LP.PRO 2024-05

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Cailabs
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Metallfolie als 3-D-Scanner
Leserumfrage-Gewinnspielgewinnerin
Schweiß- und Lötfehler mit KI erkennen

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Nireos
Sensorik am Minimum

Quantum Technologies
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EDITORIAL Quanten- Minimalisten Quantensensoren, etwa für die Magnetfeldmessung, verzeichnen beachtliche Fortschritte. In der Entwicklung geht es nicht mehr nur um maximale Empfindlichkeit, sondern auch um das Reduzie- ren von Komplexität, um praktikable, industrietaugliche Systeme zu schaffen. Quantum Technologies, ein Spin-off der Universität Leipzig, entwickelt hochsensitive, kompakte Quantenmagnetome- ter, mehr dazu ab Seite 44. Die Sensoren nutzen Stickstoff-Vakanz- Zentren (NV-Zentren) in Diamantkristallen, um Magnetfelder über Fluoreszenzeffekte optisch zu messen. Für Dr. Robert Staacke und sein Team war es eine besondere Herausforderung, ihre Quantensensoren – zunächst komplizierte Laboraufbauten – in eine industrietaugliche Form zu bringen. In der Wissenschaft, sagt Staake, gehe es meist darum, mit noch mehr Komplexität noch genauer zu messen. Die Leipziger Ent- wickler hingegen haben sich die Frage gestellt, wie sie das System so weit wie möglich vereinfachen können, dieses aber dennoch einen Vorteil behält, den bisherige Produkte nicht bieten. Mithilfe von Diamant-Nanopartikeln an optischen Fasern konnten sie auf Mikrowellenstrahlung verzichten und ein isotropes, rein optisches und störentkoppeltes Messverfahren entwerfen – wichtige Vorteile gegenüber den bisher etablierten Methoden. Die Quantenmagnetometer zielen auf Anwendungen, bei denen klassische Sensoren versagen, etwa in den Luftspalten von Elek- tromotoren oder innerhalb der Batterien für E-Fahrzeuge. Mit dem Fokus auf minimalistisches Design zeigt Quantum Technologies den erfolgreichen Weg komplexer Quanteneffekte in ein marktfähi- ges Produkt. Eine anregende Lektüre wünscht Ihnen Dr. Matthias Laasch Chefredakteur F&E- und Branchenberichte lesen Sie im Technologieforum von LP.PRO! DE.AEROTECH.COMWhen performanceis vital. ÜBERNEHMEN SIE DIE KONTROLLE DER PRÄZISIONSBEWEGUNGEN FÜR DIE HERSTELLUNG MEDIZINISCHER GERÄTE.

Inhalt L E T I T 06 Mit Strahlformung zur effizienteren Laserbearbeitung 20 LASERTECHNIK Schweiß- und Lötfehler mit KI automatisch erkennen 24 Zwobbel: Eine neue Richtung für die dynamische Strahlformung 38 SPEKTRALBILDGEBUNG Jeder Pixel spektral erfasst: Hyperspektral- Kamera für Forschung und Industrie QUANTENTECHNOLOGIE 44 Sensorik am Minimum NACHRICHTEN 12 Nachlese: Stuttgarter Lasertage 2024 13 Studie: Entwicklung und Perspektiven quantensicherer Kommunikation FORSCHUNG & ENTWICKLUNG 14 Kilowatt-Laser und ihr Potenzial für die industrielle UKP-Materialbearbeitung 20 FERTIGUNG Fehler finden in Echtzeit 24 ADAPTIVE OPTIK Besser schneiden mit der Zwobbel-Technik 13 Eine Metallfolie als 3-D-Scanner für Elektronenpakete 18 Präzise Einzelmolekül-Optoelektronik 29 PRODUKTE Laserdioden in der Justierdrehmaschine zentrieren 35 Radialmodul für Tisch-Laserschweißgerät 35 Double-Shutter-sCMOS- Kameras 36 Scancalc-App jetzt für 3-D-Scans 36 Ultrakompakter DUV-Polarisationsfilter 37 Integriertes SDK für Zoom-Kamera r e j i e M n a J . f o r P , s e i g o l o n h c e T m u t n a u Q , s o e r i N , O A t s u b u R , I M c i n o s n a c S : r e d l i B

38 HSI-KAMERA Nützlich in Labor und Industrie 44 SENSOREN Optische, isotrope, störentkoppelte Quantenmagnetometer 43 43 Automatisierte Ecodesign- Registrierung für Beleuchtung SiPM für Lidare mit erhöhter Photonendetektionseffizienz 50 Absauglösung für brennbare und karzinogene Laserstäube 50 Motorisierter Strahlaufweiter für Hochleistungslaser 51 Optimierte Beschriftungslaser 51 High-Performance-Fotodioden RUBRIKEN 03 Editorial 52 Bezugsquellenverzeichnis 57 Partner dieser Ausgabe 58 Vorschau LP.PRO 06.2024 58 Impressum

08 Laserbearbeitung trägt seit Jahr- zehnten als unverzichtbares Werkzeug zur technologischen wie auch ökologischen Weiter- entwicklung der Industrie bei. Ob in der Additiven Fertigung leichter Bauteile für die Luftfahrt, im präzisen, komplexen Schweißen von Kupfer und Aluminium für die Elektromobilität oder bei der Oberflächenstrukturierung, um den Treibstoffverbrauch von Flugzeu- gen zu senken – lasergestützte Verfahren haben ihren festen Platz in der moder- nen Produktion. Dennoch stoßen viele Laser anwendungen derzeit an technische Grenzen, die ihre breite Anwendung ein- schränken. Eine vielversprechender An- satz ist hier die Strahlformung: Mittels optimierter Energieverteilung geht sie die Herausforderungen der Laserbearbeitung hauptsächlich in zwei Richtungen an: hö- here Geschwindigkeit des Laserprozesses und Verbesserung der Qualität. Für einen echten Upscale von Laserprozessen ist die Strahlformung ein Teil der Lösung, und sie hat bereits bewiesen, dass sie in zahlreichen Anwendungen eine entschei- dende Rolle spielen kann. Geschwindigkeit zählt nicht allein Ein zentrales Problem ist die Prozess- geschwindigkeit, die oft noch nicht zufriedenstellend ist. So begrenzen bei- spielsweise beim Laserschweißen Defekte wie das Humping – periodische Unregel- mäßigkeiten der Naht – die Geschwin- digkeit, und in der Additiven Fertigung verhindern es Spritzer, das vollständige Potenzial von Hochleistungslasern zu nutzen. Auch in der Mikrobearbeitung, insbesondere mit dem Aufschwung der Femtosekundenlaser, stoßen traditionelle Strahlformen an Grenzen, die das Markt- wachstum einschränken. Neben der Geschwindigkeit profitiert auch die Prozessqualität von der Strahl- formung, denn ohne sie können beim Laserschweißen Poren und Spritzer ent- stehen; in der Additiven Fertigung kommt es zu heißrissbedingten Einschränkun- gen bei der Materialauswahl, und in der Mikrobearbeitung sind die realisierbaren Details begrenzt. Die Verbesserung all dieser Aspekte ist entscheidend, um Laserprozesse wei- ter zu optimieren und ihre Anwen- dungsmöglichkeiten zu erweitern. Dank Strahlformung ist es außer- dem möglich, Nicht-Laserverfahren (chemische, Lichtbogen- und andere Verfahren) durch Laserverfahren zu ersetzen: Die Oberflächenreinigung ist ein Beispiel dafür; hier ist die Effi- zienz unvereinbar mit den Geschwin- digkeiten die ohne Strahlformung anzuwenden wären. Das Schweißen sehr dicker Materialien ist unzurei- chend stabil bei sehr hoher Leistung ohne Formgebung, und das Auftragen von Faserverbundwerkstoffen erfor- dert ein sehr homogenes thermisches Profil, das ohne Strahlformung nicht zu erreichen wäre. Die Energieverteilung als Schlüssel Die Strahlformung wird heute als nächster Schritt zur Weiterentwick- lung vieler Laserverfahren angese- hen. Dabei kommen unterschiedliche optische Gesetze sowie unterschied- liche Hardware – aktive oder passive, reflektive oder transmissive – zum Einsatz. Es ist wichtig zu beachten, dass die verschiedenen Methoden zwar denselben Strahl am selben Ort erzeugen können, die Photonen aber jeweils anderen Gesetzen ge- horchen, was spezifische Vor- und Nachteile bedingt und zu potenziell unterschiedlichen Prozessergebnis- sen führt. Noch immer existieren Herausfor- derungen, die eine breitere indus- trielle Nutzung der Strahlformung bisher eingeschränkt haben. Dazu gehören unter anderem die begrenzte Zahl verfügbarer Strahlformen, hohe Kosten, eingeschränkte Schärfentiefe und eine begrenzte Leistungstole- ranz. Dennoch zeigt sich, dass kon-

