Group of laser-structured and functionalized wafers in various sizes and coatings

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Faseroptik-Technologie
Gelenkte Photonen für verbesserte Bildgebung und Sensorik

Gelenkte Photonen für verbesserte Bildgebung und Sensorik

Der hochpräzise Prozess der Photonenlenkung, der auch als „Licht- und Bildführung“ bezeichnet wird, sorgt für eine verbesserte Bildgebung und Lichtdetektion. Dieser Prozess lässt sich nun viel einfacher anwenden. Der zentrale Treiber ist die kontinuierliche Verfeinerung der wichtigsten Verarbeitungstechnologien, einschließlich der Laserstrukturierung von Platten aus Glas sowie der zusätzlichen Funktionalisierung, z.B. der Materialplatzierung.

LASERSTRUKTURIERUNG
VORTEILE
ANWENDUNGEN
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Faseroptik und mehr

Die bisherigen Möglichkeiten der Faseroptik-Technologie von SCHOTT erschließen jetzt das nächste Level. Ganz gleich, ob Ihr Ausgangspunkt eine faseroptische Platte (FOP), eine Multikanalplatte (MCP), ein Light-Pipe-Array (LPA), ein Bildleiter mit großem Durchmesser oder eine modulare Kombination der oben genannten Elemente ist, die technischen Experten von SCHOTT stehen bereit, mit Ihnen an einer individuellen Lösung zu arbeiten.

Mehrkanalplatte

Das Prinzip der laserstrukturierten Wafer basiert auf der präzisen Lenkung von Licht durch eine Glasplatte. Das Foto zeigt eine Mikrokanalplatte mit tausenden parallel angeordneten kleinen Löchern. Deshalb kann das menschliche Auge, wenn es die Mehrkanalplatte (MCP) aus einer gewissen Entfernung betrachtet, nur die Mitte deutlich sehen, während die Randbereiche diffus erscheinen.

Wafer mit Löchern und schwarz beschichteten Rändern und einem Blumenarrangement im Hintergrund

LASERSTRUKTURIERUNG

Was ist eine laserstrukturierte Glasplatte?

Mit der Laserstrukturierung können Muster oder Strukturen in Materialien wie Glas mit größerer Präzision erstellt werden als mit herkömmlichen Technologien wie der CNC-Bearbeitung. Diese filigranen laserbasierten Strukturen im Mikro- oder sogar Nanobereich erlauben eine Positionierung mit höchster Präzision, so dass Photonen, durch sie hindurchgeleitet, beispielsweise Sensoren oder Detektoren erreichen können.

Bei einer faseroptischen Platte (FOP) wird das Licht durch eine Kern-Mantel-Faser geleitet. Im Gegensatz dazu wird das Licht in einer Mikrokanalplatte (MCP) durch Kanäle oder Löcher (die mit Luft „gefüllt“ sind) übertragen. Diese sind oft beschichtet, um den Pfad der Photonen zu verbessern. Bei einem Light-Pipe-Array bewegt sich das Licht durch Glas und wird durch Strukturen geleitet, die mit verschiedenen Materialien außer mit Luft gefüllt sind.

Um herauszufinden, welche Lösung für eine bestimmte Anwendung die beste ist, wird das Photonenmanagement optimiert. Dazu werden alle Parameter berücksichtigt, die den Lichtpfad beeinflussen.

Wie bewegt sich ein Photon durch ein Light-Pipe-Array?

Die Grafik erklärt, wie das Licht auf einem gewünschten Pfad durch einen Glaswafer mit laserstrukturierten und funktional beschichteten Kanälen geleitet wird.

Darstellung eines Lichtstrahls, der durch ein Light-Pipe-Array geleitet wird

VORTEILE

Vorteile der Laserstrukturierung

SCHOTT nutzt die Laserstrukturierung bereits seit mehreren Jahren. Wir vertiefen unser Wissen kontinuierlich und parallel zur Technologie-Entwicklung. Dies bietet unseren Kunden folgende Vorteile:

Hohe Design-Genauigkeit

im Mikro- und Nanobereich

Hohe Reproduzierbarkeit

für konstante Performance dank hoher Laserpräzision

Schnelle Produktion

hohe Produktionsgeschwindigkeit, die durch den Laser ermöglicht wird

Geringere Kosten

für das Gesamtprojekt dank Effizienz und Schnelligkeit

ANWENDUNGEN

Anwendungssegmente

Die Lenkung von Photonen mittels laserstrukturierten und weiter funktionalisierten Platten bietet neue Möglichkeiten für eine Vielzahl von Branchen.

