenmikroskopie
Rastersondenmikroskopie
Augerelektronenspektroskopie
Optische Spektroskopie
Fourier-, Diodenarray- und Zweistrahlgitterspektrometer werden am Fraunhofer ISE eingesetzt, um Materialien über den solaren Spektralbereich (300 - 2500 nm) optisch zu charakterisieren. Die Spektrometer sind nicht nur mit kommerziell erhältlichem Zubehör sondern auch mit am Fraunhofer ISE entwickelten Aufbauten ausgestattet, die Messungen an Proben mit einer Fläche von bis zu einem Quadratmeter und eine Dicke von 20 cm erlauben. Transmissions- und Reflexionsspektren können für folgende Konfigurationen vermessen werden: normal-normal, normal-hemisphärisch, gerichtet-hemisphärisch, gerichtet-gerichtet, normal-diffus.
Für normal-hemisphärische und gerichtet-hemisphärische Spektren sind auch temperaturabhängige Messungen im Bereich 20°C - 75°C möglich.
Winkelabhängige Reflexions- und Transmissionsmessungen mit großen UlbrichtkugelnBei lichtstreuenden und lichtumlenkenden Verglasungen ist für die Beurteilung des Transmissions- und Reflexionsvermögens wesentlich, dass nicht nur das direkt gerichtete transmittierte bzw. reflektierte Licht den Detektor erreicht. Mit sogenannten Ulbrichtkugeln mit einem Durchmesser von 65cm wird das Licht gesammelt. Verschiedene Detektoren (Λ- bewerteter Lichtsensor, Radiometer für den gesamten Solarbereich und ein Diodenarrayspektromenter mit Lichtfaserankopplung) werden je nach Fragestellung eingesetzt. Unsere spezielle Beleuchtungsanordnung mit breiter Überstrahlung der Kugelapertur erlaubt es, selbst makroskopische Strukturen (z.B. Jalousien) und zentimeterdicke lichtstreuende Materialien korrekt zu vermessen. Die übliche Messtechnik mit einem Probenstrahl von wenigen Millimetern bis Zentimetern unterschätzt hier den Transmissions- bzw. Reflexionsgrad, da Teile des Lichtes an die Außenseite der Kugel abgelenkt werden anstatt in die Kugel zu gelangen. Durch simultanes Verdrehen von Kugel und Probe kann die Winkelabhängigkeit der optischen Eigenschaft gemessen werden. Ebenso ist die Bestrahlung mit isotrop-diffusem Licht möglich.
Vermessung von Konzentratoroptiken
Die Kombination von kleinen, hocheffizienten Solarzellen mit Konzentratoroptiken bereichert die Perspektiven für die kosteneffizente Nutzung der Photovoltaik in südlichen Breiten.
Streulichtmessung
Goniophotometrie mit Leuchtdichtevermessung
Mit dem Goniophotometer wird die räumliche Verteilung des abgestrahlten Lichts bestimmt. Das Messobjekt kann entweder ein selbst leuchtender Gegenstand oder ein beleuchtetes Objekt sein.
Im Falle eines beleuchteten Objekts kann der Einfallswinkel variiert werden. Dadurch, dass Detektor und Probe um je zwei Achsen drehbar gelagert sind, kann jede beliebige Kombination aus Einfalls- und Ausfallswinkel realisiert werden. Als Strahlungsquelle dient ein kollimierter Strahl mit nahezu parallelem Licht. Die Lichtverteilung kann sowohl für transmittierte als auch für reflektierte Strahlung bestimmt werden. Das Ergebnis ist also eine bi-direktionale Charakterisierung der Transmissions- und/oder Reflexionseigenschaften.
Neben einer Photodiode steht auch eine Leuchtdichtekamera als Detektor zur Verfügung. Dies ermöglicht eine orts- und winkelaufgelöste Leuchtdichtebestimmung. Diese Information kann zum Beispiel der Validierung von Lichtsimulationsprogrammen dienen.
Bestimmung der Brechzahl von Materialien
Optische Profilometrie
Rasterelektronenmikroskopie
Rastersondenmikroskopie
Augerelektronenspektroskopie
Zur chemischen Charakterisierung von Dünnschichtsystemen und Oberflächen steht uns ein Auger- Elektronenspektroskop (Model Phi 660 von Physical Electronics) zur Verfügung. Bei der Auger- Elektronen-Spektroskopie wird die Probe mit einem Primärelektronenstrahl angeregt und die emittierten Augerelektronen werden in Abhängigkeit ihrer kinetischen Energie detektiert. Die kinetischen Energien der Augerelektronen sind dabei elementspezifisch.
