Laserbasierte Fertigung komplexer Glasoptiken: Fraunhofer ILT auf der Optatec 2026

Pressemeldung / 24. März 2026

Das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT präsentiert auf der Optatec vom 5.–7. Mai 2026 in Frankfurt am Main in Halle 3 am Stand 219 seine laserbasierte Prozesskette für die Glasoptikfertigung. Vom Optik-Design über Formgebung, Laserpolitur und Laserformkorrektur bis hin zu Justage und Packaging bietet das Fraunhofer ILT eine vollständig integrierte, laserbasierte Fertigung weltweit einmalig in dieser Form. Damit adressiert das Institut unter anderem Hersteller und Anwender aus Bereichen wie Medizintechnik, Laseroptik oder Mikroelektronik.

© Fraunhofer ILT, Aachen / Ralf Baumgarten.
Laserbasiert gefertigtes monolithisches doppelseitiges Mikrolinsen-Array für die Homogenisierung von Laserstrahlung. Die vollständig laserbasierte Prozesskette ermöglicht eine effiziente Herstellung komplexer optischer Oberflächen.

Von der Tradition zur Innovation

Der Name Fraunhofer steht seit über zweihundert Jahren für Fortschritte in der Optik. Der Physiker und Optiker Joseph von Fraunhofer entwickelte im frühen 19. Jahrhundert neue Verfahren zur Herstellung und Charakterisierung präziser Glasoptiken und legte damit wichtige Grundlagen für die moderne Optikfertigung.

Heute greifen Forschende des Fraunhofer ILT diese Tradition auf und treiben gleichzeitig einen disruptiven Technologiewandel voran: Laserbasierte Prozesse sollen konventionelle Fertigungsschritte ersetzen, die bis heute regelmäßige händische Eingriffe erfordern, und ermöglichen vollständig digitale, hochgradig automatisierbare Prozessketten. Das Ergebnis: Auch komplexe Geometrien wie Asphären, Freiformoptiken oder mikrostrukturierte Oberflächen lassen sich effizient herstellen und korrigieren – ob Mikrolinsen-Arrays im Submillimeterbereich oder komplexe Asphären im Zentimetermaßstab.

© Fraunhofer ILT, Aachen / Ralf Baumgarten.
Auch anspruchsvollste Geometrien lassen sich ohne zusätzlichen Werkzeugaufwand effizient herstellen. Hier: Freiformlinse zur Logo-Projektion, nach Laser-Abtrag (links), laserpoliert (Mitte) und entspiegelt (rechts).

Komplexe Optiken ohne Mehraufwand fertigen

Am Fraunhofer ILT greifen die einzelnen laserbasierten Bearbeitungsschritte nahtlos ineinander. Beginnend mit der laserbasierten Formgebung lassen sich Glasrohlinge gezielt vorformen. In nachfolgenden Schritten sorgen Laserpolitur und, falls erforderlich, Laserformkorrektur dafür, Oberflächen zu glätten und Formabweichungen im Nanometerbereich auszugleichen. Ergänzt wird die Fertigungstechnik durch fertigungsgerechtes Optikdesign und durch Verfahren zur aktiven Justage und zum Packaging optischer Komponenten. So entsteht eine durchgängige, digital steuerbare Prozesskette, mit der sich sowohl einzelne Optiken als auch komplette optische Baugruppen effizient fertigen und integrieren lassen.

»Dem Laser ist die Komplexität der Optikgeometrie gleichgültig«, erklärt Dr. Edgar Willenborg, Gruppenleiter Polieren am Fraunhofer ILT, den entscheidenden Vorteil. »Asphären, Freiformflächen oder Sondergeometrien sind mit demselben Werkzeug ohne großen Mehraufwand realisierbar. Lediglich die Messtechnik wird aufwändiger.« Willenborg bezeichnet dieses Prinzip als »Complexity for Free«. In der klassischen Fertigung kann eine Asphäre gegenüber einer vergleichbaren Sphäre dagegen leicht das Fünffache kosten – ein Unterschied, der mit laserbasierten Verfahren entfällt.

Martin Kratz, Gruppenleiter In-Volumen-Strukturierung & Lithographie am Fraunhofer ILT, erläutert einen weiteren technischen Mehrwert: »Durch das Arbeiten des Lasers durch das Glas lassen sich Vorderseite, Rückseite und Randzylinder einer Optik in einer einzigen Aufspannung fertigen mit höchster Präzision der optischen Achsen zueinander. Das Spektrum reicht von Mikrolinsen-Arrays mit Einzellinsen ab 500 Mikrometer bis zu Makrooptiken mit aktuell bis zu 80 Millimeter Durchmesser.« Zukünftig wollen die Forschungsgruppen ihre Fertigungsprozesse auch auf größere Durchmesser skalieren.

