FO+

ƒo⁺ – From components to next generation systems

Im regio­nalen Wachs­tums­kern ƒo⁺ arbeiten acht Unternehmen und zwei Forschungs­ein­rich­tungen der Thü­ringer Photonik­branche bei der Ent­wicklung und Ver­mark­tung inno­vativer frei­form­opti­scher Sys­teme zu­sammen.
Frei­form­optiken werden es in Zu­kunft ermög­lichen, kom­plexe opti­sche Sys­teme her­zu­stellen, die wesent­lich klei­ner, leich­ter und funk­tio­naler sind. Dazu wird vom Bünd­nis die Tech­nologie­platt­form Frei­form­optik in allen Wertschöpfungsstufen

  • Design
  • Material
  • Bearbeitung
  • Beschichtung
  • Strukturierung
  • Systemintegration

weiter ent­wickelt und so die Vor­aus­setz­ung ge­schaf­fen, Fer­ti­gung und Ver­trieb von qua­li­tativ hoch­wer­tigen und effi­zient her­stell­baren frei­form­opti­schen Sys­temen für natio­nale und inter­natio­nale Kun­den im Ver­bund zu realisieren.

Das Projekt startete im Januar 2014 und ist auf insgesamt drei Jahre angelegt.


Projektziele

Optische Systeme basieren heute vielfach auf einem symmetrischen, linearen Strahlengang. Dieser bedingt eine eingeschränkte optische Performance und die Systeme sind meist groß und schwer. Kunden wünschen sich eine verbesserte optische Leistungsfähigkeit, z.B. sensitivere/hochauflösende IR-Kameras oder weitwinklig, unverzerrt abbildende, multispektrale Teleskope. Gleichzeitig sollen die Systeme robuster und preiswerter werden. In der heutigen Optikfertigung sind jedoch nur einzelne Prozesschritte serientauglich.

Um diese Lücken zu schließen, arbeiten acht Unternehmen und zwei Forschungseinrichtungen im Projekt zusammen. Sie bündeln das in der Region vorhandene Potenzial der sphärischen und asphärischen Optik und entwickeln auf allen Ebenen der Wertschöpfungskette die Kernkompetenzen zur Herstellung freiformoptischer Systeme.

Zentrale Herausforderung: Innovative Designkonzepte

Neuartige Designkonzepte (z.B. gefalteter Strahlengang) und neue freiformtaugliche Fertigungs- und Integrationstechnologien sind die zentralen Herausforderungen zur signifikanten Verbesserung der Leistungsparameter und Effizienz der optischen Systeme. Bauraum- und Gewichtseinsparungen um 30 bis 50% sollen über den Einsatz von Freiformelementen erreicht werden. 

Abgestimmte Prozessketten beginnend mit der Entwicklung von neuen optischen und mechanischen Designtools und -regeln für Freiformsysteme unter Berücksichtigung von Aspekten wie „Design to cost“ und „Design to manufacturing“ über den Aufbau der Prozessschritte zur Bearbeitung, Strukturierung und Vergütung bis hin zur Entwicklung von Methoden zur effizienten Integration freiform-optischer Systeme bilden die FuE Komponenten der gemeinsamen Technologieplattform.

Obwohl die Region weltweit eine wohl einmalige Kompetenz in der Erforschung, Entwicklung und Vermarktung von optischen Komponenten und Systemen hat, sind regionale Zulieferketten aktuell nur punktuell - meist bilateral - vorhanden. Daher ist ein weiteres Ziel, durch den Zusammenschluss das vorhandene Potenzial der optischen Technologien effektiv zu nutzen und durch die regionale Vernetzung die Unternehmen zu einem Wertschöpfungscluster Freiformoptik (fo+) nachhaltig zu entwickeln. Dieses wird schnell, hochqualitativ und flexibel auf Marktanforderungen reagieren und hat die Möglichkeit als Systemanbieter von Freiformoptik selbst Markttrends zu prägen.

Entscheidend für den Erfolg des Projektes sind Demonstratoren mit bisher nicht realisierten umfangreichen optischen Funktionen, die gleichzeitig kompakter, leichter und langzeitstabiler sind, als auf den heutigen Lösungsmöglichkeiten basierende Systeme. 


Bildungsprojekt

Freiformoptiken werden zukünftig aufgrund ihrer inhärenten Vorteile und des Potenzials für innovative neue Anwendungen wesentliche Schlüsselkomponenten optischer Systeme sein. Das Design, die Herstellung und die Integration dieser Komponenten stellt eine wissenschaftlich-technologische Herausforderung dar, da erprobte konventionelle Verfahren vielfach an ihre Grenzen stoßen. Die Entwicklung von neuen Verfahrenstechniken in der Beschreibung der Elemente, deren Herstellung und Justage ist aktueller Gegenstand der Forschung. In der Aus- und Weiterbildung haben diese Verfahren bisher noch keinen Eingang gefunden.

Vor dem Hintergrund des bekannten Fachkräftemangels soll mit dem Bildungsprojekt nicht nur ausreichend qualifiziertes Personal für die beteiligten Unternehmen zur Verfügung stehen, sondern gleichzeitig auch die im fo+ - Wachstumskern entwickelten Technologien über Aus- und Weiterbildungsmodule (Vorlesungen, Schulungen, Computerpraktikum, Optikpraktikum) vermittelt werden.

Damit steht das im Projekt entwickelte Wissen nicht nur theoretisch zur Verfügung, sondern kann zeitgleich in den Unternehmen angewendet werden.

Die Aus- und Weiterbildungsmodule umfassen Vorlesungen und Praktika (Wahlpflicht- und Wahlmodule) und ergänzen die bestehenden Module auf dem Gebiet der technischen Optik in den Studiengängen Master of Science in Physics, Master of Science in Photonics an der Friedrich-Schiller Universität Jena sowie des Studienganges Master of Engineering in Laser- und Optotechnologien an der Ernst-Abbe-Hochschule Jena.

Bündnispartner