Durch seine hohe Oberflächenempfindlichkeit eignet sich die Auger- Elektronenspektroskopie in Verbindung mit einer Ionenkanone zur Aufnahme von Tiefenprofilen mit einer Tiefenauflösung von etwa 5 nm. Damit lässt sich der Schichtaufbau eines Mehrschichtsystems charakterisieren. Durch eine detaillierte Analyse der Auger-Signale können aber auch Grenzflächenreaktionen sichtbar gemacht werden. Überdies kann durch Abrastern der Oberfläche (Linien- oder Oberflächen- Scan)die Elementverteilung an Oberflächen mit einer lateralen Auflösung von typischerweise 100 nm analysiert werden. Zur Ergänzung der Auger-Analyse ist das Auger- Elektronenspektroskop mit einer EDX-Einheit (Energiedispersive Röntgenspektroskopie) erweitert, um die ebenfalls emittierten Röntgensignale elementspezifisch zu untersuchen.
Anwendungsbeispiele
Photoelektrochrome und photochrome Fenstersysteme sind in ihrer Transmission schaltbar. Die Energie zum Verfärben liefert das Sonnenlicht. Daher ist keine Spannungsversorgung notwendig. Ihr Prinzip ist eine Kombination aus einer elektrochromen Zelle und einer elekrochemischen Solarzelle.
Das photoelektrochrome System kann vom Benutzer über einen Schalter in seiner Transmission gesteuert werden. Das photochrome System dagegen reagiert passiv nur auf die Beleuchtungsverhältnisse, weist dafür aber einen einfacheren Schichtaufbau auf.
Beide Systeme können z.B. als Überhitzungs- oder Blendschutz im Gebäude- oder KFZ-Verglasungsbereich eingesetzt werden.
Selektive Solarabsorber
MARAG™ Mottenaugen- und Antiglare-Strukturen
Durch eine Entspiegelung wird der Display-Kontrast erhöht, störende Spiegelbilder von Konturen können aber dennoch sichtbar sein. Antiglare-Oberflächen unterdrücken störende Spiegelbilder, verbessern aber nicht den Kontrast. Mit der Kombination aus Mottenaugen- und Antiglare-Strukturen (MARAG™*) erreicht man den doppelten Vorteil aus hohem Kontrast und unterdrückten Spiegelbildern. Wenn die Urform einmal hergestellt ist, kann eine solche multifunktionale Oberfläche in einem Prozessschritt kostengünstig ins Produkt gebracht werden.
*Trade Mark of MacDermid Autotype Ltd.
Konzentratoroptik für Photovoltaik (PV)
Die Kombination von kleinen, hocheffizienten Solarzellen mit Konzentratoroptiken ist für die Weiterentwicklung der Photovoltaik eine interessante Option. Hohe Konzentrationsfaktoren und homogene Ausleuchtung der Zellen sind optimal.
Je nach Nachführung (ein- oder zweiachsig) sind verschiedene Konzentratorkonzepte zielführend. Mit zweiachsig nachgeführten FLATCON®-Modulen mit Fresnellinsen 500-facher geometrischer Verstärkung und Tandem- oder Tripelsolarzellen auf Gallium-Arsenid-Basis wurden vielversprechende Wirkungsgrade erreicht.
Transparente Fassadenbereiche sind ein Schwerpunkt moderner, tageslichtorientierter Architektur. Innovative Fassadensysteme sind in der Lage die natürlichen Licht- und Energieströme saisonal effizient zu steuern. Wir entwickeln Mikrostrukturen, die Licht und Solarstrahlung gezielt lenken und somit im Sommer unerwünschte Strahlung nach außen reflektieren und im Winter zur Wärmegewinnung nutzen.
Ein Überschuss an Licht und Wärme muss oft durch aufwändige Maßnahmen abgeblockt oder mit hohem Energieaufwand von Klimaanlagen abgeführt werden. Gewünscht ist daher eine wirksame solare Transmission der Fassade, abhängig von der Jahreszeit. Da die Sonne im Sommer höher als im Winter steht, verfolgen wir den Ansatz, die Transmission der Fassade vom Sonnenstand abhängig zu machen.
Dafür nutzen wir die lichtlenkende Wirkung von transparenten, prismatisch strukturierten Materialien. Durch schaltbare Schichten kann die Transmission zusätzlich beeinflusst werden.
Lichtlenkende und lichtstreuende Verglasungen
Tageslicht wird im allgemeinen als angenehmer empfunden als Kunstlicht. Während jedoch die fensternahen Bereiche tagsüber gut ausgeleuchtet sind, ja oft ein Zuviel an Licht mit Blenderscheinungen zu verzeichnen ist, wird die Tageslichtversorgung mit zunehmender Tiefe des Raumes schwieriger.
Lichtstreuende Verglasungen bewirken eine gleichmäßige Raumausleuchtung ohne Schlagschatten, verhindern aber die Durchsicht komplett. Lichtumlenkende Verglasungen dagegen erlauben meist eine Teildurchsicht und haben das Ziel, direktes Sonnenlicht tief in den Raum oder an die Raumdecke zu lenken. Lichtlenkende Verglasungen basieren auf Spiegelstrukturen oder auf der Umlenkung über Totalreflexion. Bei einer zweigeteilten Fassade sind diese Verglasungen beispielsweise bei Oberlichtern vorteilhaft einsetzbar.
