Ultrapräzisionsgefräste optische Bauelemente - Analyse und Optimierung der Leistungsfähigkeit

Bezüglich der Herstellbarkeit einer maximalen Formenvielfalt optischer Bauelemente und Mikrosysteme besitzt das Ultrapräzisionsfräsen ein besonders großes Potential. Verschiedene Funktionalitäten lassen sich damit in einem hochintegrierten System zusammenfassen. Beispiele hierfür sind Analysesysteme, in denen fluidische und optische Wirkflächen in einem Maschinenzentrum in einer Werkstückaufnahme mit dem gleichen Werkzeug gefertigt werden. Dabei sind hohe Formtreuen bei einer geringen Oberflächenrauheit erreichbar. Gleichwohl hinterlassen monokristalline Diamantfräser aufgrund der geometrisch bestimmten Schneide in Abhängigkeit von der ausgewählten Bearbeitungsstrategie charakteristische Werkzeugspuren. Aufgrund des zumeist hohen Grades der Periodizität und den damit einhergehenden Beugungseffekten beeinflussen diese die optische Leistungsfähigkeit des Gesamtsystems. Anhand ausgewählter Beispiele werden diese Effekte mittels verschiedener Simulationen und Experimente veranschaulicht und diskutiert. Abschließend werden hieraus Handlungsweisen zur Optimierung der Oberflächenqualität abgeleitet sowie deren Umsetzung präsentiert.