Fertigung und Charakterisierung von Metalloptiken mit Freiformflächen

Zusammenfassung In der letzten Dekade gelang es den allgemeinen Trend der Nutzung von Freiformoptiken in Beleuchtungssystemen anwendungstauglich auf abbildende optische Systeme zu erweitern. Maßgeblich hierfür sind maßgeschneiderte Designansätze und Algorithmen sowie ein signifikanter Fortschritt in der Fertigung, Referenzierung und Messtechnik von Freiformflächen. Die Anwendung von Asphären und Freiformen mit dem Fokus auf kürzere Wellenlängen erfordert eine erhebliche Verbesserung von Formabweichung, Welligkeit und Rauheit der optischen Komponenten, und adressiert beugungsbegrenzte Systeme im visuellen Spektralbereich. Die Herstellung von unsymmetrischen, freigeformten Optiken verlangt im Gegensatz zur klassischen, rotationssymmetrischen Fertigung, die Anwendung von deterministisch gesteuerten, punktuell oder teilflächig wirkenden Bearbeitungswerkzeugen. Der vorliegende Beitrag beleuchtet mess- und fertigungstechnische Strategien und Methoden zur Vermeidung und Korrektur hoch-, mittel- und niederfrequenter Oberflächenfehler auf metalloptischen Asphären und Freiformoptiken. Das Potential der Freiformfertigung, aber auch aktuelle Grenzen werden an Beispielen diskutiert.