Technologieangebote Optik / Laser



Direkte Kalibrierung von CCD-Sensoren zur Verwendung in Kamera-Messsystemen

Ein an der Hochschule Offenburg entwickeltes System zur Kalibrierung von Bilderfassungssystemen mit CCD-Sensoren beruht auf dem Prinzip, dass für jedes einzelne Pixel des CCD-Chips eine Gerade hinterlegt wird, die die Menge aller Punkte beinhaltet, die auf das jeweilige Pixel abgebildet werden. Jedes Pixel wird dabei unabhängig von allen anderen individuell kalibriert. Einsatzgebiete sind Messsysteme zur Positionsbestimmung und andere bildgebende Verfahren.

 

 

Refraktive Linsen aus gerollten und strukturierten Folien für röntgenoptische Systeme

Die erfindungsgemäße Röntgenlinse erlaubt die Fokussierung von Röntgenstrahlen in einem Punktfokus von wenigen 10 µm Durchmesser und zeichnet sich außerdem durch hohe Transmissivität und geringe Absorptionsverluste aus. Sie ist vor allem interessant für Röntgenanalyseverfahren, für die eine hohe Strahlungsintensität benötigt wird, da im Fokus zehnfach erhöhte Strahlungsintensitäten erreicht werden.
Die Linsen sind einfach und damit kostengünstig herstellbar.

 

 

Einfaches Spleißen und reduzierte Kopplungsverluste beim Verbinden von optischen Fest- und Hohlkernfasern

Optische Fasern eignen sich besonders für Datenübertragung über lange Strecken, da die Dämpfungsverluste wesentlich geringer sind, als z. B. bei Kupferleitern. Wissenschaftler der Universität Stuttgart haben nun ein Verfahren zum Verbinden von Festkern- und Hohlkernfasern entwickelt, das sich durch geringe Kopplungsverluste auszeichnet und einfach und flexibel in der Handhabung ist. Insbesondere ist es auch für flüssigkeitsgefüllte Hohlkernfasern geeignet. Das Verfahren ermöglicht die Verbindung von Fasern unterschiedlicher Durchmesser sowie ein dauerhaftes, verlustarmes Fügen der Fasern ohne Hitzeeinwirkung.

 

 

Optische Kohärenztomographie mit erweitertem Dynamikbereich

Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) wurde eine Methode für die Durchführung von Tiefenscans entwickelt, mit der - unabhängig vom Dynamikbereich des AD-Wandlers - der komplette Empfindlichkeitsbereich der analogen Komponenten eines OCT-Systems genutzt werden kann.
Durch den Einsatz einer adaptiv analogen Signalverarbeitungseinheit wird das Rückstreusignal aus der Probe in Abhängigkeit von der Abtasttiefe aufbereitet, bevor es in ein digitales Signal umgewandelt wird. Dies stellt sicher, dass auch die Daten der schwächeren optischen Signale zur Weiterverarbeitung zur Verfügung stehen. Das ursprüngliche Signal kann durch eine eineindeutige Abbildungsvorschrift rekonstruiert werden. Durch die erfindungsgemäße Technologie werden die Aufzeichnung von Rückstreuprofilen mit großen Leistungsvariationen und die Detektion von Streuereignissen auch in großer Probentiefe und stark streuenden Medien möglich. 

 

 

Hochpräzise optische Distanzmessung mit mehreren Frequenzkämmen

Die Erfindung der Frequenzkammquelle hat es erstmals möglich gemacht, Frequenzen von Lichtwellen direkt zu messen, statt sie von der Wellenlänge abzuleiten. Dies eröffnet auch in der optischen Distanzmessung neue Möglichkeiten für hochgenaue Messungen. Ein Problem stellte bislang jedoch die Tatsache dar, dass der Eindeutigkeitsbereich bei steigender Messgenauigkeit sinkt.
Am Karlsruher Institut für Technologie wurde nun ein Messverfahren entwickelt, das die Distanzmessung mit einer Genauigkeit im Nanometerbereich auch über kilometerlange Strecken ermöglicht. Durch die Nutzung von zwei Frequenzkämmen mit unterschiedlichen Linienabständen, die Erzeugung von Schwebungssignalen und die geschickte Auswertung von Phasenverschiebungen kann der maximale Messbereich auch bei großem Linienabstand der einzelnen Frequenzkämme prinzipiell beliebig vergrößert werden, ohne den Eindeutigkeitsbereich der Messung einzuschränken.

 

 

Vorrichtung zur Rotation 3-dimensionaler Proben in der Mikroskopie

Wissenschaftler der Hochschule Aalen - Technik und Wirtschaft entwickelten eine Vorrichtung zur Probenrotation, die in Verbindung mit unterschiedlichen Mikroskopie-Verfahren - auch Lichtscheibenmikroskopie und Laser-Scanning-Mikroskopie - eingesetzt werden kann. Damit wird es erstmals möglich, eine 3-dimensionale Probe unter Nutzung vorhandener Mikroskope von allen Seiten zu betrachten. Da die Probe ihre Position in Bezug auf das Mikroskop nicht verändert, eröffnen sich, beispielsweise in Kombination mit Single Plane Imaging, neue Möglichkeiten bei der 3-D-Rekonstruktion von Proben.