Auswahl an kommerziell verfügbaren Strahlformungssystemen für industrielle Anwendungen Multi-Plane Light Conversion: Die Umwandlung des Lichts in mehreren Ebenen ermöglicht eine bessere Kontrolle der Strahlformung, etwa des Phasenprofils zusätzlich zum Intensitätsprofil 09 tinuierliche Weiterentwicklung und Optimierung der Strahlformungstechnologien diese Hürden überwin- den können. In makroskopischen Bearbeitungsprozessen kom- men am häufigsten Doppelkernfasern zum Einsatz. Die technische Realisierung erfolgt etwa über Prismen vor der Einkopplung, Fasermanipulation oder die Ver- wendung von zwei Lasern für die beiden Kerne der Faser. Die erzeugten Formen sind immer recht ähn- lich – zentraler Punkt und Ringe. Laser für das Cohe- rent Beam Combining ermöglichen eine ultraschnelle Strahlbewegung und den Zugang zu einer großen Auswahl an Formen. Andere Lösungen unterstützen die Strahlformung außerhalb des Lasers , darunter Diffraktive Optische Elemente (DOE) Axikon-Linsen/ Prismen und Homogenisatoren. Beispiele für die Mikrobearbeitung sind DOE, die auf Phasenmodifikation beruhen, sowie Spatial Light Modulators (SLMs), die eine programmierbare An- passung der Strahlform ermöglichen. Auch Axicon- Linsen, die mittels Interferenz einen Bessel-Strahl erzeugen, spielen in bestimmten Applikationen eine wichtige Rolle. Maßgeschneiderte Lösungen für die Industrie Ultrakurzpulslaser, insbesondere mit zunehmender Leistung und abnehmender Wellenlänge, erzeugen Instabilitäten aufgrund ihres Intrasekundenbetriebs und der optischen Kette. Ohne Stabilisierung des Strahls lässt sich, unabhängig von der Technologie, eine regelmäßige Neuausrichtung des Strahlformungs- systems nicht vermeiden. Aktive Lösungen können > > > Verschiedene Strahlformen, die mithilfe von Cailabs-Lösungen erzeugt wurden, veranschaulichen die vielseitige Anwendbarkeit LP.PRO TO GO Strahlformung optimiert Laserprozesse durch ge zielte Modifikation der Energieverteilung. Sie verbessert die Geschwindigkeit und Qualität von Laseranwendungen und hilft darüber hinaus, neue industrielle Anwendungsfelder zu erschließen. Die vollständig transmissive Technologie von Cailabs verspricht, Prozesse von der Additiven Fertigung über das Laserschweißen bis zur Mikrobearbeitung mit einer großen Auswahl an Lasern zu verbessern.

10 Integration eines Cailabs-Strahlformungs- moduls in einen Precitec-Laserkopf zur Optimierung des Kupferschweißens einige der Instabilitäten bewältigen, aber nicht alle. Cailabs hat eine passive Lö- sung entwickelt, optimiert und qualifi- ziert, das sogenannte Mode-Cleaning: Der Ausgangsstrahl ist immer ein stabiler Gaußstrahl mit Trans- missionsschwankungen auf- grund von Laserinstabilitäten. Alle von Cailabs entwickelten Systeme zeichnen sich durch eine hohe Schärfentiefe aus. Sowohl für die Mikro- als auch für die Makrobearbeitung ist diese wesentlich besser vor al- lem im Vergleich zu DOE und Doppelkern-Faserlasern, was eine die Implementierung ver- einfacht und einen robusteren Prozess ermöglicht. Die Strahlformungslösun- gen von Cailabs sind in der Lage, Laserprozesse von der Additiven Fertigung über das Laserschweißen bis zur Mik- robearbeitung zu optimieren; sie sind dabei mit einer gro- ßen Bandbreite an Lasern, von Dauerstrich- bis Femtosekun- den- und Dioden- bis Faserla- sern kompatibel, arbeiten etwa an Maschinen und Roboterar- men und können Strahlformen wie Top-Hat, Ring oder 3D-Shaping lie- fern. Dank der guten Kontrolle über Form und Phase sowie einer guten Anpassung an unterschiedliche industrielle Gegeben- heiten lassen sich die Strahlformen auf jeden spezifischen Bedarf zuschneiden. Multi-Plane Light Conversion Die Strahlformungstechnologie von Cail- abs, die sogenannte Multi-Plane Light Conversion (MPLC), beruht auf einer An- ordnung mehrerer Phasenplatten hinter- einander, mit ausreichender Ausbreitung dazwischen. Dies ist die erste Besonder- heit der Technologie: Die Umwandlung des Lichts in mehreren Ebenen ermöglicht eine bessere Kontrolle der Strahlformung, etwa des Phasenprofils zusätzlich zum Intensitätsprofil, was letztlich der Schär- fentiefe zugute kommt. Es ermög- licht auch komplexere Formen und Eigenschaften der Strahlformung. Der zweite spezifische Punkt ist, dass die Lichtmanipulation auf den Lasermo- den beruht: Die optischen Simula- tionswerkzeuge basieren auf einem perfekten Verständnis der Modi des Lasers und deren individueller Steu- erung, um die Strahlformung vorzu- nehmen – dies unterscheidet sich in gewisser Weise von Raytracing oder beugungsbasierten Berechnungen. Die dritte Besonderheit ist schließ- lich die vollständig reflektive Imple- mentierung: Die Technologie sowie die Fertigungsmöglichkeiten von Cailabs würden refraktive Systeme ermöglichen, aber das vollreflektie- rende Konzept hat mehrere Vorteile in Bezug auf Energie- und Leistungsma- nagement, Spektrumsmanagement – etwa das Vermeiden des chroma- tischen Effekts mittels eines F-Theta – sowie Kompaktheit. In der Vergangenheit wurden zwei Spiegel voreinander angebracht, wo- bei das Licht zwischen den beiden Spiegeln oszillierte. Einer der Spie- gel ist mit mehreren Phasenplatten texturiert. Diese Implementierung kann einen Freiraum- oder Faserein- gang und/oder -ausgang sowie einen Mehrfach- oder Einzeleingang und/ oder -ausgang haben. Die Implemen- tierung für Makroverarbeitungsan- wendungen weicht etwas ab, da sich die Phasenplatten auf verschiedenen Spiegeln befinden, um ein besseres Wärmemanagement zu ermöglichen. Aussichten und Potenzial Dank ihrer vollständig reflektiven Im- plementierung ist die MPLC beson- ders geeignet für Anwendungen mit hoher Laserleistung, etwa bei cw-La- sern mit bis zu 24 kW oder bei Femto- sekundenlasern mit 700 W Leistung. Die Strahlformung im Femtosekun- denbereich bis 5 mJ wurde ebenfalls demonstriert und zeigt die Fähigkeit,

