Grund zur Freude gab es in der Arbeitsgruppe von Professor Steffen Weißmantel am Laserinstitut Hochschule Mittweida (LHM) in den vergangenen Wochen gleich dreifach, denn es trafen Förderzusagen für gleich drei Forschungsvorhaben ein.
Fokus Forschung: Fördermittel-Hattrick
Fokus Forschung: Fördermittel-Hattrick
Forschung,
Forschungsprojekte
Professor Steffen Weißmantel erhält Fördermittelbescheide für drei Vorhaben
Das Projekt MMA(q)opt (Einsatz von Mikrospiegelarrays zur Erzeugung mikrooptischer Elemente für die (quanten-) optische Datenübertragung) wird durch das BMBF im Rahmen des Programms „Validierung des technologischen und gesellschaftlichen Innovationspotentials wissenschaftlicher Forschung – VIP+“ für drei Jahre gefördert.
Vor dem Hintergrund der Digitalisierung und der Entwicklung von Quantentechnologien steigt die Nachfrage nach hochqualitativen Mikrooptikbauteilen, insbesondere im Bereich optischer Datenübertragung. Für die Herstellung der Bauteile müssen mittels Lasertechnologie hochpräzise, winzige Strukturen erzeugt werden. Aktuelle Fertigungstechnologien stoßen hierbei jedoch an ihre Grenzen. Um mikrooptische Bauteile unter steigenden Anforderungen in der benötigten Geschwindigkeit, Qualität und Flexibilität herstellen zu können, wird im Vorhaben der Einsatz einer speziell entwickelten Matrix von individuell steuerbaren Mikrospiegeln getestet und weiterentwickelt. Im Erfolgsfall ermöglicht die Technologie eine hochflexible, hochpräzise und schnelle Erzeugung von Mikrooptiken in Gläsern und optischen Kristallen. Durch die Flexibilität und die Geschwindigkeit des angestrebten Verfahrens könnte eine individuelle und skalierbare Massenfertigung von mikrooptischen Bauteilen realisiert werden und damit eine weitere Hürde hin zum industriellen Einsatz des Verfahrens genommen werden. Eine unmittelbare Anwendung der damit erzeugbaren Strukturen ist ein neuartiges Datenübertragungsmodul, dessen Funktion auf der Modulation des Bahndrehimpulses optischer Signale beruht. Perspektivisch kann damit die Kapazität optischer Übertragungskanäle deutlich erhöht und damit die Datenrate in optischen Datennetzwerken enorm gesteigert werden. Aber auch für neuartige quantenoptischen Technologien könnte das Verfahren hochpräzise Mikrooptiken bereitstellen. Partner im Projekt ist das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS in Dresden. Dort werden von Dr. Jan-Uwe Schmidt und Dipl. Ing. Markus Hilmes die notwendigen Anpassungen an der Mikrospiegel-Matrix und dessen Steuerelektronik vorgenommen. Am LHM werden diese dann in ein UV-Lasersystem integriert. Die Weiterentwicklung des Verfahrens und die wissenschaftlichen Untersuchungen werden am LHM von Sebastian Büttner M. Sc. durchgeführt.
Das zweite bewilligte Vorhaben befasst sich mit einem neuartigen Zündmechanismus für Feuerwerkssysteme. Gefördert wird das Vorhaben durch das BMWK aus dem ZIM-Programm (Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand).
Die „Untersuchungen zur Elektrodenbeschichtung und zur Zündung von Lichtbögen in Abhängigkeit von Elektrodenaufbau, -geometrie und -anordnung“ haben die Entwicklung einer völlig neuen, bisher auf dem Markt nicht vorhandenen Zündtechnologie für professionelle Feuerwerkssysteme zum Ziel, die jedoch auch über die Anwendung im pyrotechnischen Bereich hinausgehen kann. Die Idee besteht darin, anstelle des einmalig verwendbaren elektrischen Anzünders einen sogenannten Minilichtbogen (d.h. ein Plasma) für die Zündung einzusetzen. Hierfür sind Untersuchungen zur notwendigen Elektrodengeometrie und -anordnung sowie zum Aufbringen von dünnen Oxidschichten mit Apertur geplant, um die Realisierung eines reproduzierbaren stabilen Lichtbogens zu erreichen. Die Reaktionszeit soll unter einer Millisekunde betragen. Die Schichten sollen neben ihrer Wirkung auf die Entstehung des Lichtbogens verschleißmindernd auf die Elektroden wirken, so dass die Zündeinrichtung mehrfach wiederkehrend und sicher in der Anwendung genutzt werden kann. Das Projekt läuft über 25 Monate bis zum 31.12.2025. Partner sind die Blackboxx Fireworks GmbH Marienberg und das Private Institut für Umweltanalysen (IfU GmbH) Ottendorf. Projektmitarbeiterin am LHM ist Dipl.-Ing. (FH) Manuela Hartwig.
Last but not least wurde das Vorhaben „Validierung einer opto-akustischen Vermessungstechnik für Kompositwerkstoffe und Fertigbauteile hinsichtlich einer wirtschaftlichen Verwertung“ von der SAB bewilligt. Projektstart ist der 1. Mai, die Laufzeit beträgt 16 Monate. Die Projektförderung wird aus EFRE-Mitteln zur Verfügung gestellt. Das Projekt wird zusammen mit Professor Jörn Hübelt aus der Fachgruppe Technische Akustik der Hochschule Mittweida durchgeführt.
Projektmitarbeiter am LHM ist Dipl.-Ing. (FH) Manuel Pfeiffer. Die Innovation der im Projekt angestrebten neuartigen opto-akustischen Messtechnik besteht dabei in der Verbindung von Forschungsergebnissen von zwei ansonsten unterschiedlichen Anwendungsgebieten miteinander. Einerseits wird auf Grundlagen zur laserinduzierten Schockwellenanregung auf Festkörperoberflächen aus der Optik und Lasertechnik zurückgegriffen und andererseits können die Grundlagen aus der Ingenieursakustik hinsichtlich der zerstörungsfreien Auswertung von Eigenfrequenzmustern und der Bestimmung von frequenzabhängigen Phasengeschwindigkeiten von akustischen Signalen zur Beurteilung der inneren strukturellen Substanz genutzt werden. Zusammen und unter Einbeziehung der in den letzten Jahren weiterentwickelten berührungslosen laservibrometrischen Detektion von akustischen Signalen bilden diese Forschungsergebnisse die Grundlage zur Validierung einer neuartigen berührungslosen zerstörungsfreien in-situ Messtechnik, welche insbesondere für den Einsatz an unregelmäßigen natürlich gewachsenen regenerativen Materialien, Holzfertigbauteilen und Naturfaserverbundwerkstoffe geeignet ist.
Wir gratulieren herzlich und wünschen viel Erfolg!
Text: Prof. Steffen Weißmantel
Fotos: LHM