20 Feb Laser für die digitale Holografie
Das Fraunhofer IPM entwickelt zusammen mit Partnern hochintegrierte, kostengünstige Laserlichtquellen für die digitale Holografie. Derartige Messtechniken sind für die Qualitätssicherung direkt in Fertigungslinien geeignet. Allerdings waren die Lichtquellen dafür bislang zu groß und zu teuer für den breiten industriellen Einsatz.
Hochintegriert und variabel
Die Qualitätssicherung kritischer Bauteile wird zunehmend anspruchsvoll: Eine immer größere Komponentenvielfalt muss in immer kürzeren Taktraten mit immer höherer Präzision vermessen werden – und das am besten direkt in der Fertigungslinie. Optische Messtechniken sind dafür am besten geeignet. Begrenzender Faktor für deren breiten Einsatz sind jedoch oft die Größe oder der Preis der benötigten Laserlichtquellen. Mit dem kürzlich gestarteten Forschungsprojekt MultiLambdaChip will Fraunhofer IPM gemeinsam mit den vier Partnern nun Abhilfe schaffen.
Zur Realisierung einer hochintegrierten, kostengünstigen und flexiblen Mehrwellenlängen-Laserlichtquelle will das Projektteam einen neuartigen photonischen Schaltkreis auf Lithiumniobat-Basis entwickeln. Dieser soll das 1550-nm-Licht einer preisgünstigen Laserdiode derart manipulieren und konvertieren, dass damit hochgenau im sichtbaren Spektralbereich gemessen werden kann. Mit einer solchen kostengünstigen Lichtquelle werden holografische Messsysteme für viele neue Aufgaben der modernen Fertigung wirtschaftlich einsetzbar.
Konkrete Industrieanwendungen
Besonders in der Hochtechnologie gibt es viele kritische Komponenten mit geringen Toleranzen, die mit hohen Taktraten produziert werden – beispielsweise in der Fertigung von Mikrochips oder Hochleistungselektroniken für E-Mobility und regenerative Energien. Die digitale Holografie kann hier nach Ansicht der Entwicklungspartner grundsätzlich eine zuverlässige Qualitätsprüfung gewährleisten. Die im Rahmen von MultiLambdaChip entwickelte Lichtquelle wird dafür sorgen, dass solche anspruchsvollen Messaufgaben in der Fertigung zunehmend wirtschaftlich lösbar werden. Im Projekt wird daher die Einsatzfähigkeit der neuen Laserlichtquelle in Kombination mit holografischen Messsystemen an zwei konkreten Industrieapplikationen nachgewiesen: Zum einen soll mittels eines neuartigen holografischen Liniensensors erstmals die Qualitätssicherung von Mikrochips während des Ausheizprozesses gezeigt werden. Zum anderen soll ein flächig messendes holografisches Sensor- in ein Mehrachs-Handlingsystem integriert werden, um die Maßhaltigkeit keramischer Komponenten zu 100 % kontrollieren zu können. Gelingt dies, werden erstmals hochgenaue 3-D-Messungen in der Fertigung möglich, die bislang nur in speziellen Messräumen durchführbar waren.
Das Projekt MultiLambdaChip
Im Projekt MultiLambdaChip geht es um Entwicklung eines integriert-optischen Mehrwellenlängen-Lasersystems für die holografische 3-D-Oberflächenmesstechnik in der industriellen Qualitätssicherung. Mit der Erforschung, Entwicklung und Erprobung dieser Innovation adressiert MultiLambdaChip das gesamte Spektrum an Herausforderungen dieser neuen Technologie. Fraunhofer IPM kümmert sich im Projekt zum einen um die Entwicklung eines integriert-optischen Mehrwellenlängen-Lasersystems und zum anderen um die Entwicklung eines neuartigen digital-holografischen 3-D-Liniensensors sowie dessen Überführung in die Industrie.
Projektpartner sind Hübner Photonics, die Carl Zeiss AG, die Cybertechnologies GmbH, die Professur für Optische Systeme der Universität Freiburg/IMTEK und Fraunhofer IPM. Das Projekt wird gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung.
Quelle und Bild: www.ipm.fraunhofer.de