© Fraunhofer ILT, Aachen / Ralf Baumgarten.
Asphärische Gullwing-Linse mit 40 mm Durchmesser nach der laserbasierten Formgebung und noch vor der Politur.

Laserbasierte Optikfertigung auf dem Weg in die Industrie

Das Fraunhofer ILT sieht den Zeitpunkt gekommen, diese Technologien in die industrielle Praxis zu überführen. »Nach vielen Jahren grundlegender Prozessentwicklung stehen wir an der Schwelle zur industriellen Umsetzung«, sagt Edgar Willenborg. »Die wachsende Kooperation mit Maschinenherstellern zeigt: Die Industrie ist bereit, diesen Schritt mitzugehen.« Damit richtet sich das Fraunhofer ILT gezielt an Unternehmen, die laserbasierte Optikfertigung in ihre eigene Produktion integrieren möchten.

Die laserbasierte Optikfertigung eröffnet neue Möglichkeiten für Anwendungen, bei denen komplexe Geometrien und flexible Fertigung gefragt sind. Dazu zählen beispielsweise optische Systeme für die Medizintechnik ebenso wie Laseroptiken für industrielle Anwendungen und optische Komponenten für die Mikroelektronik. Auch in Zukunftsfeldern wie der Quantentechnologie, der EUV-Lithographie oder der Fusionsforschung steigt der Bedarf an hochpräzisen Spezialoptiken.

»Viele moderne optische Systeme benötigen heute maßgeschneiderte Geometrien, die mit klassischen Verfahren nur mit großem Aufwand herzustellen sind.«, erklärt Martin Kratz. »Laserbasierte Prozesse ermöglichen es, solche Optiken flexibel und wirtschaftlich zu fertigen – besonders dann, wenn komplexe Geometrien gefragt sind.«

Technologietransfer von der Forschung in die Produktion

»Das Leistungsangebot des Fraunhofer ILT deckt die gesamte Bandbreite vom ersten Konzept bis zur Begleitung der industriellen Umsetzung ab. Am Anfang steht häufig eine Machbarkeitsstudie, in der gemeinsam mit dem Kunden geprüft wird, ob und wie die laserbasierten Prozesse auf dessen spezifische Optikdesigns und Anforderungen angepasst werden können«, ergänzt Dr. Christian Vedder, Leiter der Abteilung »Oberflächentechnik und Ablation«. Darauf aufbauend fertigt das Fraunhofer ILT Prototypen und Kleinserien, als Demonstratoren und zur Prozessvalidierung. Im nächsten Schritt unterstützt das Institut seine Kundinnen und Projektpartner bei der industriellen Einführung der neuen Fertigungsprozesse in die eigene Produktion. Wo am Markt keine geeigneten Maschinen verfügbar sind, entwickelt und baut das Fraunhofer ILT diese auf Anfrage selbst.

An der laserbasierten Optikfertigung arbeiten am Fraunhofer ILT derzeit rund 12 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler. Zwei Forschungsschwerpunkte stehen dabei aktuell im Mittelpunkt: Zum einen die Integration von Sensorsystemen in die Fertigungsprozesse, um die Formgenauigkeit der gefertigten Optiken weiter zu steigern. Zum anderen die Optimierung der Prozesskette mit dem Ziel, die laserinduzierte Zerstörschwelle optischer Oberflächen zu erhöhen, ein entscheidender Qualitätsparameter besonders für Hochleistungslaseroptiken.

Auf der Optatec vom 5.–7. Mai 2026 in Frankfurt am Main präsentiert das Fraunhofer ILT am Stand 219 in Halle 3 ausgewählte Demonstratoren entlang dieser Prozesskette. Forschende des Instituts stehen während der Messe für Gespräche über konkrete Anwendungen, Prozessentwicklung und Kooperationsmöglichkeiten zur Verfügung. Darüber hinaus beteiligt sich das Fraunhofer ILT am 6. Mai mit einem Fachvortrag und einer anschließenden Paneldiskussion an einem Programm von SPIE optics.org.

Interessierte können sich auch auf dem AKL – International Laser Technology Congress, der vom 22. bis 24. April 2026 in Aachen stattfindet, über unsere neuesten Entwicklungen in der laserbasierten Optikfertigung informieren.