Aktive und Adaptive Optik

Verbesserung der optischen Systemeigenschaften durch gezielte Beeinflussung des Lichts

Die Gruppe Aktive und Adaptive Optik am Fraunhofer IOF ist spezialisiert auf die Entwicklung und Erprobung anwendungsspezifischer deformierbarer Spiegel und vollständiger AO-Systeme zur aktiven Strahlformung. ​

Hauptanwendungsgebiete dieser Technologien sind die Turbulenzkorrektur für Laser- und Quantenkommunikation sowie die Strahlformung hinsichtlich optimaler Abbildungseigenschaften in der Lasermaterialbearbeitung. ​

 

Ihr Partner für die Entwicklung von aktiv- und adaptiv-optischen Komponenten und Systemen

Wir entwickeln für unsere Kunden aus der Industrie und Forschung anwendungsspezifische und flexible Lösungen. Unser Angebot im Bereich der adaptiven und aktiven Optiken reicht von hochdynamischen Fokusspiegeln für die Lasermaterialbearbeitung über langzeitstabile sowie weltraumtaugliche deformierbare Spiegel bis hin zu einzelnen Systemkomponenten.

Dank unserer jahrelangen Expertise und der hervorragenden technischen Ausstattung am Fraunhofer IOF können wir unseren Kunden Entwicklungen entlang der kompletten optische Prozesskette anbieten. ​Zahlreiche Partner aus Wissenschaft und Industrie profitieren in verschiedenen Projekten von unserem Know-how.

Unser Leistungsangebot:

 

Unser Leistungsangebot im Bereich aktiver und adaptiver Optiken umfasst folgende Punkte:

  • ​Konzeption und Systemdesign für Systeme mit aktiven optischen Elementen​
  • Optisches Design für adaptiv-optische Komponenten und Systeme​
  • Mechanisches Design für adaptiv-optische Komponenten und Systeme​
  • Design adaptiv-optischer Regelung​
  • Simulation freistrahloptischer Systeme mit adaptiv-optischer Regelung​
  • Elektronik- und Softwareentwicklung​
  • Fertigungsplanung und Fertigung ​
  • Integration und Aufbau optischer Systeme​
  • Charakterisierung optischer Links (Freistrahllinks), Linkbudgetberechnung​
  • Wellenfontmessungen​
  • Prototyping und Labortests​
  • Messkampagnen​

Teilen Sie uns Ihre gewünschte Anwendung mit und wir entwickeln für Sie die maßgeschneiderte Lösung.

 

We're shaping light!

Märkte und Anwendungen

 

Mit den adaptiven und aktiven Optiken will das Fraunhofer IOF neue, innovative Anwendungen auf den Gebieten der Weltraum- und Kommunikationssysteme, der Mikrostrukturierung und 3D-Materialbearbeitung mit Hochleistungslasern fördern. Darüber hinaus können die Vorteile von aktiven und adaptiven Komponenten sowie Systemen in folgenden Anwendungen zielgerichtet eingesetzt werden:

  • Deformierbare Spiegel für die Lasermaterialbearbeitung​
  • Deformierbare Spiegel für Weltraumteleskope​
  • AO-Systeme für satellitengestützte Laser- und Quantenkommunikation​
  • AO-Systeme für terrestrische Laser- und Quantenkommunikation​
  • AO-Regelsysteme zur Korrektur niedriger und hoher Raumfrequenzen
  • und vieles mehr ...
Vor- und Rückseite eines Fokusspiegels in den Händen eines Forschenden.
© Fraunhofer IOF
Aktiver unimorpher Fokusspiegel zur Nachführung des Strahlfokus in der Lasermaterialbearbeitung – Auf der Rückseite befinden sich Anschlüsse für Spannungsversorgung, Sensorauswertung und Kühlwasser.
Aktiver Metallspiegel zur Korrektur quasi-statischer Aberrationen in Weltraumteleskopen – vollmontiertes und nicht-montiertes semi-monolithisches Spiegelsubstrat.
© Fraunhofer IOF
Aktiver Metallspiegel zur Korrektur quasi-statischer Aberrationen in Weltraumteleskopen – vollmontiertes und nicht-montiertes semi-monolithisches Spiegelsubstrat.
Extreme-AO (XAO) Spiegeldemonstrator zur Untersuchung der Aktorintegration auf kleinstem Raum (3.7 mm Aktorabstand) – mit austauschbarem Aktormodul (4x4 Piezo-Stapelaktoren).
© Fraunhofer IOF
Extreme-AO (XAO) Spiegeldemonstrator zur Untersuchung der Aktorintegration auf kleinstem Raum (3.7 mm Aktorabstand) – mit austauschbarem Aktormodul (4x4 Piezo-Stapelaktoren).

