Technologieangebote Optik / Laser



Verfahren zur Fokus-scannenden Triangulation mit strukturierter Beleuchtung und zwei Wavelet-Signalen

Dieses Messsystem – basierend auf fokus-variierender Triangulation mit Streifenbeleuchtung – ermöglicht die robuste 3D-Erfassung von Objekten mit hohem Aspektverhältnis auch bei großem Arbeitsabstand.

 

 

Ultraschnelles Aufteilen und Positionieren gepulster Laserstrahlen mittels optischer Umlaufvorrichtung

Um die Produktivität von Laserbearbeitungszentren zu steigern, ist neben der Entwicklung leistungsfähigerer Laserquellen und der Erhöhung der Repetitionsrate der Laserpulse eine vielfältige und exakte Positionierung der einzelnen Pulse sehr wichtig.
Ein am Institut für Strahlwerkzeuge der Universität Stuttgart entwickeltes System kommt nun erstmals ohne bewegliche Komponenten für die Strahlpositionierung aus. Das Modul zur Strahlaufteilung kann einfach in bestehenden Systemen ergänzt werden, die Strahlpositionierung erfolgt mikrometergenau und ultraschnell. Durch eine präzise Synchronisation des Auskoppelmechanismus mit dem Laserpulsumlauf kann jeder einzelne Puls gezielt in der gewünschten Position abgerufen werden, was die Flexibilität eines Bearbeitungsprozesses enorm erhöht.

 

 

Einzelpuls: individuell einstellbare Zeitabstände von Laserpulsen auch für UKP-Laser / „pulse on demand“

Gepulste Laser, insbesondere Ultrakurzpuls-Laser (UKP), werden zur effizienten Bearbeitung - bspw. beim Feinschneiden, Mikrobohren oder der Oberflächenfunktionalisierung - von unterschiedlichsten Materialien eingesetzt. Durch das neue, an der Universität Stuttgart entwickelte Verfahren kann nun
die zeitliche Reihenfolge der Laserpulse exakt an die Relativgeschwindigkeit der Bearbeitungsstation angepasst werden, wodurch ein Potenzial zur Effizienz- und Produktivitätssteigerung freigesetzt wird.

 

 

High-speed 3D-surface scanning by Area Confocal Scanning Microscopy (ACSM)

The new area confocal scanning microscopy (ACMS) is uniquely suited to optical non-contact measurements such as surface inspection and 3D measurement technology. Compared to customary measuring systems the scanning speed is increased by a factor of several hundred with only a slight reduction in resolution.

 

 

Growing delicate 2D and 3D semiconductor structures by locally heating a precursor film

The new direct patterning procedure for semiconductors provides the possibility to create new, delicate layouts and designs for micro- and nanoelectronics.
The invention is based on a simple lithography process that can be used to create 2D and 3D semiconductor structures as small as 20nm without masks or etching side effects.

 

 

Messung von Flüssigkeitsfilmen im Mikrometer-Bereich - LPSM (LASER Pattern Shift Method)

Mit Hilfe der neuen LASER Pat­tern Shift Method (LPSM) lassen sich Filme durch ein transparentes Fenster analysieren. Der Aufbau des Systems ist vergleichsweise preisgünstig und macht in Kombination mit einer Messrate größer 500.000 Hz eine vereinfachte in-line Prozess- bzw. kontinuierliche Qualitätsüberwachung im Betrieb möglich. Das System bietet viele Vorteile gegenüber der herkömmlichen CCI-Messung und erlaubt auch die Bestimmung sehr geringer Schichtdicken (< 2 µm).

 

 

Einfache Integration funktionaler Bereiche in durch 3D-Druck erzeugte optische Bauteile

Mit diesem Verfahren lassen sich 3d-gedruckte optische Elemente optimieren. Mit funktionalen Substanzen ausgestattete Mikrokavitäten können Funktionseigenschaften wie Blenden, Farbfilter oder Achromate in das Design optischer Bauteile integriert werden. Das Verfahren ist kostengünstig implementierbar und ermöglicht die einfache und effiziente Integration neuer Materialien.

 

 

COMPASS – Compact Multi-Pass Amplifier System: Leistungsstarker UKP-Laser-Verstärker (kW-Bereich)

Dieses Multipass-Verstärker-Konzept bietet eine bislang unerreichte Ausgangsleistung im kW-Bereich bei kompakter Bauform und diversen Skalierungs- sowie Modifikationsmöglichkeiten.

 

 

Zuverlässige Quantifizierung des cw-Hintergrunds eines gepulsten Lasers: BIRD – ‚Background-to-Impulse Ratio Detector‘

Mit Hilfe dieses Messgeräts kann der continuous wave-Leistungsanteil an der Gesamtleistung eines gepulsten Lasers zuverlässig bestimmt werden. Diese Information ist sehr hilfreich bei der Entwicklung von gepulsten Lasern und auch für die Überwachung gepulster Laser im Betrieb. Die Messeinheit kann in vorhandene Systeme integriert werden.

