Justierdrehen

Die Leistungsfähigkeit abbildender optischer Systeme wird maßgeblich durch die Qualität der Linsenfertigung und die eingesetzte Fassungstechnologie bestimmt. Das Justierdrehen gehört in Verbindung mit dem Prinzip der Füllfassung zu jenen Verfahren, die in der Vergangenheit ausreichende Genauigkeiten ermöglichten. Die dazu verwendeten Justierdrehmaschinen und Messverfahren erfordern jedoch hohen manuellen Aufwand gepaart mit professioneller Erfahrung des Personals. Die steigenden Anforderungen hinsichtlich der Form- und Lagefehler, wie sie für Systeme der Hochleistungsoptik in der Mikroskopie, der Waferinspektion und Messtechnik auftreten, sind mit der vorhandenen Technologie nicht mehr erreichbar. Die vorliegende Arbeit, die in mehrjähriger gemeinsamer Forschung des Fachgebietes Konstruktionstechnik an der TU Ilmenau und des Forschungszentrums der Carl Zeiss AG entstand, greift dieses Problem auf und bereitet zunächst die bisher weitgehend fehlenden wissenschaftlichen Grundlagen für das Justierdrehen auf. Gestaltkenngrößen sphärischer Optik, Zentrieren von Einzellinsen, Kitten und Ansprengen, gerichtetes und ungerichtetes Kleben zum Fassen von Linsen, das Justierdrehen, Konzepte der Systemmontage und Kombinationen dieser Technologien für den Gesamtprozess mit Angabe der konkret erreichbaren Genauigkeiten werden zusammenstellt. Diese Übersicht enthält wertvolle Fakten, die aus vielfältigen, kaum zugänglichen Quellen in der industriellen Praxis zusammengetragen wurden. Das entwickelte neue Verfahrenskonzept des rechnergesteuerten Justierdrehens verbessert die Genauigkeit um eine Größenordnung, verkürzt die Bearbeitungszeit um 66% und erreicht eine wesentlich höhere Prozesssicherheit durch folgende Maßnahmen: • Bestimmen der optischen Achse der Fassungsbaugruppe mit zwei Reflexbildgeräten und Regression nach dem Kriterium „minimale relative Flächenkippungen“ der Einzellinsen, • zielführender rechnergesteuerter Justierablauf für 4 verkoppelte Justierkreise, • Integration eines Koordinatenmesssystems in die Justierdrehmaschine zur In-situ- Messung aller lagebestimmenden Gestaltparameter der Fassung, • thermische Optimierung der Maschine. Die inzwischen in der Fertigung bestens funktionierende Justierdrehmaschine repräsentiert eine neue Generation automatisierter Ausrüstungen für die Fassungstechnologie in der Hochleistungsoptik. Darüber hinaus erschließt das innovative Konzept Entwicklungspotential für weitere Leistungssteigerungen auf diesem Gebiet.