Ihre Vorteile an der Zusammenarbeit mit uns

 

Dieses Kompetenzfeld profitiert insbesondere von der interdisziplinären Zusammenarbeit an unserem Institut. Unsere langjährige Erfahrung und die kontinuierliche Weiterentwicklung in den Bereichen Optikdesign und Beschichtung sowie in der Entwicklung präzisester Mechanik bietet eine hervorragende Grundlage für Spitzenergebnisse in der aktiven und adaptiven Optik. ​Unsere Kunden können von signifikanten Leistungssteigerungen in photonischen Applikationen profitieren, die durch adaptiv optische Komponenten und Systeme ermöglicht werden.  

​Durch die große Fertigungstiefe und breit ausgebildetes, hochqualifiziertes Personal haben wir die Möglichkeit, uns Ihren Herausforderungen an jeder Stelle der photonischen Prozesskette anzunehmen. Wir freuen uns auf Ihre Herausforderung!

 

Technische Ausstattung

Die Entwicklung adaptiv optischer Komponenten und Systeme profitiert in großem Maße von der exzellenten Ausstattung sowie die interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen allen Abteilungen des Instituts. Von der Diskussion des Prinzips über opto-mechanisches Design und Fertigung bis hin zur applikationsnahen Messkampagne können wir alle Anforderungen mit Know-how und technischer Ausstattung bedienen. Unter anderem umfasst unsere Ausstattung folgende Aspekte:

  •  Vielfältige und modernste Mess-, Design- und Simulationstools​
  • Laserquellen unterschiedlicher Wellenlängen und Leistung​
  • Verschiedene Verfahren zur Oberflächenmessung (Vibrometer, Interferometer, Wellenfrontmessung, Triangulation)​
  • Klimatisierte Optiklabore unter Standard- und Reinraumbedingungen
  • Permanenter Zugriff auf exzellent ausgestattete Werkstätten zur Fertigung optischer und mechanischer Komponenten sowie zur umfangreichen Elektronikfertigung im Haus
  • Freistrahlmessstrecken mit unterschiedlicher Länge (50 m bis zu 1,7 km) zur Charakterisierung adaptiv optischer Systeme unter realen Bedingungen​
  • Szintillometer zur Charakterisierung von Turbulenzbedingungen​

 

Aktiver Metallspiegel während des Polierens.
© Fraunhofer IOF
Vollintegrierter aktiver Metallspiegel während der finalen Formkorrektur.

Unsere Forschungsstärke

 

Forschungsberichte

Die Forschungsstärke unserer Expertinnen und Experten zeigt sich u. a. in den Beiträgen des Fraunhofer IOF Jahresberichts. In diesem werden jährlich ausgewählte Forschungsergebnisse aus dem vorherigen Jahr (Archiv Jahresberichte) veröffentlicht. Hier finden Sie die Beiträge zu den Entwicklungen rund um adaptiven Optiken aus den vergangenen Jahren:

  • »Adaptiv-optische Box für Quantenkommunikation Bodenstation«
  • »Deformierbare Spiegel zur hochdynamischen Strahloszillation«
  • »Dynamischer Fokusspiegel für die Lasermaterialbearbeitung«
  • »Adaptiv optisches System für Weltraum-Erde Laserkommunikation«

Volltexte Forschungsberichte

 

Exzellente wissenschaftliche Publikationen und Patente

Eine Vielzahl wissenschaftlicher Ergebnisse wird von unseren Forscherinnen und Forschern in Fachzeitschriften publiziert. Zu unserem patentrechtlich geschützten Verfahren bieten wir angepasste Lizenzen an.

Eine Auflistung von Fachbeiträgen sowie Patenten zu aktiven und adaptiven optischen Technologien finden Sie nachfolgend:

Auswahl an wissenschaftlichen Publikationen

Auswahl an Patenten

 

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Dann kontaktieren Sie uns.

Wir entwickeln maßgeschneiderte Lösungen für photonische Fragestellungen aus der Wirtschaft und Wissenschaft.

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Wir helfen gern weiter.

Bei Fragen zur Zusammenarbeit mit uns, finden Sie unter folgendem Link weitere Infos:

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Wir entwickeln im Kundenauftrag auch neue Komponenten und adaptive bzw. aktive Systeme.