 

 

Miniatur-Sensor zur Tiefen- und Profilerfassung mittels chromatisch-konfokaler Spektral-Interferometrie (CCSI)

Die chromatisch-konfokale Spektral-Interferometrie (CCSI) ergibt sich aus der geschickten Kombination von Weißlicht-Interferometrie und dem Prinzip der chromatisch-konfokalen Fokussierung. Es ermöglicht in Verbindung mit Lichtfasertechnik eine bisher unerreichte Miniaturisierung des Sensor-Aufbaus bei sehr hohen Abtastgeschwindigkeiten und eignet sich damit insbesondere für die minimalinvasive, bildgebende Medizintechnik und andere Bereiche, die auf eine zuverlässige und gleichzeitig schnelle, hochdynamische Objekterfassung angewiesen sind.

 

 

Robuste One-shot Kurzkohärenz-Interferometrie (ROSI)

Die an der Universität Stuttgart entwickelte „robuste One-Shot-Interferometrie“ (ROSI) konnte in mehreren Akspekten optimiert werden und bietet nun eine miniaturisierte, robuste und langzeitstabile sowie hochgenaue Punkt- u. Linienprofilmessung bei sehr hohen Mess- und Auswertegeschwindigkeiten. Das System eignet sich insbesondere für anspruchsvolle Anwendungen wie die Inline-Inspektion in der industriellen Fertigung.

 

 

Schnelles Bildgebungsverfahren für Gewebeschnitte kombiniert Infrarot(IR)- und Raman-Spektroskopie

Das neue Verfahren, zu dem bereits ein Prototyp existiert, ermöglicht die simultane Erfassung des IR- und Raman-Spektrums und damit die schnelle und hochauflösende Analyse der molekularen Zusammensetzung beliebiger biologischer Gewebeschnitte.

 

 

Vollautomatisierte Relokalisation an beliebigen automatisierten Mikroskopie-Systemen

Diese Technik bietet erstmals die Möglichkeit zuverlässiger korrelativer Mikroskopie mittels einer kostengünstigen Erweiterung bestehender Systeme. - Objekte identifizieren und in unterschiedlichen Systemen betrachten ohne Versatz!
Das plattformunabhängige Verfahren ermöglicht eine neue Dimension der automatisierten Mikroskopie und optimiert Analysen in allen Bereichen der Multi-Skalen Bildgebung.

 

 

„Foveated Imaging“ aus dem 3D-Drucker: Mikro-Optik mit Weitwinkel- und Teleobjektiv in Einem

Foveated imaging für herkömmliche Bildsensoren mit konstantem Pixelabstand, kosteneffizient auf kleinstem Bauraum hergestellt. Diese Optiken lassen sich in ihrer Funktionalität mit einem Adlerauge vergleichen: trotz hochauflösender Fokussierung bietet sich dem Betrachter ein weites peripheres Sichtfeld. Diese Technik könnte die Welt der miniaturisierten Digital-Kameras, z. B. für die Bildgebung in der Medizintechnik oder im Bereich des autonomen Fahrens und Fliegens und der Mikrorobotik revolutionieren.

 

 

Optimierte Filter zur Erkennung von Bildmerkmalen z.B. bei der Oberflächeninspektion

Mit diesen maßgeschneiderten Filterbänken können Fehler-Klassifikationen mit deutlich höherer Trennschärfe und besseren Detektionsraten erzielt werden. Das Verfahren ist als Software einfach in bestehende Systeme zu integrieren.

 

 

Rein optische und hochfrequente Modulation von Laserpulszügen

Das neuartige Modulationsverfahren ermöglicht die Amplitudenmodulation von hochfrequenten Pulszügen und erlaubt im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren die maximale Modulationsfrequenz auch auf Pulszüge eines Ultrakurz-Pulslasers mit Pulsdauern im Femto- oder Pikosekundenbereich aufzubringen.

 

 

Hochaufgelöste Distanzmessung über große Strecken

Eine präzise, hochauflösende Vermessung über große Distanzen. Das wird nun durch die geschickte Kombination herkömmlicher Verfahren möglich und eröffnet in den unterschiedlichsten Anwendungsgebieten ganz neue Spielräume.

 

 

Adaptive Mini-Linsen für eine hochauflösende Kernspintomographie mit integrierter Lichtmikroskopie

Dank einer neu entwickelten adaptierbaren und störungsunempfindlichen Mini-Optik lässt sich nun hochauflösende Kernspintomographie mit einer integrierten Lichtmikroskopie betreiben. Diese Kombination ermöglicht eine deutlich präzisere Diagnostik.

 

 

Simultane und berührungslose Erfassung von Topographie und Farbgebung eines Objektes

Durch die geschickte Kombination herkömmlicher Verfahren und die Rückkopplung zur gegenseitigen Verbesserung können nun erstmals Topographie- und Hyperspektralmessung parallel an dreidimensionalen Objekten durchgeführt werden.

 

 

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. 

 

 

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.