digkeit sogar um einen zweistelligen Faktor erhöhen, dank der Kombi- nation aus paralleler Bearbeitung, Splitting, und optimierter Nutzung der Energie innerhalb eines Strahls, Shaping. Die Strahlformung hat bewiesen, dass sie chemische Prozesse ersetzen kann und eine sauberere Oberflächen- behandlung in der Metallverarbeitung ermöglicht. Die erforderliche Aus- beute, um Bleche zu reinigen, ohne die gesamte Fertigungskette zu ver- langsamen, in Verbindung mit der kommerziell verfügbaren Energie und Leistung sowie dem Bedarf an einer erweiterten Schärfentiefe erfor- dert den bestmöglichen Kompromiss zwischen Energiemanagement, opti- mierter Formung und erweiterter Tie- fenschärfe. Einige Prozesse, wie das Laser- schweißen von Kupfer oder Alumi- nium für die Elektromobilität, sind bekanntermaßen schwierig. Die Strahlformung verwandelt diese an- spruchsvollen in tolerante Prozesse. Dies führt zu einer einfacheren und schnelleren Implementierung. Institut Maupertuis in Bruz/Frankreich bestä- tigt, dass die MPLC-basierte Strahlfor- mung eine um den Faktor 2 bessere Toleranz gegenüber Defokussierung im Vergleich zu State-of-the-Art-Lö- sungen sowie ein 1,5 Mal größeres Spaltmanagement bietet. ■ www.cailabs.com hohe Leistungsspitzen zu bewältigen. Die Technologie ermöglicht die Anpassung der Strahlform an die spezifischen Anfor- derungen verschiedener Anwendungen, von der Additiven Fertigung bis hin zur Mikrobearbeitung. Mit der Kombination von hoher Leis- tung und Flexibilität ermöglicht die Strahlformung nicht nur eine Steigerung der Produktionskapazitäten, sondern auch die Erschließung neuer Anwen- dungsfelder, die bisher als technisch nicht machbar galten. Ein Beispiel hier- für ist die automatisierte Faserplatzierung (Automated Fiber Placement, AFP), bei der die Strahlformung eine komplexere Verarbeitung mit 35% mehr Krümmung auf Coriolis-C1.2-Maschinen erlaubt. Darüber hinaus ermöglicht ein weiteres maßgeschneidertes, hochkompaktes Sys- tem mit geringem Strombedarf auf der C-Pico-Maschine die Mikro-AFP (1- bis 6,35-mm-Bänder) sowie andere additive und subtraktive Prozesse auf derselben Maschine. Mithilfe der Canunda-Lösung von Cail- abs ist auch eine erhebliche Steigerung der Produktionskapazitäten in der Fabrik möglich, insbesondere bei Laserschweiß- anwendungen. Bei einigen präzisen An- wendungen zum Schweißen von Stahl hoher Dicke, bei 28 mm Eindringtiefe, wurde im Vergleich zum Lichtbogen- schweißen, der einzigen Lösung ohne Strahlformung, die Produktionskapazität auf das Zehnfache verbessert. Bei der Zellkontaktierung hat die Strahlformung die Fähigkeit bewiesen, das Wobble-Schweißen zu ersetzen, was eine Geschwindigkeitssteigerung um den Faktor 5 bedeutet. Im Vergleich zur Laser Powder Bed Fu- sion (LPBF) halbiert sich die Druckzeit. Durch die gemeinsam mit dem mit dem Fraunhofer ILT nachgewiesene Verbesse- rung der Druckgeschwindigkeit um das 3,3-Fache ermöglicht die Strahlformung die fast zweimal schnellere Herstellung von Teilen gegenüber der Bearbeitung mit ungeformten Strahlen. In der Mikrobear- beitung lässt sich die Prozessgeschwin-

N E T H C I R H C A N 12 Nachlese: Stuttgarter Lasertage 2024 In zwei jeweils parallel laufenden Sessions wurden aktuelle For- schungs- und An- wendungsthemen präsentiert Veranstaltungs- ort der SLT 2024 war der Kursaal in Bad Cannstatt bei Stuttgart l u a r G a k i n o M : r e d l i B Unternehmen im Ausstellerbereich der SLT Die 12. Stuttgarter Lasertage (SLT) fanden in diesem Jahr vom 4. bis 6. Juni im Kursaal Bad Cannstatt vor den To- ren Stuttgarts statt. Veranstaltet werden die SLT seit 1999 regelmäßig in einem zweijährigen Turnus vom Institut für Strahlwerkzeuge (IFSW) der Universität Stuttgart. 200 Expertinnen und Experten aus aller Welt trafen sich laut Veranstalter diesmal auf der Konferenz, um sich über die neuesten Entwicklungen und Anwendungen in der Laser- technologie auszutauschen. Die Konferenz bot Vorträge und Diskussionen zu ver- schiedenen Fragen der Lasertechnologie. Dabei wurden sowohl die aktuellen Forschungsergebnisse als auch in- dustrielle Anwendungen vorgestellt. Besonders im Fokus standen Themen wie Künstliche Intelligenz in der Produk- tion und Fortschritte in der Quantentechnologie. Dr. Chris- tian Daniels vom Bosch Center for Artificial Intelligence beispielsweise stellte in seinem Plenar-Vortrag die indus- triellen Anwendungen von KI bei Bosch vor. Professor An- dreas Michalowski vom IFSW sprach über die KI-gestützte, flexible Laserproduktion, und photonische Quantentechno- logien waren Thema von Michael Förtsch von der Trumpf- Ausgründung Qant. Während der Konferenz wurden zwei parallele Sessions abgehalten. Neben Möglichkeiten für den Austausch und für die Vernetzung unter den Teilnehmern gab es eine ge- führte Tour durch die Labore des IFSW auf dem Campus Vaihingen der Universität Stuttgart. Die nächste Ausgabe der Stuttgarter Lasertage soll 2026 stattfinden.

Studie: Entwicklung und Perspektiven quantensicherer Kommunikation Eine Studie des Fraunhofer-Instituts für Sys- tem- und Innovationsforschung (ISI) und der Universität des Saarlandes analysiert den ak- tuellen Stand und die Perspektiven der Quan- tenkommunikation. Untersucht wurden drei Technologie-Generationen: Die erste, die Quan- tenschlüsselverteilung (QKD) nach dem soge- nannten Prepare-&-Measure-Prinzip, ist bereits marktreif, jedoch aufgrund hoher Kosten und fehlender Zertifizierungen limitiert. Die zweite Generation, basierend auf photo- nischer Verschränkung, bietet Vorteile für kom- plexe Kommunikationsnetzwerke, ist aber noch in der Entwicklung. Die dritte Generation um- fasst Quantenrepeater, die die Reichweite von QKD erhöhen und verteiltes Quantenrechnen er- möglichen sollen. Diese Technologie ist jedoch bisher nicht ausgereift und erfordert weitere Forschung. Die Studie zeigt, dass Europa bei Patentan- I S I r e f o h n u a r F : d l i B N E T H C I R H C A N 13 Studie zu Status quo und Perspek- tiven der Quanten- kommunikation meldungen im Bereich Quantenkommunikation führend ist, gefolgt von den USA und China. Prognosen deu- ten auf ein jährliches Marktwachstum zwischen 15 und 25% hin, mit einem globalen Marktvolumen von bis zu 5,8 Milliarden Euro bis 2030. Zu den Herausforderungen zählen die Reduzierung der hohen Infrastrukturkosten und die Sensibilisierung für IT-Sicherheitsrisiken. Außerdem betont die Studie die Bedeutung der techno- logischen Souveränität Europas, um sicherheitsrelevante Infrastrukturen zu schützen und die Abhängigkeit von in- ternationalen Anbietern zu verringern. Die Autoren fordern deshalb verstärkte Investitionen in Forschung, Infrastruktur und Technologietransfer, um langfristig sichere Quanten- kommunikation zu etablieren und Europas Wettbewerbsfä- higkeit zu sichern. BEYOND ALL LIMITS Automatische Laseranlagen für die Laserbeschriftung, Laserreinigung, Laserstrukturierung und das Laserfein- schweißen aus dem modularen Baukasten. Besuchen Sie uns: Halle 7 Stand 7403 www.penteq.com Juli 2024Monitoring-Bericht 1Quantenkommunikation

G N U L K C I W T N E & G N U H C S R O F 14 Das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT), Aachen, untersucht derzeit eine neue Ultrakurzpuls-Laserstrahl- quelle (UKP) des Herstellers Trumpf, die für den industriellen Einsatz konzipiert wurde. Mit einer mittleren Leistung von 1 kW und einer Pulsener- gie von 10 mJ soll diese Strahlquelle der Materialbearbeitung etwa in der Batterie- und Brennstoffzellenfertigung, im Werk- zeugbau und der Halbleitertechnik neue Wege ebnen. Hoher Durchsatz bei geringer Belastung Die TruMicro-9000-Laserquelle zielt dank hoher Pulsenergie und einer Pulsdauer unterhalb von 900 fs auf ein breites An- wendungsspektrum: Die Kombination aus der Laserstrahl über fortschrittliche Multistrahlsysteme in bis zu 900 Teil- strahlen separieren, um den Durch- satz bei der Bearbeitung zu steigern. Auch die ultraschnelle Strahllenkung mithilfe von Polygonscannern, die auf Bearbeitungsflächen von 700 x 900 mm² Scangeschwindigkeiten von bis zu 1 km/s erreicht, wird derzeit am ILT untersucht. Strahlqualität bestimmt die Präzision Laut Dr. Dennis Haasler, Gruppenlei- ter Mikro- und Nanostrukturierung am Institut, steht mit der TruMicro 9000 erstmals eine UKP-Strahlquelle zur Verfügung, die „wie etablierte UKP-Industrielaser der 200-W-Klasse performt“, jedoch mit einer um ein Kilowatt-Laser und ihr Potenzial für die industrielle UKP-Materialbearbeitung hoher Leistung und Präzision ist eine Vo- raussetzung, um empfindliche Werkstoffe bei minimierter thermischer Belastung zu bearbeiten. Ein zentrales technisches Merkmal der TruMicro 9000 ist ihre Variabilität in der Strahlführung und Prozessgestaltung. Ne- ben herkömmlichen Galvoscannern zur Ablenkung der Laserstrahlen erlaubt das System verschiedene Burst-Modi, in de- nen die Energie eines einzelnen Femtose- kundenpulses auf bis zu acht Einzelpulse verteilt werden kann. Zusätzlich lässt sich Vielfaches höheren Leistung. Mit die- ser Strahlquelle können Prozesse wie das selektive Abtragen von Materi- alien oder die Mikrostrukturierung von Oberflächen wesentlich schnel- ler und effizienter werden. Dabei spielt die Strahlqualität (M²<1,3) eine entscheidende Rolle für die Be- arbeitungsgenauigkeit. Ein weiterer technischer Fort- schritt liegt in der Nutzung erprobter Verstärkertechnologien, wie Steffen Rübling, Produktmanager für UKP- n e t r a g m u a B f l a R / n e h c a A , T L I r e f o h n u a r F : r e d l i B

