Laser sind ein zentraler Bestandteil unserer technologiegeprägten Umwelt. Sie tasten als Teil von Sensoren Objekte ab, um Strichcodes zu lesen oder komplexe 3D-Abbilder zu erstellen. Sie werden zum exakten Zerschneiden von Werkstücken verwendet sowie zum präzisen Schweißen. Sie sind Teil spezieller 3D-Drucker, dienen der Kommunikation mit Satelliten oder projizieren bei sogenannten Head-up-Displays Informationen auf die Windschutzscheibe moderner Fahrzeuge.

Wo Laser ihre Arbeit verrichten, ist meist auch eine ausgeklügelte Spiegeltechnik zu finden. Sie ist nötig, um das gebündelte Licht innerhalb von Sekundenbruchteilen genau auf die gewünschten Punkte zu lenken. Bei Kippspiegelsystemen in diesem Bereich ist dem Elektrotechniker Ernst Csencsics im Rahmen seiner Doktorarbeit eine maßgebliche Weiterentwicklung gelungen.

Im Rahmen des Christian-Doppler-Labors "Precision Engineering for Automated Inline Metrology" am Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik der TU Wien hat er, unterstützt vom Wirtschaftsministerium, ein neuartiges Prinzip entwickelt, um diese Spiegel anzusteuern – und zwar viel schneller, exakter und energiesparender als bisherige Varianten. Csencsics erhielt 2018 dafür den Ernst-Fehrer-Preis der TU Wien, der besondere Forschungsarbeiten mit praktischer Anwendbarkeit auszeichnet.

Magnetischer Widerstand

"Bisher waren zwei Spiegelvarianten vorherrschend", schickt Csencsics voraus. "Der langsamere Typus fußt auf der Lorenzkraft, also der Kraft, die ein elektrischer Leiter in einem Magnetfeld erfährt. Die andere basiert auf dem piezoelektrischen Effekt, wobei sich ein Kristall unter Spannung ausdehnt und zusammenzieht. Sie sind zwar äußerst schnell, verfügen aber über einen geringen Stellbereich."

Csencsics' neue Methode nutzt dagegen die Reluktanzkraft, also das Prinzip magnetischer Widerstände. Der Spiegel wird dabei zwischen zwei elektromagnetischen Feldern "eingespannt". Um ihn zu bewegen, wird die Stärke der Magnetfelder variiert, also auf der einen Seite verstärkt, auf der anderen abgeschwächt. Dafür waren einige Herausforderungen zu meistern.

Marktreife in ein bis zwei Jahren

"Man muss mit den nichtlinearen Eigenschaften des Prinzips umgehen lernen. Wir mussten uns dafür einige Tricks einfallen lassen", sagt der Elektrotechniker. Im Doppler-Labor wurden die Spiegelsysteme für hochauflösende industrielle 3D-Messsysteme optimiert. "Im Moment geht es um Integration der Systeme für eine Vorserienfertigung", erklärt Csencsics. In ein, zwei Jahren könnte die neue Technik am Markt sein.

Der Werdegang des 1987 geborenen, im zehnten Gemeindebezirk aufgewachsenen Wieners ist mit Leistungs- und Exzellenzstipendien, High-Potential-Programmen und Best Paper Awards gepflastert. 2018 promovierte er sub auspiciis. "Ich habe mich als Jugendlicher für eine Elektronik-HTL entschieden, weil ich eine Berufsausbildung zur Matura haben wollte. Dass sich das so gut entwickelt, war nicht abzusehen", blickt Csencsics zurück.

Wie sieht das Leben abseits der Forschungsarbeit aus? "Ich versuche, mich möglichst viel zu bewegen. Zudem bin ich im Haus, in das ich mit meiner Partnerin gezogen bin, ziemlich mit Gartenarbeit eingedeckt." (Alois Pumhösel, 10.6.2019)