Beratung.Optikdesign.Technologie

Als Ausgründung des Fachgebietes Technische Optik der TU Ilmenau bietet die Ilmenau Optics Solutions GmbH technologieunabhängige Beratungsleistungen im Bereich der technischen Optik an.
Die Tätigkeitsschwerpunkte des Unternehmens liegen auf der Berechnung, Simulation, Tolerierung, Herstellung und Charakterisierung optischer Bauelemente und Systeme. Die Unabhängigkeit von einer technologischen Plattform bietet die Möglichkeit, mit großer Flexibilität und Sicherheit für jede Problemstellung eine technologisch und wirtschaftlich optimale Lösung zu finden.

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Unsere Dienstleistungen

Beratungsleistungen bei der Einführung und Umsetzung optischer Technologien
  • Unterstützung des Kunden bei der Erarbeitung von Spezifikationen
  • Beratung bei der Einrichtung von Optiklabors (Peripherie)
  • Erstellung von Aufbau- und Justageanleitungen
  • Beratung bei der Auswahl optischer und optomechanischer Komponenten unter Berücksichtigung technischer sowie wirtschaftlicher Randbedingungen
Berechnung, Simulation und Tolerierung optischer Komponenten und Systeme
  • abbildende Optik
  • (LED-)Beleuchtungsoptik für Raumbeleuchtung, Kfz-Leuchten, Taschenleuchten, Solarzellenkonzentratoren
  • (Laser-)Strahlformungsoptik für beispielsweise die Lasermaterialbearbeitung, Belichtung, optische Messtechnik
  • Refraktive, diffraktive und hybride Optiken
Technologiebewertung, -vermittlung und -begleitung
  • für die Fertigung (spezieller) optischer Komponenten, Subsysteme und Systeme
  • für die Fertigung von Optomechanik (Halterung, Fassung, Justage, Kühlung)
Charakterisierung von Lasern, optischen Komponenten und Systemen
  • Oberflächencharakterisierung
  • Charakterisierung der optischen Leistungsfähigkeit
Entwicklung von Berechnungs- und Simulationsalgorithmen
Durchführung von Lehrgängen und Workshops

Publikationen

Buchbeiträge

„Microoptics”

Autoren: S. Sinzinger, J. Jahns

Abstract

Microoptics is an important enabling technology for many areas of application. In this updated second edition of their modern text and reference book, Stefan Sinzinger and Jürgen Jahns expertly and comprehensively present the most important developments in recent years.

Referenz

2nd edition, Wiley-VCH, Weinheim (2003).


„Diffractive and Refractive Micro-optics”

Autor: S. Sinzinger

Summary and Conclusions

Diffractive optics and microlenses are of crucial importance in microsystems, which incorporate optical functionality. This chapter outlines the fundamental theoretical and technological aspects of these fields. The main focus is to present an overview, describe current trends as well as most popular current applications, and provide crosslinks to the literature for a more thorough treatment of the various topics. It is certainly safe to forecast that microoptical elements and systems based on diffractive optics and microlens technology will even gain in significance with the progress of functional integration in complex microsystems in the near future.

Referenz

in Comprehensive Microsystems; edited by Y. Gianchandani, O. Tabata, and H. Zappe, Elsevier, Oxford (2007)


„Microoptics and Freeform Optical Beam Shaping”

Autoren: S. Sinzinger, R. Kleindienst

Abstract

“Microoptics by now has developed into a versatile concept and technological approach for the implementation of optical elements and compact optical systems. In the first part of this chapter we discuss the fundamental aspects of microoptics as well as some technological background. After introducing the concept of diffractive optics as well as the most important technologies for the fabrication of refractive microlenses we focus on microoptical systems integration. Being a specific branch of microsystems technology, microoptics is specifically well suited for the implementation of complex hybrid microsystems.
This is of specific interest for the implementation of optical elements with active or adaptive functionality which is discussed in the subsequent section. Optical beam shaping as well as laser diode beam shaping are the most outstanding applications for microoptical elements or systems combining a variety of optical functions in order to realize the complex optical task. In the second part of the chapter we thus focus on this specific application. After categorization of the various approaches to optical beam shaping we discuss the concepts for laser diode beam shaping.”

