Beispiel

Laser Belichtungsobjektiv

Computergenerierte Hologramme werden heute für die Prüfung von Linsen, bei der Produktion oder der Strahlformung bei Lasern oder die Korrektur von Objektiven und vielen anderen Anwendungen eingesetzt.

Um die feinen Strukturen zu erzeugen, wird mittels eines fokussierten Laserstrahls auf eine lichtempfindliche Schicht (Photoresist) ein feines Muster geschrieben. Durch eine chemische Nachbearbeitung ergibt sich eine feine Struktur, welche dann weiterverarbeitet werden kann.

Links: Belichtung und Fotolithographie-Prozess für die Herstellung feiner Strukturen

Rechts: Spot Diagramm eines der drei berechneten Belichtungsobjektive 

Die Anforderung an die Objektive, welche den Laser fokussieren, sind hoch – zum einen soll die Energie des Strahles auf einen möglichst kleinen Punkt konzentriert werden können, zum anderen soll die Fokussierung auch für den Autofokus-Strahl noch ausreichend gut sein.

Die Masse der Objektive ist limitiert, sodass der Autofokus-Mechanismus optimal funktionieren kann.

Links: Strahlengang eines der berechneten Objektive

Mitte: Das Chromatic-Focal-Shift-Diagramm zeigt die Fokusabweichung gegenüber der Wellenlänge 

Rechts: Das Seidel-Diagramm zeigt welche Fläche welche Arten von Bildfehlern verursachen

Um das Ergebnis zu erreichen wurden von uns drei Objektive für zwei verschiedene Belichter berechnet. Der Entstehungsvorgang eines dieser Objektive wird hier gezeigt:

• Recherche über bereits existierende Objektive mit ähnlichen Anforderungen
• Übersicht über die möglichen Linsenanordnungen wird erstellt
• Mittels eines Optikrechenprogrammes werden Anordnungen ausgewertet und optimiert und danach systematisch variiert, bis für diesen Fall das optimale Ergebnis feststeht
• Mit einer Ghost-Reflex Analyse wird sichergestellt, dass es von Linsenflächen störende Rückreflexe gibt, welche die Funktion des Objektives beeinträchtigen
• Mit der Toleranzanalyse wird geprüft, ob die Linsen wie auch die dazugehörenden Fassungsteile kostengünstig mit Standardverfahren hergestellt werden können
• Nach dieser Prüfung wurden für eine Baugruppe die Fassungsteile konstruiert. Bei dieser Stückzahl sowie Zentriertoleranz wurde die Methode mit zusätzlichen Zentrierfassungen gewählt

Links: Schnittdarstellung des Belichtungsobjektives

Mitte: Explosionsdarstellung desselben Objektivs

Rechts: Darstellung des Konzeptes von Gehäuse und Zentrierfassungen