 

Rotationsansichten eines Ruderfußkrebses

 

 

Tunnelgestütztes Quantenfilmpumpen bei Halbleiter-Scheibenlasern

Laser sind vielseitig eingesetzte Werkzeuge, angefangen von der Spektroskopie bis hin zur Materialverarbeitung und -bearbeitung. Die Erhöhung der Ausgangsleistung von Halbleiter-Scheibenlasern ist für viele Anwendungen von zentraler Bedeutung. Um die Laserleistung weiter erhöhen zu können, muss jedoch der Wärmeeintrag in die Scheibe durch ein neuartiges Pumpkonzept reduziert werden.  Im Auftrag der Baden-Württemberg Stiftung gGmbH wurde ein neues Konzept für Halbleiter-Scheibenlaser entwickelt, das es erlaubt, mit hoher Effizienz den Scheibenlaser zu pumpen und höhere Laserausgangsleistungen zu erzeugen.

 

 

Passive Terahertz-Strahlungsquelle

Terahertz-Strahlung findet zunehmend Eingang in kommerzielle Anwendungen. Insbesondere der Einsatz in Sicherheitstechnologien wird intensiv geprüft. Ebenfalls großes Potential bietet die Terahertz-Strahlung in der Spektralanalyse, da Gase und Festkörper im THz-Frequenzbereich einen spektralen Fingerabdruck aufweisen. Das neu entwickelte Konzept für Terahertz-Strahlungsquellen bietet die Möglichkeit, in Kombination mit einem Kurzpulslaser (Festkörper- oder Faserlaser) mit hoher Effizienz Terahertz-Strahlung zu erzeugen, und zwar ohne externe elektrische Felder.

 

 

Einschweißtiefenregelung beim Laser-Schweißen

Laser-Schweißen hat sich zu einem weit verbreiteten Prozess in der Produktion entwickelt, der in verschiedenster Form zum Einsatz kommt, unter anderem auch im Karosseriebau beim I-Naht-Überlapp-Schweißen. Hierfür wurde ein neues System entwickelt, das in der Lage ist, Bilder des Laser-Schweiß-Prozesses online zu verarbeiten und die Umsetzung eines ausgeklügelten Regelalgorithmus zu ermöglichen. Somit wird die Regelung der Einschweißtiefe während des Laser-Schweißens ermöglicht und die Qualität der Schweißnähte wird deutlich verbessert.

 

 

Korrektur des Winkelmessfehlers von optischen Drehgebern bereits vor der Generierung des Sensorsignals

Die rein optische Kompensation des Winkelfehlers bei Exzentrizität der Kodierscheiben von Drehwinkelsensoren ermöglicht den robusten Aufbau eines Sensors mit justagefreier Montage der Kodierscheibe. Über eine diffraktive Kompensationsspur wird die Beleuchtungsposition auf der Maßspur bereits vor der Generierung des eigentlichen Positionssignals korrigiert.

 

 

Optischer 3-D-Datenspeicher zum schnellen Auslesen großer Datenmengen

Das Auslesen von bis zu 100 übereinander liegenden Schichten in einem optischen Volumenspeicher ermöglicht eine sehr hohe Datentransferrate wie sie z. B. für Datenbanken oder bei der Datensicherung benötigt wird. Als Datenträger können modifizierte DVDs verwendet werden.

 

 

Optik zur Umwandlung eines Linienscans in einen Raumscan

Die Erfindung ermöglicht es, mit Hilfe von Mikrolinsen, einem hochdispersiven Dünnschichtfilter und einer durchstimmbaren Laserdiode einen Raumscan ohne bewegliche Teile zu realisieren. Kompakter Aufbau bzw. Miniaturisierung und Unempfindlichkeit gegen Vibrationen sind nur einige Beispiele für die erreichbaren Vorteile mit diesem neuartigen 3-D-Scanneraufbau.

 

 

Aktiver Spiegel mit variabler Brennweite

An der Universität Freiburg wurde ein aktives Spiegelsystem entwickelt, das es ermöglicht, die Brennweite über große Bereiche zu variieren. Aufgrund seiner speziellen Konstruktion bewahrt der Spiegel dabei seine parabolische Form und die damit verbundene gute Strahlqualität.

 

 

Vermessung bewegter Phasenobjekte für die konfokale Durchlicht-Mikroskopie

An der Universität Stuttgart wurde ein neues Verfahren für die konfokale Durchlicht-Mikroskopie entwickelt, das die Vermessung von bewegten Phasenobjekten ermöglicht. Das Verfahren kann sehr gut eingesetzt werden, um die optische Dicke und die Tiefenposition von lebenden Zellen oder von Chromosomen zu bestimmen.