Arbeitsschwerpunkte

• Prozessentwicklung auf dem Gebiet der optischen Dünnschichttechnologie für Anwendungen der Präzisionsoptik, Lasertechnik und Konsumoptik
• Thermisches Verdampfen im Vakuum
• Reaktive ionengestützte Prozesskonzepte (IAD, Ion Assisted Deposition)
• Ionenstrahlzerstäuben (IBS, Ion Beam Sputtering)
• Optimierung von Beschichtungsverfahren, Erprobung neuer Prozessansätze, z. B. für Rugate-Filter mit kontinuierlichem
• Brechzahlverlauf
• In-situ-Prozesskontrolle, Sensorik
• Adaptierung von Prozesskomponenten, z. B. Ionenquellen (Plasmaanalytik)
• Qualifizierung neuer Materialien, z. B. Mischmaterialien
• Multifunktionale Schichten: photokatalytische Aktivität („Selbstreinigung“)
• Software-Tools: Design, Simulation, Qualitätssicherung
• Umsetzung und Beratung für die industrielle Fertigung, Technologiestudien

Ein Beispiel für die Vielfalt der Forschungsansätze stellt das im Jahr 2008 gestartete Projekt MiniWDM dar, das der Entwicklung von Beschichtungen für miniaturisierte optische Polymerbausteine in Datennetzen gewidmet ist. In der optischen Datenübertragung durch Glasfasernetze hat sich das Wellenlängenmultiplex-Verfahren (Wavelength-Division-Multiplex, WDM) seit Jahren als Schlüsseltechnologie etabliert. Jedoch kommt die WDM-Technologie bisher in erster Linie in Weitverkehrsnetzen zum Einsatz. Im Zuge der gegenwärtig avisierten Glasfaserumrüstung der „Letzten Meile“ (letzter Leitungsabschnitt zum Hausanschluss bzw. zum Teilnehmerhaushalt) entsteht ein hoher Bedarf an kostengünstigen, massenmarkttauglichen WDM-Komponenten.

Im Rahmen des Projektes konzentrieren sich die Arbeiten der Gruppe Prozessentwicklung auf die Realisierung von nahezu freitragenden komplexen Schichtsystemen, die als Schlüsselkomponente in neuartigen, miniaturisierten  WDM-Polymerbausteinen zum Einsatz kommen sollen. Auf dieser Basis soll eine kostengünstige Alternative zu den herkömmlichen Freistrahl-WDM Modulen geschaffen werden. Berechnungen zeigen, dass für tolerable optische Verluste die Gesamtdicke der angestrebten Filterelemente bei unter 20 μm liegen sollte, wobei das Schichtsystem in diesem Fall deutlich dicker als das Trägersubstrat ist. Existierende Filtersysteme sind aufgrund ihrer Substrate um ein Vielfaches zu dick und damit ungeeignet.

Die Forschungsarbeiten zur Realisierung der Dünnschichtfilter hoher spektraler Selektivität umfassen die gesamte Prozesskette, zum Beispiel Materialwahl, Design, Prozessstabilität und Reproduzierbarkeit, mechanische Spannungen sowie Strukturierung und Charakterisierung. Um die Dicke der teilweise über 100 Schichten präzise kontrollieren zu können, wird ein am LZH entwickeltes Messsystem verwendet, das in situ aufgenommene Transmissionsspektren verarbeitet.

Das MiniWDM-Forschungsnetzwerk wird im InnoNet-Rahmen durch das BMWi (FKZ 16IN0596) gefördert. Neben dem LZH sind das Fraunhofer Institut für Nachrichtentechnik (Heinrich-Hertz-Institut HHI, Koordinator) und sieben Industrieunternehmen an dem Projekt beteiligt.