Thermisches Glätten optischer Glasoberflächen mittels CO2-Laserstrahlung und Mikrowellenstrahlung

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Für die Herstellung hochpräziser Objektive in der optischen Industrie wird die Auslegung der Strahlengänge und das Abbildungsvermögen der Linsensysteme zunehmend wichtiger. Asphärisch gekrümmte Flächen werden verwendet, um die Anzahl optischer Grenzflächen zu reduzieren und die Lichtstärke zu erhöhen. Diese Optiken bieten eine Reduktion optischer Abbildungsfehler, stellen jedoch aufgrund der Form der Oberflächen eine große Herausforderung in der Politur dar. Der Einsatz punktuell wirkender Polierwerkzeuge führt zu langen Prozesszeiten. Die Verwendung optisch einsetzbarer Kunststoffe ist durch die herstellbare Größe und die Brechungsindizes limitiert. Diese Arbeit präsentiert ein thermisches Polierverfahren mittels CO2-Laserstrahlung zur Bearbeitung feingeschliffener Glasoberflächen. Aufgrund der hohen Thermoschockempfindlichkeit von optischen Gläsern wird das Material auf eine temperaturgeregelte Erwärmung gebracht, hauptsächlich durch ein Mikrowellensystem. Die Oberflächenbearbeitung erfolgt durch zwei Strategien: eine lineare Bearbeitung zur Glättung und eine spiralförmige Bearbeitung mit temperaturgeführter Laserleistungsregelung. Die Prozessoptimierung berücksichtigt den Versatz der Laserstrahlung und die Zerstörneigung des Glases. Die thermisch geglätteten Oberflächen werden hinsichtlich Rauheit und Wellentiefe vermessen, um die Prozessparameter mit der Oberflächengüte zu vergleichen. Abschließend werden die beiden Strate