Autoren: S. Sinzinger, R. Kleindienst

Referenz

Landoldt-Börnstein, New Series Vol. III/1, Laser Physics and Applications, (H. Weber, Ed.), Springer-Verlag (2010)


Journal-, Fach- und Konferenzbeiträge

„Highly efficient refractive Gaussian-to-tophat beam shaper for compact terahertz imager”

Autoren: R. Kleindienst, L. Moeller, S. Sinzinger

Abstract

“We describe an efficient and compact terahertz (THz) illumination system as part of an active THz imager. The design and fabrication methods are verified by comparing measurements with wave optical simulations that form a basis for the design of a Gaussian-to-tophat beam shaper. Introducing realistic alignment tolerances in the simulations led to an improved agreement with the experimental data. Furthermore, we propose a method to reduce the alignment effort for THz beam shaping elements by correlating measured results with simulated data of a misaligned system.”

Referenz

Appl. Opt. 49, 1757-1763 (2010)


„Hybrid optical (freeform) components - functionalization of nonplanar optical surfaces by direct picosecond laser ablation”

Autoren: R. Kleindienst, R. Kampmann, S. Stoebenau, S. Sinzinger

Abstract

“The performance of optical systems is typically improved by increasing the number of conventionally fabricated optical components (spheres, aspheres, and gratings). This approach is automatically connected to a system enlargement, as well as potentially higher assembly and maintenance costs. Hybrid optical freeform components can help to overcome this trade-off. They merge several optical functions within fewer but more complex optical surfaces, e.g., elements comprising shallow refractive/reflective and high-frequency diffractive structures.
However, providing the flexibility and precision essential for their realization is one of the major challenges in the field of optical component fabrication. In this article we present tailored integrated machining techniques suitable for rapid prototyping as well as the fabrication of molding tools for low-cost mass replication of hybrid optical freeform components. To produce the different feature sizes with optical surface quality, we successively combine mechanical machining modes (ultraprecision micromilling and fly cutting) with precisely aligned direct picosecond laser ablation in an integrated fabrication approach. The fabrication accuracy and surface quality achieved by our integrated fabrication approach are demonstrated with profilometric measurements and experimental investigations of the optical performance.”

Referenz

Appl. Opt. 50, 3221-3228 (2011)


„Synthetic design and integrated fabrication of multifunctional hybrid beam shapers”

Autoren: R. Kleindienst, R. Kampmann, S. Stoebenau, S. Sinzinger

Abstract

“The performance of optical systems is typically improved by adding conventional optical components which is automatically connected to an increasing system size and weight. Hybrid optical freeform components can help to overcome this traditional tradeoff by designing a single complex optical surface that performs several optical functions at once.
In this article we present the synthetic design and integrated fabrication of a reflective hybrid beam shaper offering beam deflection, transformation and splitting capabilities. The shape accuracy and surface quality of the component are demonstrated with profilometric measurements. Experimental investigations of the optical performance verify the suitability of the applied fabrication methods and design approach.”

Referenz

Proceedings Vol. 8130, Laser Beam Shaping XII, Andrew Forbes; Todd E. Lizotte, Editors, 81300E, Date: 7 September 2011, DOI: 10.1117/12.893768 (2011)


„Replikation diffraktiver optischer Elemente aus synthetischem Quarzglas nach dem Sol-Gel-Verfahren”

Autoren: M. Baer, R. Kleindienst, S. Sinzinger

Abstact

Bei der Fertigung makroskopischer monolithischer Quarzglasprodukte mittels eines etablierten Sol-Gel-Verfahrens stellt sich die Frage, bis zu welcher minimalen Größe Oberflächenstrukturen präzise repliziert werden können, und ob die so erzeugten dreidimensionalen Strukturen zur Strahlformung geeignet wären. Die Entwicklungsergebnisse aus dem Projekt SINOMICS zeigen, dass das Sol-Gel-Verfahren tatsächlich eine Alternative zur Herstellung von Mikrostrukturen für z.B. diffraktive optische Elemente (DOE) aus synthetischem Quarzglas ist.

Referenz

Photonik 6/2011, Seite 38-41 (2011)

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„Integriertes Design und Fertigung optischer Bauelemente - Herstellung eines hybriden diffraktiv-reflektiven optischen Strahlformers”

Autoren: Roman Kleindienst, Ronald Kampmann, Sebastian Stoebenau, Stefan Sinzinger

Abstact

Komplexe, diffraktiv funktionalisierte freiformoptische Bauelemente bieten neue Möglichkeiten für die Realisierung leistungsfähiger, kompakter und robuster optischer Systeme. In diesem Beitrag werden geeignete integrierte Designund Fertigungsstrategien vorgestellt. Am Beispiel eines hybriden reflektiven Strahlformers, der ablenkende, strahlformende und strahlteilende Funktionalitäten in sich vereint, wird die Leistungsfähigkeit des Ansatzes theoretisch und experimentell untersucht.

