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Fraunhofer-Institut Für Angewandte Optik Und Feinmechanik IOF

Telefon: 03641 807 321
Fax: 03641 807 601
Kontaktperson: Prof. Dr. Norbert Kaiser
Kontakt: norbert.kaiser@iof.fhg.de
Albert-Einstein-Str. 7
07745
Jena
Beschreibung:

Kurzprofil Fraunhofer IOF

Das Fraunhofer IOF betreibt mit seinen Partnern anwendungsorientierte Forschung auf dem Gebiet der optischen Systemtechnik im direkten Auftrag der Industrie und im Rahmen von öffentlich geförderten Verbundprojekten. Ziel ist die Entwicklung innovativer optischer Systeme zur Kontrolle von Licht von der Erzeugung bis hin zur Anwendung in den Zukunftsfeldern Energie, Umwelt, Information, Gesundheit und Sicherheit. Zum Erreichen dieser Zielstellungen bildet das IOF die gesamte Prozesskette vom Systemdesign bis zur Fertigung von Prototypen optischer und opto-elektronischer Systeme ab.


Das Kompetenzportfolio umfasst:

- Design und Simulation,
- Mikro- und Nanostrukturtechnik,
- Oberflächen und Schichten,
- Lichtquellen und Laser,
- Montage und Integration,
- Komponenten und Systeme.
Von strategischer Bedeutung ist die enge Zusammenarbeit mit dem Institut für angewandte Physik der Friedrich-Schiller-Universität insbesondere in der Erarbeitung des wissenschaftlichen Vorlaufs sowie in der Ausbildung des wissenschaftlichen Nachwuchses.

Kompetenz Mikro- und Nanostrukturtechnik

Die Erzeugung und Replikation optischer Mikro- und Nanostrukturen ist Grundlage für moderne komplexe optische Systeme. Das IOF verfügt über die technologische Basis zur Fertigung und Charakterisierung von High-End mikro- und nanooptischen Elementen höchster Auflösung auf bis zu 12“-Substraten und entwickelt Technologien für komplexe optische Oberflächen bis hin zu Metamaterialien.

Originalerzeugung, Strukturübertragung, Replikation

- Photolack Reflow
- Photo- und Laserlithographie, Elektronenstrahllithographie
- Ultrapräzisionsdiamantdrehen und –fräsen
- Erzeugung im Wafermaßstab und auf gekrümmten Oberflächen
- AR-plas® - Plasma-Ionenätzen, reaktives Ionenätzen
- UV-Abformung in Polymere
- Proportionalübertragung durch reaktives Ionenätzen
- Heißprägen und Glaspressen
- Fertigung von Abformwerkzeugen und Prägeformen

Mikro- und nanostrukturierte Elemente

- Refraktive und diffraktive Mikrooptiken
- Antireflexstrukturen auf Polymeren, Glas und Silizium
- Homogene und gechirpte Mikrolinsenarrays, Tandem-Arrays
- Dielektrische und metallische Gitter
- Computergenerierte Hologramme
- Metamaterialien

Nano- und Mikrostrukturanalyse

- Rasterkraftmikroskopie
- Rasterelektronenmikroskopie
- Streulichtbasierte Nanostrukturvermessung
- Modellbasierte Datenanalyseverfahren


Kompetenz Oberflächen und Schichten

Mit optischen Schichten werden Oberflächen für vielseitige Anforderungen maßgeschneidert. Spektrale Reflexion, Transmission und Absorption sind gezielt einstellbar, außerdem funktionale Eigenschaften wie Selbstreinigungseffekte, Aktorik und elektrische Leitfähigkeit.

