Die atmosphärische Plasmajet-Bearbeitung (PJM) ist ein Verfahren zur Herstellung von Präzisionsfreiformoptiken. PJM von Quarzglas ist am IOM seit vielen Jahren etabliert und im Themenbereich Ionenstrahl- und plasmagestützte Ultrapräzisionsformgebung des Forschungsbereiches Ultra-Präzisionsoberflächen angesiedelt. Die kontinuierliche Weiterentwicklung des Verfahrens zielt auf die Anwendbarkeit für eine größere Vielfalt optischer Gläser ab.

Um die Mechanismen der Plasma-Oberflächen-Wechselwirkung beim Ätzen von Borosilikatglas aufzuklären, wurden intensive Grundlagenforschungen durchgeführt. In der aktuellen Arbeit wird eine Optimierung des PJM-Prozesses vorgestellt, die es ermöglicht, Formfehler an einem optischen Element aus Borosilikat-Kronglas zu korrigieren. Um den Werkstückabmessungen, den dynamischen Oberflächentemperaturschwankungen und damit den variierenden Ätzraten, die den verweilzeitbasierten Materialabtrag beeinflussen, gerecht zu werden, wurde ein simulativer Ansatz gewählt und das Modell durch Experimente validiert. Schließlich konnte der Formfehler des optischen Elementes mit dem optimierten Prozess um bis zu 74% reduziert werden.

Die Ergebnisse der Forschung wurden nun im Journal of the European Optical Society veröffentlicht:

Atmospheric Plasma Jet processing for figure error correction of an optical element made from S-BSL7
H. Müller, T. Waak, U. Birnbaum, G. Böhm, T. Arnold; J. Eur. Opt. Society-Rapid Publ. 2022, 18, 4
DOI: https://doi.org/10.1051/jeos/2022003