Laserstrahlen schneller, präziser und energiesparender manipulieren
Kippspiegel sind bewegliche Spiegel, die einen Licht- oder Laserstrahl exakt im richtigen Winkel reflektieren. Der Elektrotechniker Ernst Csencsics entwickelt schnellere, präzisere und energiesparendere Systeme für die Manipulation von Laserstrahlen.
Kippspiegel-Systeme werden in vielen technischen Anwendungen benötigt. Zum Beispiel in optischen Kommunikations-Systemen von Satelliten, in optischen Sensoren in der Industrie, in Systemen zur Materialbearbeitung oder auch in modernen 3D Druckern.
Leistungsfähiges Kippspiegel-System
Csencsics forscht am Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik an der TU Wien und konzentriert sich auf Sensorsysteme für Messanwendungen in industriellen Produktionslinien.
Csencsics: „Unser Ziel ist es, die optischen Sensorprinzipien, die es bereits gibt, perfekt mit speziell entwickelten mechatronischen Scanspiegeln zu kombinieren.“
Schnelle, vielseitig einsetzbare, hochauflösende Mess-Systeme für die 3D In-Line-Messtechnik gelten als Schlüsseltechnologie in der zukunftsorientierten Industrieproduktion.
Interdisziplinärer Forschungsansatz
Sein Forschungsansatz ist interdisziplinär und beruht auf der Abstimmung ganz unterschiedlicher Systemaspekte. Innovationen aus Elektronik, Optik und Regelungstechnik mussten sorgfältig zu einem funktionierenden Ganzen zusammengefügt werden. Entscheidend für seinen Erfolg waren folgende Aspekte:
- Berechnungen zur optimalen Bewegung des Spiegels;
- Abstimmung der Bewegung des Spiegels auf systemimmanente Resonanzen;
- mechanische Struktur des Spiegels;
- Wirkung der Technik auf den Energiebedarf des Gesamtsystems;
Der Erfolg der Innovation ist unmittelbar mit einer neuen Methode für die Bewegung des Spiegels verbunden. Diese beruht auf der Reluktanzkraft, die durch magnetische Felder zustande kommt.
Enorme Optimierung
Am Ende seiner Forschungs- und Entwicklungsarbeiten steht ein Prototyp eines Kippspiegel-Systems, das bestehende Systeme in mehreren Faktoren übertrifft. Csencsics: „Wir konnten die Präzision um das Zehnfache verbessern, die Größe des gescannten Bereichs um das Sechzigfache vergrößern und den Energiebedarf um einen Faktor 100 reduzieren.“
Das Kippspiegel-System beeindruckte die Forschergemeinde an der TU Wien. Am zwölften Dezember 2018 erhielt Csencsics vom Rektorat den Dr. Ernst Fehrer-Preis überreicht. Dieser geht jährlich an einen an der Universität ausgebildeten und auch dort tätigen Forscher unter fündunddreißig Jahren. Bedingung ist die Entwicklung einer herausragenden technischen Innovationen mit praktischer Anwendbarkeit.