Steffen Rübling, Trumpf (links), und Dr. Dennis Haasler, Fraunhofer ILT, besprechen Details zur Bedienung des 1-kW-UKP-Lasers Perfekt lasern. Perfekt schweißen. Und Ihr Schutz? Absaugung. Umhausung. Die Sicherheit komplett von Fuchs Umwelttechnik FUCHS Umwelttechnik Absaug- und Filtergeräte 15 Diese Untersuchungen könnten lang- fristig den Weg für einen breiten industriellen Einsatz der UKP-Tech- nologie ebnen, da die Produktivi- tät bisheriger Systeme häufig nicht ausreichte, um bestehende Ferti- gungsprozesse wirtschaftlich zu er- setzen. Dank der hohen Leistung der TruMicro 9000 könnte sich dies nun ändern, insbesondere durch die Mög- lichkeit, chemische Verfahren in der Oberflächenbehandlung durch prä- zise Laserbearbeitung zu ersetzen. So trägt die Weiterentwicklung der UKP-Technologie nicht nur zur Effi- zienzsteigerung, sondern auch zur Nachhaltigkeit in der industriellen Produktion bei. ■ www.ilt.fraunhofer.de www.trumpf.com BESUCHEN SIE UNS AUF DER FAKUMA 2 0 2 4 HALLE A1 STAND A1-1418 Infos unter: Infos unter: FUCHS Umwelttechnik P+V GmbH Umwelttechnik P+V GmbH 89195 Steinberg Tel.: +49 (0) 73 46 / 9 614-0 www.fuchs-umwelttechnik.com info@fuchs-umwelttechnik.com WEITERE INFORMATIONEN Y G O L O N H C E N A I R T A E L C TruMicro 9000: Der industrielle 1-kW-UKP- Laser steht in der User- Facility des Fraunhofer Clusters of Excellence Advanced Photon Sources CAPS am Fraunhofer ILT Laser bei Trumpf, erklärt: „Durch die Kombination von erprobten Technolo- giebausteinen in der Verstärkerkette ist es uns gelungen, sowohl die maximale Ein- zelpulsenergie als auch die resultierende mittlere Leistung deutlich zu steigern.“ Die Basis bildet hier eine Multipasszelle, die ursprünglich für Nanosekundenpulse im 3-kW-Segment entwickelt und nun auf die UKP-Technologie übertragen wurde. Batterie-, Halbleiter- und Oberflächentechnik Das Fraunhofer ILT will die neue Strahl- quelle in Pilotanwendungen erproben. Neben der Batterie- und Brennstoffzel- lenfertigung umfasst dies auch Anwen- dungen in der Halbleiterproduktion, dem Werkzeugbau und der Mikrostrukturie- rung von Metalloberflächen. Hier wird das Team verschiedene Strahlführungs- und Prozessstrategien evaluieren, um die Produktivität zu steigern. Besondere Aufmerksamkeit gilt dabei der Frage, wie sich die hohe Leistung und Pulsenergie der Strahlquelle in konkrete industrielle Prozesse umsetzen lässt, ohne die Pro- zessqualität zu beeinträchtigen.

Eine Metallfolie als 3-D-Scanner für Elektronenpakete Innovative Fiber Optics … Every Step of the Way ™ Quarz/Quarz-Faser Metallbeschichtung Metallbeschichtungen Zinn (Sn): 230 °C Aluminium (Al): -196 bis + 400 °C Das Helmholtz-Zentrum Dres- den-Rossendorf (HZDR) hat ein neues Diagnosetool für die Untersuchung von Elek- tronenpaketen aus Laser- Plasmabeschleunigern entwickelt. Das Verfahren soll eine präzise Vermessung der Elektronenpakete erlauben, die für Anwendungen wie Freie-Elektronen- Laser (FEL) bedeutend sind. Laser-Plasmabeschleuniger sind klei- ner als herkömmliche, teils kilometer- lange Anlagen. Sie haben das Potenzial, als kompakte und kostengünstige Al- ternativen zu konventionellen Be- schleunigeranlagen zu fungieren. Eine Schlüsselherausforderung dabei ist die präzise Bündelung und Stabilität der Elek- tronenpakete. Die von Dr. Maxwell La- Berge entwickelte Methode nutzt eine dünne Metallfolie, die Elektronen auf ih- rer Oberfläche anregt. Diese Anregung erzeugt ein Signal, das mittels Coherent Optical Transition Radiation (COTR) er- fasst und zur Analyse der Elektronenpa- kete verwendet wird. Somit lassen sich Form und Struktur der Pakete genau rekonstruieren. Injektionsmethoden optimieren Forscher haben das Tool bereits einge- setzt, um verschiedene Injektionsme- thoden zu untersuchen, die Elektronen in die Plasma-Blase einbringen. „Wir konnten feststellen, dass verschiedene Quarzglaskern Fluorine-dotierter Quarzmantel Eine Faser von CeramOptec® für raue und harte Umgebungen. Metallbe- schichtete Quarzfasern widerstehen unter allen Faserarten den höchsten Temperaturen, sind chemisch beständig, lötbar und durch die Aluschicht herme- tisch versiegelt. Injektionsmethoden zu ganz unter- schiedlichen Formen von Elektronen- paketen führen“, erklärt der Physiker Dr. Arie Irman vom HZDR-Institut für Strahlenphysik. Diese Erkenntnisse könnten dazu beitragen, die Kont- rolle über die Elektronenpakete weiter zu verbessern – ein entscheidender Schritt, um die Effizienz und Stabili- tät von Laser-Plasmabeschleunigern zu steigern. Die neue Diagnosetechnik könnte nach Ansicht der Forscher die Ent- wicklung kompakter FEL-Systeme, basierend auf Laser-Plasmabeschleu- nigern, beschleunigen. Diese Systeme wären deutlich kostengünstiger und einer breiteren Forschungsgemein- schaft zugänglich, was neue Impulse für Wissenschaft und Industrie ver- spricht. ■ Originalpublikationen [M. LaBerge et al.: Revealing the 3D structure of microbunched plasma- wakefield-accelerated electron beams; Nature Photonics, 2024. DOI: 10.1038/ s41566-024-01475-2] [M. Galletti et al.: Prospects for Free Electron Lasers powered by plasma-wake- field accelerated beams; Nature Photonics, 2024. DOI: 10.1038/s41566-024-01474-3] WEITERE INFORMATIONEN CeramOptec® GmbH Brühler Str. 30 | 53119 Bonn | Deutschland Tel.: +49 . 228 . 979 670 | sales@ceramoptec.com www.ceramoptec.com

Präzise Einzelmolekül- Optoelektronik G N U L K C I W T N E & G N U H C S R O F 18 Einzelmolekül- Optoelektronik soll elektronische und photonische Geräte schnel- ler, kleiner und energieeffizienter machen I H F : d l i B Ein Wissenschaftlerteam der Ab- teilung für Physikalische Che- mie am Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft hat eine Methode vorgestellt, die eine bisher unerreichte Kontrolle über das Fotoschalten einzelner Moleküle ver- spricht. Nach Ansicht der Autoren ist dies ein Durchbruch, der die Zukunft der Na- notechnologie revolutionieren könnte. Die nanoskalige Optoelektronik fokus- siert auf die Entwicklung elektronischer und photonischer Geräte im Nanome- terbereich. Eine präzise Kontrolle über Fotoreaktionen auf atomarer Ebene ist entscheidend für deren Verkleinerung und Optimierung. Lokalisierte Oberflächen- plasmonen (Localized Surface Plasmons, LSPs) haben sich hier als leistungsstarke Werkzeuge erwiesen, die elektromagne- tische Felder konzentrieren und verstär- ken können. Bisher war ihre Anwendung hauptsächlich auf metallische Strukturen beschränkt. Fotoschalten atomgenau kontrollieren Das Team hat nun die Funktion von LSPs auf Halbleiter ausgeweitet. Mittels ei- ner plasmonresonanten Spitze in einem Tieftemperatur-Rastertunnelmikroskop gelang das reversible Anheben und Ab- senken einzelner organischer Moleküle auf einer Siliziumoberfläche. Das LSP an der Spitze induziert das Brechen und Bil- den spezifischer chemischer Bindungen zwischen dem Molekül und dem Silizium, was zu einem reversiblen Schalten führt. Die Schaltgeschwindigkeit kann über die Position der Spitze bis auf 0,01 nm genau eingestellt werden; dies ermöglicht reversible Änderun- gen zwischen zwei verschiedenen molekularen Konfigurationen. Ein wichtiger Aspekt ist die Ein- stellbarkeit der optoelektronischen Funktion mittels molekularer Modifi- kation auf atomarer Ebene. Das Team bestätigte, dass das Fotoschalten für ein anderes organisches Molekül gehemmt ist, bei dem nur ein Sau- erstoffatom, das nicht an Silizium bin- det, durch ein Stickstoffatom ersetzt wurde. Diese chemische Anpassung ist entscheidend für die Abstimmung der Eigenschaften von Einzelmolekül- Optoelektronikgeräten und soll das Design von Komponenten mit spe- zifischen Funktionen ermöglichen, um den Weg für effizientere und an- passungsfähigere nano-optoelektro- nische Systeme zu ebnen. ■ Originalpublikation [Y. Park et al.: Atomic-precision control of plasmon-induced single-molecule switching in a metal-semiconductor nanojunction; Nat Commun 15, 6709 (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-51000-w] WEITERE INFORMATIONEN

