An der Wellenfront
Die vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten F&E-Kooperationsprojekte laufen planmäßig. Wir haben einige der beteiligten Entwicklungspartner zum Stand der Dinge befragt.
Es ist nicht einfach, die beiden hochkomplexen F&E-Kooperationsprojekte als Laie zu durchdringen. Man braucht aber keinen ausgewiesenen Sachverstand, um zu erkennen, mit welcher Begeisterung sich die beteiligten Partner dafür engagieren. „Die Projekte laufen sehr gut“, freut sich André Noack von der NOTEI GmbH, der die Projekte initiiert hat und von Anfang an begleitet: „Schon nach der Hälfte des abgesteckten Förderzeitraums zeichnen sich Entwicklungen ab, die auf hervorragende Ergebnisse hoffen lassen.“
Neues Verfahren zur hochgenauen Wellenfrontmesstechnik
Die beteiligten Partner bestätigen diesen positiven Verlauf. Zum Beispiel die DIOPTIC GmbH. Das Unternehmen ist maßgeblich an dem Projekt beteiligt, das auf ein neues Verfahren zur hochgenauen Wellenfrontmesstechnik abzielt. Dafür hat der Optikspezialist aus Weinheim ein patentiertes Funktionsprinzip entwickelt – mit dem sogenannten WAVOS-Sensor (DIOPTIC-Hartmann-Sensor) kann die Topographie beziehungsweise Wellenfrontqualität von Laser-Hochleistungsspiegeln oder beliebigen anderen Optiken vermessen werden. „Wir haben viele neue Erkenntnisse und Möglichkeiten für die Realisierung gewonnen, die nicht nur das Projekt, sondern auch unsere Firma weiterbringen“, berichtet Jean-Michel Asfour, Geschäftsführer von DIOPTIC.
DIOPTIC kooperiert eng mit der Technischen Hochschule Mittelhessen (THM) und insbesondere mit dem Optikzentrum Wetzlar. Philipp Tonndorf, Projektleiter bei DIOPTIC stimmt sich regelmäßig mit Ebunoluwa Odofin von der THM ab. Sie arbeitet an theoretischen Modellen, über das die Leistungsfähigkeit des Sensors optimiert werden kann. Dabei geht es unter anderem um den Einfluss der Formgenauigkeit der Blenden, die Wellenfrontgüte der Außenbeleuchtung und um die experimentelle Analyse der Temperaturabhängigkeit des Systems. „Bisher wurde beobachtet, dass durch Änderung der Objektform eine höhere Empfindlichkeit erreicht werden kann“, erklärt Ebunoluwa Odofin.
Ziel ist es, das neue Verfahren der Wellenfrontmesstechnik als Alternative zur Interferometrie zu etablieren. Derzeit laufen entsprechende Vergleichsmessungen. Was perspektivisch in der Anwendung daraus werden kann? „Das Lidar-Verfahren, also die zeitaufgelöste Reflexion von Lichtwellen, gilt als eine der Schlüsseltechnologien für das autonome Fahren. Und mit unserer innovativen Wellenfrontmesstechnik könnten wir einen wertvollen Beitrag dazu leisten“, betont Jean-Michel Asfour.
Hochauflösende Röntgenkamera für die Inline-Kontrolle
Das zweite F&E-Kooperationsprojekt ist nicht weniger ambitioniert und befindet sich ebenfalls auf dem besten Weg. Im Zentrum steht die Entwicklung einer ultraschnellen und hochauflösenden Röntgenkamera (X-Ray Cam System) für die sogenannte Inline-Kontrolle von zum Beispiel elektronischen Bauteilen oder auch Lebensmitteln. Da eine solche Kamera aus verschiedenen Systemkomponenten besteht, die optimal zusammenspielen müssen, arbeiten die Entwicklungspartner entsprechend eng zusammen. Am Optikzentrum Wetzlar arbeitet Projektingenieur Robert Knobloch an der Entwicklung des optischen Systems. Es soll sowohl den Szintillator (10 cm x 10 cm) in Gänze aufnehmen als auch einen Ausschnitt mit 5 µm Auflösung. Dafür wird eine entsprechende adaptive Optik und Elektronik entwickelt, sowie ein Konzept zur Minimierung der Strahlenbelastung. „Momentan wird das System auf Abbildungsqualität und die Toleranzen optimiert", erklärt Robert Knobloch.
Parallel dazu entwickelt die Brückmann GmbH in Lahnau verschiedene Steuerungsboards für das X-Ray Cam System. Das Steuerungsboard für den Sensor ist so ausgelegt, dass die Kamera bis zu 1.000 Bilder pro Sekunde (fps) erzeugt. Dafür muss auch eine entsprechende Speicherkapazität vorgehalten werden – denn bei dieser enormen Geschwindigkeit werden in 8 Sekunden Datenmengen von bis zu 32 Gigabyte generiert. Besonders herausfordernd sei die Konfiguration des integrierten Schaltkreises (FPGA), erklärt Tim Stroh, kaufmännischer Leiter von Brückmann Elektronik: „Hier arbeiten wir in iterativen Schritten mit der THM zusammen, um im Zuge der Systemintegration die angestrebten Testergebnisse zu erzielen.“
Am Ende müssen in dem Kooperationsprojekt alle Systeme optimal zusammenspielen. Das gilt auch für den Szintillator und die Röntgenquelle, die der tschechische Partner RIGAKU Corp. beisteuert. Das ELI-Beamlines Institut stellt den Teststand für das X-Ray Cam System zur Verfügung, sobald der Prototyp der röntgenresistenten Optik mit Kamera fertiggestellt ist. „Wenn alles so läuft wie bisher, soll das noch im ersten Quartal 2021 geschehen“, sagt Tim Stroh.
Weitere Informationen:
www.dioptic.de
www.brueckmann-gmbh.de
www.thm.de
www.eli-beams.eu
www.notei.de