Schichtsysteme für den Röntgen- bis NIR-Bereich

- Beschichtungstechnologien für die EUV-Lithographie
- Kollektorspiegel für EUV-Hochleistungsquellen
- Schichtsysteme für die Röntgenmikroskopie am lebenden Gewebe
- Hochreflektierende Schichtsysteme für 1 nm bis 100 nm
- Ultrastabile, verlustarme Oxid- und Fluoridschichten
- Ultrabreitband-Entspiegelungen
- Filter, Strahlteiler, Polarisatoren
- Rugate-Filter, plasmonenverstärkte Absorptionsfilter
- Metallspiegel (Au, Ag, Al, Pt, Rh, Pd)
- Laserfeste Schichtsysteme
- Lotschichten (AuSn)
- Transparente elektrisch leitfähige Schichten

Funktionalisierung von Kunststoffoberflächen

- Kratzfeste Entspiegelungsschichten AR-hard®
- Optimierte ionengestützte Aufdampfprozesse für Polymere
- Entspiegelung durch Nanostrukturen AR-plas®
- Hydrophilierung und Hydrophobierung

Oberflächen- und Schichtcharakterisierung

- Spektroskopie im UV- bis IR-Bereich
- Nano- und Mikrostrukturanalyse, Formanalyse
- Streulicht- und Rauheitsanalyse von EUV bis NIR
- Transmissions- und Reflexionsmessungen von EUV bis NIR
- Diagnose optischer Verluste, Störlichtmessung
- Prozessintegrierte Qualitätsprüfung

Das Fraunhofer IOF verfügt über eine belastbare Infrastruktur zur Fertigung und Charakterisierung ultrapräziser mikro- und nanostrukturierter optischer Komponenten, zur Beschichtung ultrapräziser Oberflächen und zur Präparation von Vielfachschichtsystemen mit Nanometerpräzision.

Laufende Forschungsprojekte

Das IOF ist in zahlreichen nationalen und internationalen FuE- Projekten zur Darstellung ultrapräziser Oberflächen und dünner Schichten auf Präszisionsoberflächen und in Projekten zur Rauheitsanalyse funktionaler Oberflächen, Defekterkennung an Präzisionsoberflächen, Streulichtanalyse in optischen Systemen, Normung von Streulicht-Messungen und Defektanalyse in optischen Schichten sowie in nationalen und internationalen Normungsaktivitäten zur Optikcharakterisierung maßgeblich wirksam.


Visionen

Die Spezifikation zukünftiger Ultrapräzisionsoberflächen erfordert die reproduzierbare Einstellung und langzeitstabile Einhaltung von Abständen im Subnanometerbereich, also im Bereich des Durchmessers einzelner Atome über ebene und gekrümmte Oberflächen bis zu 60 cm Durchmesser. Dazu müssen auch Effekte der Selbstglättung während des Schichtwachstums beherrscht werden.
Die Entwicklung der dafür notwendigen Charakterisierungstechniken wird so vorangetrieben, dass eine hochgenaue Messung von ultrapräzise bearbeiteten Oberflächen bis in Rauheitsbereiche von 0,01 nm gesichert werden kann. Dafür sind die Streulichtverfahren für den Wellenlängenbereich von NIP bis EUV in Kombination mit AFM und Profilometrie prädestiniert.


Vernetzungen

Für die erfolgreiche Umsetzung der Visionen ist eine enge Vernetzung aller am Prozess Beteiligten essentiell. Im Einzelnen bestehen Beziehungen zu weiteren Kompetenzzentren (besonders Ultradünne funktionale Schichten und Laterale Nanostrukturierung) und FuE-Einrichtungen (besonders Laser Zentrum Hannover, Laserlaboratorium Göttingen, Universitäten in Jena, Ilmenau, Hannover und Bielefeld, Fraunhoferinstitute IWS Dresden, ILT und IPT Aachen, PTB, IOM Leipzig). Auf internationaler Ebene werden Kontakte mit folgenden Institutionen unterhalten: Center for Microelectronics and Optoelectronics am Lawrence Livermore National Laboratory, Vernon Applied Physics, Lawrence Berkeley National Laboratory - Centre of X-Ray Optics, OSMIC, CNRS Marseille, Europ. Synchrontron Research Facility Grenoble, FOM Rijnhuizen, Lebedev Physical Institute Moskau, LETI Grenoble, Universität Barcelona, Universität Moskau und ENEA Rom.

Ausbildung

An der Universität Jena bestehen umfangreiche Ausbildungsmöglichkeiten auf dem Gebiet der Optik/Photonik und speziell der Ultrapräzisionsbearbeitung von Oberflächen. Es ist besonders wichtig für die studentische Ausbildung, dass am Jenaer Fraunhofer IOF Bachelor-, Master-, Diplom- und Doktorarbeiten auf anwendungsorientierten Gebieten angeboten werden.

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