LESERUMFRAGE: ERGEBNISSE UND GEWINNERIN Alisa Müller Herzlichen Dank allen Teilnehmerinnen und Teilnehmern unserer Leserumfrage! Wir haben Sie unter anderem nach Ihrer Meinung zur Qualität und fachlichen Kompetenz sowie nach Ihren Präferenzen bei der Nutzung von LP.PRO gefragt, und wir freuen uns über das äußerst positive Feedback. Unsere Leserinnen und Leser schätzen etwa die betont praxis- und industrieorientierte Ausrichtung unseres Magazins, besonders aber auch die Berichterstattung in deutscher Sprache. Die Fach kompetenz und die inhaltliche Darstellung der Themen – insbesondere Lasertechnik und Photonik – finden Anerkennung. Ihnen gefällt aber auch die außergewöhnliche Optik von LP.PRO. Die Ergebnisse der Umfrage bestätigen insgesamt unsere Idee eines modernen Mediums, das Fach informationen gedruckt und digital an eine anspruchsvolle Klientel vermittelt. Vielen Dank dafür! Unter den Teilnehmenden haben wir ein DAB-/Internet-Radio Sonoro Stream verlost. Das Team von LP.PRO gratuliert der Gewinnerin! m o c e b o d a k c o t s – . . i a k e S © lppro.felchner-medien.de

21 Es begann mit der Anfrage aus einem deut- schen Werk eines US-amerikanischen Automobilherstellers. Dort stand ein Mo- dellwechsel an. Beim Vorgängermodell ei- nes Mittelklassewagens waren Seitenwand und Dach mit Schweißpunkten verbunden und durch eine Zierleiste abgedeckt worden; beim neuen Modell sollte die Leiste entfallen. Ohne den Abdeckstreifen ist die Schweißnaht für den Kunden sichtbar, was zu einem höheren Qualitätsanspruch führte. Außerdem wollte sich das Produktionsteam stärker auf die Digi- talisierung seiner Prozesse konzentrieren. Dementsprechend wurde ein anderes Fügeverfah- ren gesucht. Das Projektteam identifizierte Laserfü- gen, genauer gesagt das Laserlöten, als Lösung. Sie suchten nach der technologisch ausgereiftesten Lö- sung und fragten bei Scansonic an. Die Laseroptik ALO4 für die taktile Nahtführung mit Zusatzdraht hat sich bereits für diese Anwendung bewährt. Der Laserkopf enthält optional ein Kamerasystem zur Inline-Prozessbeobachtung. Dieses ermöglicht eine prozessbegleitende Bewertung der Naht mittels Künst- licher Intelligenz – was die Experten in der Automo- bilproduktion evaluieren wollten. Die KI-fähige Laseroptik Mit der Idee, den Fülldraht zur taktilen Nahtver- folgung zu nutzen, hat sich Scansonic seit fast 25 Jahren als Lieferant von Laseroptiken für den Au- tomobilbereich etabliert. Mittlerweile sind mehr als 7000 Laseroptiken des Unternehmens für Füge-, Schneid- und Beschichtungsprozesse im Einsatz. Mit der ALO4 wird die vierte Generation der taktil geführten Laseroptik von allen großen Automobil- herstellern genutzt. Seit 2017 sind diese Laseroptiken mit dem Pro- zessüberwachungssystem Sceye ausgestattet. Es be- steht aus einem integrierten Beleuchtungsmodul und einer Kamera sowie einem Kontrollmodul im Laser- kopf. Die enthaltene automatische Bildverarbeitung hat zur Entscheidung des Automobilherstellers für Scansonic geführt. Das System kann allerdings weit mehr, als nur den Prozess visualisieren. Das Team von Scansonic hat ein KI-System entwi- ckelt, das Defekte wie Spritzer oder Poren in Videos des Laserlötprozesses identifiziert. Dem Bediener wird ein Bild der Fehlstelle angezeigt, sodass er über die Reparatur des Fehlers entscheiden kann. Ähn- lich wie Roboter manuelle Arbeit in der Produktion ausführen, übernimmt die KI dabei die Bewertung der Prozessbilder. Die Lernkurve beim Kunden Die Integration der neuen Technologie in die Prozesse beim Automobilhersteller dauerte insgesamt mehrere Monate. Das Sceye-System produzierte große Daten- mengen in der Inline-Qualitätskontrolle für das Training der KI, was ein effizien- tes Datenmanagement bedingte. Dafür mussten zunächst Standards für die Da- tenverarbeitung geschaffen werden, um eine effiziente Datenverarbeitung sowohl in der Fabrik als auch bei Scansonic zu ge- währleisten. Über ein Dashboard werden die Ergebnisse dem Bediener visualisiert. Inzwischen ist die neue Technologie in das Produktionssystem integriert. Ge- fundene Fehler werden automatisch ei- nem bestimmten Fahrzeug zugeordnet und dem Bediener angezeigt. Basierend auf der Klassifikation mithilfe der KI wird das fehlerhafte Bauteil in die Reparatur- station geleitet. Nach der ersten erfolgreichen Phase wurden selbst kleinste Fehler gefunden. Die Evaluierung durch den Kunden zeigte, dass selbst Fehlstellen in der Größenord- nung von 0,2 mm zuverlässig entdeckt werden. Dies ist besonders wichtig, da Poren ab dieser Größe nicht mehr durch den Lack geschlossen werden bezie- hungsweise in den späteren Verarbei- tungsschritten wieder aufplatzen können. Industrie 4.0 in der Anwendung Jeden Tag rollen in dieser modernen Fa- brik 600 Autos vom Band. Ein Roboter setzt das Dach auf die Karosserie, dann bewegen zwei weitere Roboter je eine ALO4-Laserlötoptik entlang der Naht, um das Dach an die Seitenteile zu fügen. Zur langfristigen Qualitätskontrolle werden alle Videos von Defekten mit den Daten jedes Fahrzeugs, seiner Materialien und Werkzeugeinstellungen gespeichert. Auf diese Weise können aktuelle Probleme mit Fahrzeugen verglichen werden, die vor Wochen oder in anderen Werken pro- duziert wurden. Alle Daten sind rückver- folgbar, die Prozesse können optimiert werden. Auch Probleme bei nachfolgen- den Prozessen wie dem Schleifen lassen > > >

