MonOpSys

Goal: Replace (parts of) an existing
interferometer by monolithically printed
version, in order to decrease assembly
and adjustment time.
The interferometer consists of optical
elements that, when properly aligned, can
measure surface roughness.

Two project groups and one graduate student worked on the:
• beam splitter (5), 4th year group (differentiation precision engineering)
• reference mirror (6), 3th year group (minor 3D printing)
• IR filter (7), 3th year group (minor 3D printing)
• beam deflector (4), graduate student
Though the project members learned a lot from their projects, their results were not well enough for the
company that makes the interferometers to use without any adaptations. The result of the graduation student
was received with great appreciation and was presented to the public at the precision fair.
The designs and resulting prints are shown below:
For the beamsplitter (5), see figures Figure 1 and Figure 2, some flexures broke during finishing, the surface
roughness was quite high and sizes were not according to drawing.

De fotonica industrie groeit snel in de Brainport regio. Multinationals zoals ASML maar ook talrijke MKB bedrijven werken aan complexe optische systemen. Zij concurreren op wereldschaal met high tech Amerikaanse en Aziatische spelers. Innovatie is daarvoor van levensbelang. R&D in de sleuteltechnologieën fotonica en geavanceerde fabricagesystemen levert hiervoor de hoognodige brandstof. Zo ook in dit project, waarbij twee high tech MKB bedrijven met Fontys 3D-metaalprinten op een nieuwe en slimme manier gaan inzetten voor fotonica.
Complexe optische systemen bevatten meestal meerdere optische elementen (o.a. lenzen, spiegels, diafragma’s, lichtbronnen, sensoren) die onderling in een lichtweg gerangschikt en onderling afgesteld moeten worden. Hierbij worden z.g. optische mounts gebruikt om de positie van de individuele optische elementen vast te leggen en na afstelling te fixeren. Een dergelijke afstelmethode is vaak lastig (divergerend), tijdrovend en niet stabiel over de tijd (want gebaseerd op wrijvingsfixatie).
Dit project onderzoekt als oplossing een geïntegreerd monolithisch 3D geprint montagesysteem voor optische elementen, waarbij gebruik gemaakt wordt van ruimtelijk georiënteerde 3D geprinte monolithische elementen (spelings- en hysteresevrij). Hiermee wordt de insteltijd aanzienlijk gereduceerd (doelstelling: 100% --> 30%). Tevens zal de positioneernauwkeurigheid van de hierin opgenomen optische elementen gegarandeerd zijn. Tenslotte zullen er aanzienlijk minder onderdelen in het ontwerp aanwezig zijn. Als concrete en haalbare demonstrator wordt een 3D geprinte monolithische optical mount voor de lichtweg van de “Arinna” laserinterferometer van IBSPE uit Eindhoven ontwikkeld en getest.
3D geprinte optical mounts zijn nieuw voor dit netwerk, maar Fontys en aangesloten ondernemers hebben de relevante ervaring in 3D metaalprinten en fotonica. Met de aangesloten fotonica netwerken Photon Delta, DSPE en PhotonicsNL kan de opgedane kennis snel opgeschaald worden en kunnen ook andere MKB bedrijven deze innovatieve mounts voor hun supply chains gaan onderzoeken.