Patient being prepared for an X-ray by medical personnel

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Medizinische Röntgenbildsysteme

Röntgenfokussierung für Radiologie- und Bildanwendungen mit kontrastreicher Bildgebung und einem verbesserten Signal-Rausch-Verhältnis.

Very large X-ray machine used for cargo inspection set in an industrial environment

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Industrielle Röntgeninspektion und -erkennung

Array für hochenergetische Röntgenaufnahmen in industriellen Anwendungen wie Schweißnaht-, Fracht- und Gepäckinspektion mit erhöhter Empfindlichkeit, kontrastreicher Bildgebung und verbessertem Signal-Rausch-Verhältnis.

View of an industrial factory through night vision goggles appearing in an off-white color

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Nachtsichtsysteme

In wehrtechnischen Anwendungen können die Quanteneffizienz und Empfindlichkeit unter schwierigen Bedingungen verbessert werden , während gleichzeitig ein leichtes und kompaktes Gehäuse zum Einsatz kommt.

3D printer printing the final stages of an artificial hip bone

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Weitere industrielle 3D-Sensoren und -Geräte

Die Ausrichtung und Strukturierung von Lichtpfaden können vom 3D-Druck über VCSEL-Geräte und Anwendungen für die spektrale Bildgebung bis hin zu Diagnose-Instrumenten zu besseren Ergebnissen führen.

PRODUKTIONSPROZESS

Produktionsprozess: Herstellung laserstrukturierter, funktionalisierter Platten

Drei wichtige Phasen in unserem gesamten End-to-End-Prozess ermöglichen zahlreiche Designs und neue Lösungen bei Einsatz und Ausrichtung optischer Pfade. Hiervon profitieren unsere Kunden bei ihren spezifizierten Anwendungen.

Glasentwicklung und -herstellung

SCHOTT bietet ein breites Portfolio an proprietären Spezialgläsern, die wir selbst entwickeln und intern herstellen. Unsere Gläser bieten eine hervorragende Performance, z.B. eine hohe optische Transmission, und können in zahlreichen Größen angeboten werden – von sehr kleinen bis großen Formaten bis zu 600 x 600 mm². Zu Glastypen gehören beispielsweise SCHOTT BOROFLOAT® 33, SCHOTT D263® T eco und SCHOTT MEMpax®. Durch unsere unterschiedlich proprietären Materialien und unser fundiertes Materialwissen können wir flexibel und zum Nutzen des Kunden Lösungen gestalten.

Blick in einen SCHOTT Schmelztank, der bei sehr hohen Temperaturen arbeitet und daher in Orangetönen leuchtet

In-house-Engineering und Laserstrukturierung

Dank unserer Laseranlagen und unseres engen internen Experten-Netzwerks bieten wir ausgefeilte Konstruktions- und Designmöglichkeiten in-house. Indem wir unsere Laserkompetenzen mit den neuesten verfügbaren Gerätetechnologien weiterentwickeln, bieten wir Lösungen für komplexe Kundenanwendungen. Unser Ansatz ist multi-disziplinär und vereint mehrere technische Disziplinen. So können wir Laserstrukturierung von Glas kreativ umsetzen und anwendungsspezifische Lösungen für unsere Kunden entwickeln.

Gepulste Laser erzeugen in Glasplatten Strukturen von einfachen bis hin zu komplexen Mustern, in Nano- und Mikrodimensionen. Nunmehr sind verschiedenste Formen und Ausführungen reproduzierbar und mit hoher Genauigkeit herstellbar. Diese reichen von winzigen Bohrungen und extrem dünnen Kanälen bis hin zu optional gebogenen Kanten und abgewinkelten Kanälen. Die Gestaltungsmöglichkeiten sind unbegrenzt.

Zwei strukturierte Wafer mit einem mikroskopisch kleinen Schachbrettmuster, die parallel zueinander angeordnet sind

Weitere Verarbeitung und Funktionalisierung

Die Funktionalität des Endprodukts hängt von den von uns angebotenen sekundären Verarbeitungsschritten ab. Auf der Grundlage unseres eigenen technischen Know-hows und unserer Kenntnis von Glas- und Nichtglasmaterialien können wir eine Vielzahl von Verarbeitungsprozessen anbieten. Dazu gehören Filamentation, Ablation, funktionelle Beschichtungen, interstitielle Befüllung und Atomlagenabscheidung (ALD), Schleifen und Polieren und vieles mehr.