Motivation

Die mit hoher Präzision gefertigten Linsen werden heute typischerweise mittels eines optischen Ausrichtverfahrens in die mechanische Fassung gefügt. Anschließend wird diese Fassung in einem justierbaren Futter einer Drehmaschine aufgenommen, die optische zur Maschinen-Achse manuell/visuell ausgerichtet und die Fassung überdreht. Bei diesem Verfahren ist die erreichbare Genauigkeit durch die Präzision der Drehmaschine und der zugehörigen Justier- und Messtechnik limitiert. Die hierbei typischerweise erreichbaren Genauigkeiten liegen bei ± 3 µm für Fassungsdurchmesser und Planschlag.

Eine bekannte Alternative stellt das Justierkleben dar, welches seine Grenzen bezüglich der Automatisierungsfähigkeit (Wirtschaftlichkeit), der Miniaturisierung der Bauelemente, der erzielbaren Genauigkeit und der Langzeitstabilität erreicht hat.
Dieses Verfahren reicht für künftige Objektivgenerationen, speziell hochaperturige Mikroobjektive für Wellenlängen < 250 nm und für Faserkoppeloptiken bei 1300 nm und 1500 nm für die Telekommunikation, nicht mehr aus. Eine von Leica durchgeführten Analyse der Toleranzrechnung zeigt, dass zur vollen Entfaltung der optischen Leistungsfähigkeit derartiger Optiken die Baugruppen mit einer deutlich höheren Präzision gefertigt werden müssen als dies heute möglich ist. Insbesondere zeigen die Toleranzrechnungen, dass der Luftabstand der einzelnen Linsen/Linsengruppen im System auf weniger als 2 µm eingehalten werden muss.

Die Fertigung von Komponenten für IR-Anwendungen in der Telekommunikation erfordert zunehmend ähnlich extreme Toleranzen hinsichtlich der Optik-Zentrierung, des Fassungsdurchmessers und der Scheitellage. Hierbei kommen unter Umständen Sondermaterialien zum Einsatz, um die hohen Anforderungen an die thermische Stabilität der Bauteile zu gewährleisten.
Für die Koppeleinheiten wird die erforderliche Toleranz hinsichtlich Lage, Zentrierung und Durchmesser durch aufwendige Einzelteilfertigung und manuelle Justage und Montage nur unzureichend erreicht.

Die für die genannten Anforderungen notwendige automatisierte Technologie mit integrierter optischer Messtechnik ist international nicht verfügbar!