22 sich auf diese Weise besser verstehen. Die KI-gestützte Qualitätsüberwachung wird zu einem wichtigen Bau- stein auf dem Weg zu einem vollständig digitalisier- ten Arbeitsablauf. In Zukunft werden noch weitere Vorteile erwartet. So sollen zum Beispiel die Rüstzeiten kürzer werden. Mit den vorher gelernten Daten braucht das Team we- niger Tests zur Einrichtung eines ähnlichen Prozesses und bekommt ein besseres Verständnis für die Pro- zesse als Ganzes. Inzwischen sind vier Systeme ins- talliert, die mit denselben Daten eingelernt wurden. Dabei zeigte sich, dass individuelle Einstellungen wie Beleuchtung, Winkel oder Lasereinstellungen variie- ren. Das beeinflusst die Erkennung von Fehlern, wie beim Rollout sichtbar wurde. Mit geringem Anpas- sungsaufwand konnte schnell wieder eine sehr hohe Erkennungsrate erreicht werden – und jede Neuinstal- lation ist schneller als die vorherige. Was tut die KI im Detail? Im Wesentlichen folgt die KI der menschlichen Er- fahrung: So wie ein Mensch aus Proben von Gut- und Schlechtteilen lernt, wird das neuronale Netz (Convolutional Neural Network, CNN) mit Bildern von Defekten und deren Klassifizierung trainiert. Für den Optimierungsprozess wird die Gesamtheit der Trainingsdaten in drei Teilmengen eingeteilt: Trainings-, Validierungs- und Testdaten. Zunächst werden die Trainingsdaten verwendet, um das neuro- nale Netz initial zu trainieren. Dabei erhält es Bilder von geschweißten oder gelöteten Nähten und findet heraus, ob das Muster im Bild Spritzer oder Poren enthält. Über Maschinelles Lernen wird in der Vali- dierungsphase geprüft, wie gut das trainierte System auf Validierungsdaten reagiert. Das System wird so lange optimiert, bis der Validierungsfehler minimiert ist. In einem nächsten Schritt kann die Leistung des CNN mit völlig neuen Daten – den Testdaten – ge- testet werden. Um zu überprüfen, dass die nun fer- tig trainierte KI sinnvolle Dinge tut, überprüfen die Scansonic-Entwickler exemplarisch, welche Berei- che des Bildes sich die KI genauer angeschaut hat. Es ist zu beachten, dass das CNN auf zwei Klas- sen, Poren und Spritzer, trainiert wurde. Es kann auch auf andere Klassen von Fehlern trainiert wer- den. Aktuell werden die beiden Fehlerklassen von einem CNN in Echtzeit erkannt. Eine Möglichkeit, die Erkennungsrate weiter zu erhöhen, könnte darin bestehen, für jede Fehlerklasse ein separates Netz zu trainieren. Gemeinsam mit Partnern aus Indus- trie und Forschung arbeitet Scansonic unter ande- rem in Forschungsprojekten daran, die KI weiter zu verbessern. Machine Learning und neue Prozesse Für ein erstes Training des Systems stellte der Kunde rund 5500 Bilder von guten Lötnähten und circa 2000 Bilder von Po- ren zur Verfügung. Scansonic konnte in seinem Laserlabor nachweisen, dass nur wenige neue Bilder erforderlich waren, um die guten Ergebnisse auf ähnliche Prozesse zu übertragen. Mit nur wenigen Hundert Bildern konnten Erkennungsra- ten von mehr als 95% für Lötprozesse erzielt werden, die sich nur geringfügig vom Lötprozess der Serienproduktion des Automobilherstellers unterschieden. Der Unterschied lag in den Materialien und Prozessparametern. Aber auch bei der Übertragung des KI-Erkennungsansat- zes auf komplett andere Laserprozesse, wie das Laserschweißen von Aluminium, zeigt sich, dass ein erneutes Training mit nur wenigen Bildern sehr gute Ergeb- nisse für diesen neuen Prozess generie- ren konnte. Künftig ohne Training? Bei dem deutsch-amerikanischen Kunden setzten die Experten von Scansonic das neuronale Netz zunächst an einer Pro- duktionslinie ein, dann an einer zwei- ten. Beim Wechsel von einer Maschine zur anderen konnten bereits Effizienz- gewinne realisiert werden. Im Frühjahr 2024 haben die Experten das KI-System für einen neuen Kunden an drei Stand- orten parallel installiert. Zurzeit, im Sommer 2024, wird das System bei mehr als fünf verschiedenen Kunden getestet. Noch wird jede Anwen- dung für sich trainiert. In Zukunft könnte die KI jedoch wesentlich leistungsfähiger werden, wenn Trainingsdaten verschie- dener Anwendungen kombiniert werden, sodass ein hochentwickeltes Modell ent- steht, das in allen Anwendungen die beste Leistung erbringt. Bei diesem zukünftigen Ansatz wird jeder Kunde, der bereit ist, seine

Der ALO4-Laserbe- arbeitungskopf mit integriertem Sceye-Prozessüber- wachungssystem Die Lerndaten für das neuronale Netz umfassen Poren (oben), Spritzer (Mitte) und gute Nähte (unten) 23 Beispiele für erkannte Spritzer Beispiele für identifizierte Poren Laserschweißen: Die neue Technologie zur Schweißnahtverfolgung und -erkennung unterstützt die Bemühungen des Fahrzeug- bauers, einen digitalisierten Arbeitsablauf im Sinne der Industrie 4.0 zu etablieren Trainingsdaten zur Verfügung zu stellen, von der am bes- ten trainierten KI profitieren. Langfristig könnte so eine Datenbank entstehen, die kein Training mehr benötigt. Dabei wird der Datenschutz strikt eingehalten, und wenn der Kunde es wünscht, können alle Daten am eigentli- chen Produktionsstandort aufbewahrt werden. In Zukunft könnten auch Daten von anderen Detekto- ren (Prozessemissionen) oder Prozessparametern einbe- zogen werden. Das würde den Weg zu einem weiteren strategischen Ziel freimachen: eine komplette Prozess- optimierung durch die KI. Eine andere KI könnte dem Bediener optimierte Prozesseinstellungen vorschlagen oder aber den gesamten Prozess einstellen. Auch wenn dieses Ziel noch als Vision am Entwicklerhorizont steht, legt das Entwicklerteam von Scansonic schon heute die Grundsteine dafür. ■ www.scansonic.de LP.PRO TO GO Defekte wie Spritzer oder Poren lassen sich mit- tels Künstlicher Intelligenz in Videos des Laser- fügeprozesses in Echtzeit identifizieren. Das System ist zurzeit bei mehreren Anwendern im Einsatz. Es lässt sich auf weitere Fehlerklassen trainie- ren, und die Übertragung auf ähnliche Prozesse ist mit geringem Aufwand möglich.

Zwobbel: Eine neue Richtung für die dynamische Strahlformung In der Fertigung zählt Produktivität – bei gleichzeitig hoher Qualität der Bauteile. Bei der Bearbeitung mit Lasern führt dies zu neuen Heraus- forderungen, da beispielsweise leistungsstärkere Laser die Prozessfüh- rung und damit die Bauteilequalität beeinflussen können. Die dynami- sche Strahlformung in Strahlausbreitungsrichtung ist ein neuer Ansatz, um sowohl die Schnittqualität zu verbessern als auch den Bearbei- tungsprozess zu beschleunigen. AUTOREN und AUTORIN Stefan Ulrich, Claudia Reinlein, Immanuel Burkhardt und Matthias Fischer | Robust AO In der Lasermaterialbearbeitung von Metallen haben sich Faserlaser mit Leistungen von 10 kW und mehr als Schlüsseltechnologie etabliert. Die stetig fallenden Investitionskos- ten führen zu einer zunehmenden Ver- breitung dieser Laser und fördern deren technologischen Fortschritt. Die Anforde- rungen in der Produktion durch größere Blechstärken und höhere Bearbeitungs- geschwindigkeiten steigen jedoch. Diese Entwicklung erfordert Laser mit zuneh- mend höherer Leistung und stellt die Branche vor die Herausforderung, eine Balance zwischen hoher Bearbeitungs- geschwindigkeit und Bauteilqualität zu finden. Um diese beiden Gegensätze in Einklang zu bringen, bedarf es einer Er- weiterung beziehungsweise Anpassung der Prozessführung. Eine mögliche Lö- sung bietet die dynamische Strahlfor- mung, die sich als eine Alternative zur steigenden Laserleistung anbietet. Beide Ansätze können sich dabei ergänzen. Wobbeln in verschiedene Richtungen Beim Laserschweißen ist die dyna- mische Strahlformung in der Be- arbeitungsebene, das sogenannte X-Y-Wobbeln, bereits eine etablierte Technologie. Zunehmend wird sie im industriellen Laserschneiden ange- wendet. Dazu werden im Schneid- kopf zusätzliche Kippspiegelsysteme eingesetzt, die mit einigen Hundert Hertz oszillieren können. Diese Ein- spiegelscanner-Plattformen sind gut zu integrieren. Jedoch ist der Betrieb mit einer komplexeren Prozesssteue- rung verbunden, da die dynamische Strahlformung in der Bearbeitungs- ebene bis zu zwölf zusätzliche Pro- I K N H C E T R E S A L 24 O A t s u b o R : r e d l i B