Referenz

Optik & Photonik 6/2013, Seite 48-51 (2013)

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Das Unternehmen

Das Unternehmen Ilmenau Optics Solutions GmbH wurde im Mai 2013 als Nachfolge der Ilmenau Optics Solutions GbR durch Prof. Stefan Sinzinger und Roman Kleindienst gegründet.

Prof. Dr. rer. nat. habil. Stefan Sinzinger

Sinzinger
Studium
  • Physik an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (1983 bis 1989)
  • Diplomarbeit, Thema: „Untersuchungen zur Herstellung und Anwendung binärer Phasengitter“ am Lehrstuhl für angewandte Optik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (1989)
  • Promotion, Dissertationsschrift: „Untersuchung refraktiver, diffraktiver und hybrider Bauelemente für eine 3D-optische Mikrointegration“ vorgelegt den naturwissenschaftlichen Fakultäten der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (1990 bis 1993)
  • Habilitation, Habilitationsschrift: „Planar-Optische Systemintegration“ am Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik der Fernuniversität Hagen (1994 bis 2002)
wissenschaftlicher / beruflicher Werdegang
  • Forschungsaufenthalt am NEC Research Institut, Princeton, NJ, USA (1991)
  • wiss. Assistent und Oberingenieur, Fernuniversität Hagen, Optische Nachrichtentechnik (1994 bis 2002)
  • Professor und Fachgebietsleiter am Fachgebiet Technische Optik, IMN MacroNano®, der Technischen Universität Ilmenau (seit 2002)
Arbeitsgebiete
  • mikrooptische Systemintegration
  • mikrostrukturierte Optik für optische Abbildungssysteme
  • Anwendung der Mikrooptik in der biomedizinischen Technik, Sicherheitstechnik, Sensorik

Dipl. Ing. Roman Kleindienst

Kleindienst
Studium
  • „Photoingenieurwesen / Physikalische Optik “ an der Fachhochschule Köln (2002 bis 2006)
  • Fachpraktikum am Fraunhofer Institut für Lasertechnik (Fraunhofer ILT), Abteilung: Festkörper- und Diodenlaser (2004)
  • Diplomarbeit, Thema: „Entwicklung einer kompakten Pumpoptik für einen miniaturisierten Innoslab-Laser“ am Fraunhofer ILT, Abteilung: Festkörper- und Diodenlaser, Arbeitsgruppe: Slablaserentwicklung (2006)
wissenschaftlicher / beruflicher Werdegang
  • Studentische Hilfskraft am Fraunhofer ILT, Abteilung: Festkörper- und Diodenlaser (2005 bis 2006)
  • Anstellung als Entwicklungsingenieur im Geschäftsbereich Mikrooptik der Jenoptik L.O.S. GmbH (2007 bis 2008)
  • Wissenschaftlicher Mitarbeiter und Doktorand am „Fachgebiet Technische Optik“, IMN MacroNano®, Technische Universität Ilmenau (seit 2008)
  • Forschungsaufenthalt bei den Bell Laboratories (Alcatel-Lucent), Holmdel, NJ, USA (2009)
Arbeitsgebiete
  • Design und Simulation refraktiver, diffraktiver und hybrider Strahlformungskomponenten und -systeme
  • Entwicklung von Designalgorithmen unter Berücksichtigung und Kompensation systematischer Herstellungsfehler und Materialeigenschaften
  • verlustminimierte Überführung von Optikdesign- in Fertigungsdaten
  • Direkte 3-dimensionale ps-Laser-Mikrostrukturierung innerhalb eines Ultrapräzisionsbearbeitungszentrums zur weiteren Funktionalisierung zuvor mechanisch bearbeiteter optischer Komponenten

Kontakt

Ilmenau Optics Solutions GmbH
Thomas-Mann-Straße 11
98693 Ilmenau
Germany

Telefon +49 (0) 3677 6221217
Mobil +49 (0) 176 63440134
Fax +49 (0) 3677 6798920
E-Mail

Impressum

Internet: www.ilmenau-os.de
E-Mail:

Ilmenau Optics Solutions GmbH
Thomas-Mann-Straße 11
98693 Ilmenau
Germany

Telefon +49 (0) 3677 6221217
Fax +49 (0) 3677 6798920
E-Mail

vertreten durch:
Prof. Dr. Stefan Sinzinger und Roman Kleindienst (Geschäftsführer),
eingetragen im Handelsregister beim Amtsgericht Jena: HRB 509173


Inhaltlich Verantwortlicher gemäß § 10 Absatz 3 MDStV: R. Kleindienst (Anschrift wie oben)

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Gestaltung und Umsetzung

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