Lichtdurchlässige Strukturen aus Kunststoff oder Schüttgut aus transluzentem Aerogel sind die Grundmaterialien für lichtstreuende Tageslichtverglasungen und passive Solarkollektoren für die solare Wandheizung. Beschichtete transparente Funktionsgläser und Edelgasfüllungen sind additive Möglichkeiten zur Reduktion des Wärmetransports. Lichtdurchlässig, aber nicht durchsichtig, wärmedämmend (mit gutem U-Wert) und dennoch Hitzeschutzschild (mit niedrigem g-Wert) – damit bietet sich die Solare Umweltwand als Tageslichtsystem für den Objekt- und Gewerbebau an. Sonnenlicht gelangt in die Räume, allerdings diffus und harmonisch, ohne Schlagschatten. Daher ist es in diesen Gebäuden angenehm hell, sie überhitzen nicht und verlieren im Winter nur wenig Wärme nach außen. Auf Kunstlicht kann häufig verzichtet werden.
Die Solare Wandheizung reduziert ohne den Einbau von Leitungen, Pumpen, separatem Speicher und Regelungen den Heizbedarf auch bei Altbauten . Das Wandelement wirkt als solare Niedertemperatur-Flächenheizung.
Großflächig verglaste Gebäude benötigen im Sommer einen effektiven Sonnenschutz. Bei Bürogebäuden werden dazu hochwertige bewegliche Sonnenschutzsysteme eingesetzt, da die Nutzer zumindest temporär die Durchsicht nach außen fordern. Bei transluzenten Fassaden in Zweckbauten wie Sporthallen, Werkhallen oder bei speziellen Tageslichtöffnungen wie Oberlichtern, Lichtbändern oder Treppenhausverglasungen genügt es oft, einfach saisonal sonnenstandabhängig die direkte Sonne auszublenden. Auch bei der solaren Wandheizung ist dieser Sonnenschutz ideal einzusetzen. Speziell angepasste Oberflächenstrukturen werden für diese Anwendungen optimiert.
Diffusoren zur gezielten Lichtverteilung können zahlreiche Funktionen in Displays erfüllen: z.B. Antiglare-Oberflächen, Top-Diffusoren, Bottom-Diffusoren für Flachbildschirme oder Schirme mit anisotroper Streucharakteristik für Projektionsdisplays. Für eine Vielfalt verschiedener Einsatzzwecke können Diffusoren durch Interferenzlithographie maßgeschneidert werden. Auch Kombinationen aus Diffusoren und anderen optischen Bauteilen sind möglich, um komplexe Lichtverteilungen zu ermöglichen.
Es wird erwartet, dass erste Anwendungen organischer Solarzellen im Bereich der mobilen Elektronik zu finden sein werden. Die Nutzung zur großflächigen Energiegewinnung wird als Fernziel für diese neuartige Technologie betrachtet.
Herstellverfahren
Physikalische Gasphasenabscheidung
Eine größere Anlage mit horizontaler Anordnung der Targets umfasst zur Zeit fünf Kathodenplätze für Substrate von bis zu 1,8 m x 1,5 m. Diese Anlagen eignen sich für die Entwicklung von Schichtmaterialien, Schichtsystemen und Beschichtungsverfahren aber auch für die Beschichtung von Prototypen.
Interferenzlithographie
Am Fraunhofer ISE können mit dieser Technologie parabolische, binäre oder prismatische Mikro- und Nanostrukturen auf Flächen von bis zu 1,2 m x 1,2 m erzeugt werden.
Mikromechanische Herstellverfahren für Oberflächenstrukturen
Als alternative Methode zur Interferenzlithografie bieten sich mikromechanische Verfahren zur Generierung von Mikrostrukturen an. Dies sind in der Regel spanabhebende Ultrapräzisionsverfahren, bei denen ein (Mikro-)Werkzeug die gewünschte Struktur in ein Metall-Werkstück schneidet.
Während wir die Interferenzlithographie im eigenen Hause anbieten, können wir mikromechanische Verfahren nur mit Hilfe externer Partner ( IMTEK , Fraunhofer IPT ) umsetzen, mit denen wir eng zusammenarbeiten. In Abhängigkeit der spezifischen Strukturgröße, Charakteristik und je nach gewünschtem Format wägen wir für jede Anwendung die verschiedensten technologischen Optionen gegeneinander ab. Wesentliche Kriterien für die Wahl der Technologie sind neben erzielbarer Strukturgüte und Format auch die Verfahrenskosten für Herstellung und Replikation. Für Produktentwicklungen sind wir also nicht nur auf Technologien aus unserem Hause beschränkt, sondern ziehen auch externe Lösungen in unsere Entwicklungen mit ein und können diese anbieten oder vermitteln.
Mikroreplikation
Reaktives Ionenätzen
Glasverarbeitung