Gesamtkonzepte für Design, Simulation, Optimierung und Prototyping von optischen Komponenten für maßgeschneiderte Lichtlösungen
Credit JOANNEUM RESEARCH, Bernhard Bergmann
Wir bieten Teil- oder Gesamtkonzepte für Design, Simulation, Optimierung und Prototyping von optischen Komponenten und Systemen für maßgeschneiderte Lichtlösungen an. Unser Portfolio umfasst darüber hinaus selbstentwickelte Algorithmen für diffraktive, refraktive oder freiform Mikro-Optiken.
Die zugrundeliegende Prozesskette umfasst das Design und die Überprüfung der optischen Strukturen mittels Simulations-Tools, die Herstellung von Prägemastern mittels laserlithographischer Methoden und die Replikation der Strukturen über Prägeprozesse UV-Nanoimprintlithographie oder Hot-Embossing im Batch- und auch im Rolle-zu-Rolle-Verfahren.
Darüber hinaus bieten wir die Unterstützung bei der Überführung in die großflächige und kosteneffiziente Fertigung der optischen (Mikro-)Strukturen und Komponenten an. Unser Angebot beinhaltet zudem ein umfangreiches Arsenal an Geräten zur optischen Analytik.
Die Entwicklung und das Design von maßgeschneiderten optischen Systemen und Komponenten vereint drei Disziplinen: Berechnungsalgorithmen für das Design der Lichtlenkungsstrukturen und die optische Simulation, sowie die Fertigung und Charakterisierung optischer Komponenten.
Dabei gilt es schon beim Design und der optischen Simulation im Sinne eines virtuellen Prototypings Aspekte der Optikfertigung und des Gesamtaufbaus mit einfließen zu lassen.
Mit den eingesetzten Design- und Simulationsmethoden können maßgeschneiderte optische Elemente und Komponenten in Strukturgrößen sowohl kleiner als auch größer als die Wellenlänge des Lichts designt, analysiert und optimiert werden.
Das Portfolio an optischen Strukturen reicht von diffraktiven und refraktiven optischen Elementen bis hin zu extrem flachen Freiform-Optiken (FF-Mikrooptiken). Damit kann eine große Bandbreite optischer Effekte in der Beleuchtung, der Photovoltaik oder der optischen Sensorik zielgerichtet ausgenutzt und im Sinne der Energieeffizienz zur Optimierung der oft komplexen optischen Systeme herangezogen werden.
Als Ergebnis dieses virtuellen Prozesses im Zuge der optischen Simulation werden Geometriedaten der (Mikro)-Optiken in Form von CAD-Files für die Fertigung bereitgestellt. Diese Files können von Kunden für deren hausinterne Produktion oder bei uns für die Fertigung von ultraflachen Polymeroptiken weiterverwendet werden. Zur Anwendung kommt dabei insbesondere die maskenlose UV-Graustufen-Laserlithographie.
Umwelt-, Bioanalytische und Diagnostische Sensorik kombiniert mit smarten mikrofluidischen Lab-on-a-chip und organ-on-a-chip-Systemen
Kostengünstige Lösungen über eine Funktionserweiterung klassischer LED-basierter Beleuchtungssysteme im Bereich Visible Light Communication, des Visible Light Positioning, und des Visible Light Sensing
R2R-UV-NIL Pilotlinie zur kontinuierlichen und kostengünstigen Herstellung von Mikro- und Nanostrukturen auf flexiblen großflächigen Foliensubstraten
Funktionelle Beschichtungsverfahren: Plasma- und Vakuumbeschichtung (PVD, PA-CVD), Atmosphärendruck-Plasmajetverfahren sowie auch digitale Druckverfahren
Laserschweißen, Laserlegieren und Laserauftragsschweißen, mit besonderem Schwerpunkt auf Werkstoffkompetenz
Entwicklung kundenspezifischer Prototypen, speziell in den Bereichen LED-Beleuchtung und Sensorik: Schaltungsdesign, Konzeption des Systems bis hin zum Prototyping
Skalierbare und digitale Druckverfahren (inkl. 3D-Druck von Elektronik) zur Generativen Fertigung funktionaler Komponenten
Hochauflösende 3D-Strukturierung mittels Zwei-Photonen-Lithographie sowie stufenlose 2.5D-Strukturierung mittels maskenloser Graustufen-Laserlithographie oder Laserablation und Elektronenstrahllithographie
Replikation von Master-Strukturen nahezu nahtlos auf großer Fläche (bis zu 380 x 700 mm²) mittels Step&Repeat UV-NIL-Prozess
Messungen und Analyse von kleinsten Strukturen, Schichten und Bauelementen im Mikro- und Nanometermaßstab
Technologie zur Verlängerung der Topfzeit von Silikonen auf mehrere Monate, ohne die Materialeigenschaften zu verändern
Die JOANNEUM RESEARCH ist Innovations- und Technologieanbieter im Bereich der angewandten Forschung. Als Forschungsgesellschaft der Länder und Regionen prägen wir mit unseren Forschungskompetenzen die Entwicklung unserer modernen Gesellschaft und Wirtschaft nachhaltig und menschenzentriert. Als multidisziplinäres Team in flexiblen, innovationsfreundlichen Strukturen leben wir höchste gesellschaftliche und wissenschaftliche Ansprüche.