Links: Prinzipdar- stellung des Zwobbelns. Mitte: Funktionsweise, rechts: dynamische Strahlformung beim Schneiden 25 Prinzip der 90°-Ausführung (links) und die Integration in einen Bearbeitungskopf DIE ZWOBBEL-TECHNIK … von Robust AO ist modular auf- gebaut und kann in die meisten konventionellen, am Markt ver- fügbaren Schneid- und Schweiß- köpfe integriert werden. Das Zwobbel-System gibt es als 90 °- oder 180 °-Ausführung und für Laserleistungen bis 12 kW sowie für Aperturen größer als 10 mm. Die dynamische Strahlformung in Strahlausbreitungsrichtung ist erst seit kurzem marktreif, wobei der Schwerpunkt der Anwendung bisher auf dem Laserstrahl- schneiden liegt. zessparameter im Vergleich zu statischen Strahlen erfordert. Gerade beim X-Y-Wob- beln müssen die Strahlformungsparame- ter entsprechend der Schneidrichtung angepasst werden. Im Gegensatz dazu re- duziert die dynamische Strahlformung in Strahlausbreitungsrichtung, das Z-Wob- beln, die Anzahl der Freiheitsgrade auf drei: nämlich die Schwingungsamplitude, den Offset und die Frequenz. Somit ist eine schnellere Prozessoptimierung ge- genüber dem X-Y-Wobbeln möglich. Adaptive Optik als Alternative Eine Herausforderung bei den größeren Aperturen der Makrobearbeitung und Leistungen von 10 kW und mehr liegt in der begrenzten Dynamik von weniger als 100 Hz bei den bisher verwendeten elek- tromechanischen oder pneumatischen ad- aptiven Spiegeln beziehungsweise den mechanisch beweglichen Linsensyste- men zur Fokusnachführung. Diese Systeme schränken die Möglichkei- ten der aktiven Strahlformung ein. Ein Wegbereiter der dynamischen Strahlformung in Strahlausbreitungs- richtung ist das Zwobbel-Verfahren von Robust AO. Hier wird eine verti- kale hochfrequente Strahloszillation mittels eines piezoangetriebenen deformierbaren Spiegels, einer ad- aptiven Optik, erzeugt. Bei diesem Ansatz wird der Vorteil einer höhe- ren Systemdynamik aufgrund schnel- ler Aktoren genutzt. Kommerzielle Hochleistungsbeschich tungen und ein temperiertes Spiegelsubstrat er- möglichen es, die Technik auf einen breiten Wellenlängenbereich (IR, CO2, UV) bei höchsten Laserleis- tungen anzuwenden. Die adaptive Optik beeinflusst dabei sowohl die Strahlkaustik als auch die Intensitäts- > > >

26 Laserschmelzschneiden bei einer Blechdicke von 10 mm und P=6 kW: ohne Zwobbel bei v=1,7 m/min ergibt sich eine Grathöhe von 0,86 mm ± 0,34 mm (oben). Mit Zwobbel bei v=2,0 m/min beträgt die Grathöhe nur 0,30 mm ± 0,06 mm (unten). Doppelte Geschwindigkeit ohne Qualitätseinbußen: Blechdicke 5 mm und P=8 kW. Links ohne Zwobbel bei v=3,5 m/min und rechts mit Zwobbel bei v=7,75 m/min. Erhöhte Schnittkantenqualität beim 45°-Fasenschnitt bei gleichen Vorschub und P=6 kW. Links ohne Zwobbel mit Grathöhe 2,46 mm ± 0,21 mm und rechts mit Zwobbel gratfrei verteilung für eine verbesserte Verarbei- tungsqualität am Bauteil. Beim Zwobbel-Verfahren verformt der piezoelektrische Aktor die elliptische Spiegelmembran im geregelten Betrieb mithilfe eines integrierten Sensors. Da- durch können absolute Fokussiergenau- igkeiten sichergestellt werden, die sich im Bereich des statischen Systems bewegen. Die hohe Dynamik des Antriebs im ge- regelten Betrieb ermöglicht Frequenzen bis maximal 3 kHz, wobei die Amplitude sowie der Signalverlauf frei wählbar sind und auf das zu bearbeitende Material und dessen Geometrie leicht angepasst werden können. Neben Sinus-, Rechteck- und Sä- gezahnsignalen lassen sich auch arbiträre Signale erzeugen. Dies ist insbesondere für das 3-D-Schneiden von Interesse. Die kurzen Sprungantwortzeiten von zwei Millisekunden werden außerdem beim Laserbohren und in Strukturierungsappli- kationen genutzt. Die maximale Am- plitude der Fokusverschiebung wird im Wesentlichen durch die Brenn- weite des Bearbeitungskopfs beein- flusst und ist vergleichbar mit der von linsenschiebenden Systemen. Die Zwobbel-Technik liefert beim Laserschmelzschneiden bereits viel- versprechende Ergebnisse. Untersu- chungen mit einer Laserleistung von bis zu 8 kW bei Blechdicken von 0,5 bis 10 mm haben gezeigt, dass sich die Schnittgeschwindigkeit signifi- kant um bis zu 90% steigern lässt; bei gleichbleibender oder verbesser- ter Schnittkantenqualität. Bei Bau- stahl konnte nachgewiesen werden, dass die Grat-Anhaftung an der Blech- unterseite und die Schnittflanken- rauheit reduziert werden kann, bei gleichzeitiger Erhöhung der Schnitt- geschwindigkeit.

Laser- Kunststoff- schweißen Das ideale Füge- verfahren für Kunststoffteile! Bei der Integration in einen kommerziellen Faserlaserschneidroboter verbessert sich die Beweglichkeit aufgrund eines vierfach höheren Düsenabstandes beim Einsatz von Zwobbel. CrNi-Bearbeitung mit dem Laser Mit einem Umsatzanteil von 73% ist der gesamte Markt für CrNi-Stähle von Flach- erzeugnissen geprägt. Dieser ist nach dem Baustahl der zweitgrößte Markt für die Lasermaterialbearbeitung und damit ein Anreiz für die Erprobungen neuer Techno- logien für diesen Werkstoff. Am Beispiel eines 5 mm dicken CrNi-Blechs lässt sich das Potenzial der dynamischen Strahlfor- mung aufzeigen. In diesem Blechsegment wird angestrebt, dass für nachgelagerte Prozesse, wie Schweißen oder Beschich- ten, der Zwischenschritt der Schnittkan- tenvorbereitung entfällt. Dies wiederum motiviert zu einer hohen Schnittkan- tenqualität. Eine Gegenüberstellung der Schnittergebnisse mit und ohne Zwob- bel-Technik bei 8 kW Laserleistung zeigt, dass eine Steigerung der Schnittgeschwin- digkeit um 50% ohne Qualitätseinbußen erreicht werden kann. Zudem bele- gen die bisherigen Untersuchungen, dass ein um bis zu 30% verringerter Gasdruck keinen Einfluss auf die Ge- schwindigkeit und die Qualität hat, wenn die dynamische Strahlformung verwendet wird. Legt man das ge- samte Einsparpotenzial für die beiden Beispiele zugrunde, amortisieren sich die Investitionskosten für das Zwob- bel-Verfahren nach zwei bis fünf Mo- naten. Höhere Qualität beim Fasenschnitt Beim Fasenschneiden ist eine gleich- bleibende Qualität der Schnittkante eine Herausforderung. Die physi- kalisch bedingte Komplexität des Schneidprozesses, zum Beispiel die Gaseinkopplung, erhöht sich beim Fasenschnitt deutlich. Unmittelbare > > > BESUCHEN SIE UNS: Fakuma 2024 15. – 19. Oktober Friedrichshafen Halle A4 Stand 4306 Evosys Laser GmbH, Germany www.evosys-group.com

Beim Maschinen- bauer Laservorm ist die Zwobbel-Tech- nik in einer Bearbeitungsanlage integriert 28 Auswirkungen hat dies auf den Schmelz- austrieb und somit auf die Schnittqualität. Anhand eines unter 45 ° geschnittenen CrNi-Stahls mit einer Blechstärke von 10 mm ist die Leistungsfähigkeit der dy- namischen Stahlformung gut erkenn- bar. Bei einer Laserleistung von 6 kW ist keine signifikante Steigerung des Vorschubs möglich, jedoch eine deut- lich bessere Schnittflankenqualität. Ein gradfreier Schnitt ließ sich in diesem Bei- spielprozess nur mit der Zwobbel-Technik erreichen. Zudem sank auch die Schnit- flankenrauheit. Mehr Freiraum für Schneidroboter Beim Schneiden von Dünnblech mittels Roboter ist der einschränkende Faktor häufig die schlechte Zugänglichkeit. Eine LP.PRO TO GO Die Zwobbel-Technik von Robust AO ermöglicht hochdynamische Strahlformung in Ausbreitungsrich- tung des Laserstrahls, die mithilfe einer adaptiven Optik erfolgt. Sowohl Strahlkaustik als auch Intensitätsverteilung lassen sich in Z-Richtung manipulieren. Die Leistungsfähigkeit der Zwobbel-Technik konnte bereits beim Laserstrahlschmelzschneiden gezeigt werden. Vergrößerung des Düsenabstands würde Zugänglichkeit und Flexibili- tät in der Prozessführung verbessern. Die dynamische Strahlformung führte experimentell nachweisbar zu einem um den Faktor vier größeren Düsen- abstand. Darüber hinaus wurde die Technologie mithilfe eines kommer- ziell erhältlichen Schneidrobotersys- tems getestet und für gut befunden. Der Maschinenbauer Laservorm in- tegrierte im letzten Jahr das Verfah- ren in seine Bearbeitungsanlagen LV Midi, sodass es schon im industriel- len Maßstab verfügbar ist. Fazit und Ausblick Die dynamische Strahlformung in der Ebene wird bereits erfolgreich in der Lasermaterialbearbeitung einge- setzt. Mit der Zwobbel-Technik steht ein Werkzeug zur Verfügung, das die dynamische Strahlformung um die Strahlausbreitungsrichtung erwei- tert beziehungsweise ergänzt. Ihre Leistungsfähigkeit hat die Methode bereits beim Laserstrahlschmelz- schneiden unter Beweis gestellt. Sie ermöglicht eine Steigerung der Produktivität und verbessert die Schnittqualität. Zukünftige Unter- suchungen umfassen die Auswei- tung auf höhere Materialstärken und das Laserbrennschneiden. ■ www.robustao.de

Laserdioden in der Justierdrehmaschine zentrieren WEITERE INFORMATIONEN s c i t p o i r T : d l i B Nicht nur Punktlichtlaser, sondern auch Ellipsen- und Linienlaser lassen sich zu ihrer Laserachse zentriert Trioptics stellt eine kompakte und nach- rüstbare Lösung zur Bearbeitung von Laser dioden auf der Justierdrehmaschine ATS 100 vor. Bei dieser Maschine ist das Zentriermesssystem OptiCentric mit ei- ner ultrapräzisen Drehmaschine kom- biniert. Bei gefassten Laserdioden wird der Laserstrahl zur Rotationsachse der Drehmaschine ausgerichtet. Dabei lassen sich laut Hersteller Laser ohne weitere Anpassungen im Wellenlängenbereich zwischen 405 nm und 905 nm justieren. Das Justierfutter bietet zudem Platz für die typenspezifische Elektronik, und die Spannungsversorgung auf die Diode erfolgt berührungsfrei über die Spin- del. Zur Messung der Laserstrahlneigung dient der Standardmesskopf der ATS 100; zur Messung der Verschiebung wird ein zweiter Messkopf ergänzt. Filter passen die Belichtung auf den Kameras an und optimieren so die Auswertung. Gesteuert wird diese Anwendung durch die Software ATS Control. Sie kombiniert die Bedienung von Maschi- nenfunktionen mit den Routinen zur Messung von Zentrierfehlern und der Ausrichtung. Der Benutzer erhält Schritt- für-Schritt-Anweisungen zum Einrichten der Prüfobjektgeometrie und zur Durch- führung der Bearbeitung. Außerdem überwacht die Software kontinuierlich die Ergebnisse des Fertigungsprozesses. HIGH-END LASER PROCESSESMERSEN optoSiC® REFLECTING PERFORMANCEMERSEN Deutschland Holding DIVISION optoSiCfon +49 (0) 897807239-0email info.munich@mersen.comwww.optosic.comMERSEN optoSiC® manufactures high-performance laser galvo scanning mirrors from 3 mm to 500 mm apertures for single pair consumption with a range of high reflective coatings.LOW MOMENT OF INERTIA | HIGH RESONANCE FREQUENCY | FAST THERMAL STABILIZATIONFORMNEXT FRANKFURTBOOTH 11.0 D4919. - 22.11.2024SPACE TECH EXPO BREMENBOOTH F2219. - 21.11.2024

Freiformoptiken weisen weder eine rotatorische noch eine translationale Symmetrie auf. Sie sind ein Gegenstück zu den üblichen sphärischen Optiken, die in allen Achsen rotationssymmetrisch sind, und zu den Asphären, die in der Re- gel nur eine einzige rotationssymmetri- sche Achse haben. Der besondere Vorteil der Freiform liegt darin, durch die feh- lende Symmetrie eine genauere Kontrolle Bisherige Einschränkungen Bislang wurden Freiformspiegel oft mittels CNC-Fertigungsmethoden wie Diamantdrehen gefertigt. Mit diesen Verfahren wurden optische Oberflä- chen erzielt, die in der Qualität den konventionellen Poliermethoden ent- sprechen. Zudem lassen sich mit Sub- apertur-Poliertechniken hochpräzise Freiformflächen erzeugen. Auch ver- schiedene Replikationsmethoden, da- runter der Kunststoffspritzguss oder die Glasformung, und selbst addi- tive Fertigungsverfahren (3-D-Druck) kommen bereits zum Einsatz. 31 des Strahlengangs zuzulassen und somit Aberrationen – insbesondere außeraxiale Aberrationen, wie sie bei Weitwinkel- und hochauflösenden Bildgebungssystemen häufig auftreten – effektiver zu korrigie- ren, als es mit herkömmlichen Optiken möglich ist. Alle Verfahren haben allerdings ein Problem: Sie sind zeitaufwendig und erzeugen jeweils nur eine optische Komponente. Die Fertigung lässt sich nicht skalieren, um mehrere Teile gleichzeitig zu bearbeiten. Somit eignen sie sich nicht für eine Volu- menproduktion. Umgekehrt erzielen bisherigen Methoden für eine Mas- senherstellung keine ausreichende > > > Freiformspiegel verbessern Schärfe, Kontrast und Sichtfeld optischer Komponenten und eignen sich damit für an- spruchsvolle Anwendungen in der Forschung, Industrie und Medizintechnik

32 Das Substrat vor dem Transferprozess (links) zeigt deutliche Werkzeugspuren und Oberflächenrauheit. Nach der Übertragung der goldenen Metallschicht vom Master auf das Replikat zeigt sie sich die Oberfläche glatt und weist für Hochpräzisionsoptiken typische Toleranzen auf. Eine einfache und weit verbreitete Freiform ist ein versetztes Segment eines Paraboloids oder eines anderen Kegelschnitts außerhalb der Achse Die Fertigungsschritte zur Herstellung der Freiformspiegel. Das Verfahren lässt sich problemlos in die Massenfertigung übertragen. Oberflächenqualität. Freiformspiegel sind deshalb meist auf die Beleuchtungstech- nik beschränkt. Eine neue Technologie MKS Instruments entwickelte eine Ferti- gungsmethode, um Freiformspiegel nun wirtschaftlich und präzise auch in großen Mengen zu produzieren. Das Verfahren ist konzeptionell einfach, ähnelt anderen bestehenden Replikationstechniken, die das Unternehmen beherrscht, und ver- eint entscheidende Vorteile. Die zentralen Schritte bei der Replikation hochpräziser Freiformoptiken lassen sich wie folgt zu- sammenfassen. Zunächst wird mit einer fünfachsigen Diamantdrehmaschine ein Master herge- stellt. In diesem Schritt kommt es auf höchste Fertigungsgenauigkeit an, da die replizierten Teile die Oberflä- che des Masters reproduzieren. Die Form auf diesem Master ist invers zur Form der gewünschten Spiegelober- fläche. Bei Bedarf wird in verschie- denen Nachbearbeitungsschritten der gewünschte Präzisionsgrad erzielt. Typischerweise ist es das Ziel, eine Oberflächengenauigkeit zwischen λ/10 und λ/20 sowie eine Oberflä- chenrauheit zu erreichen, die mit der von konventionell gefertigten Optiken für die jeweilige Wellenlänge kon- kurrieren kann. Im nächsten Schritt wird auf die Masteroberfläche eine Beschichtung aufgebracht, die als Trennschicht dient, gefolgt von einer aufgedampften Spiegelbeschichtung. Mit Newport-Spiegeln kompatible re-

flektierende metallische Beschichtungen sind Aluminium, UV-Protected Alumi- nium, Bare Gold und Protected Silber. Die individuell hergestellten Repli- kat-Substrate können nahezu jeden Umriss und jede Form annehmen und zusätzlich zu den optischen Oberflä- chen unterschiedliche Stützstrukturen einschließen. Auch lassen sich mehrere replizierte Spiegel zusammen auf einem monolithischen Substrat aufbringen. Am wichtigsten ist, dass die optischen Ober- flächen der Replikate nicht annähernd die Präzision des Masters aufweisen müssen. Die Replikatsubstrate lassen sich somit deutlich schneller und güns- tiger herstellen als der Master. Bei den Substraten erlaubt der Prozess für New- port-Spiegel verschiedene Metalle, wie Aluminium, Stahl, Beryllium und Titan, sowie Glas, Keramik, Siliziumkarbid und andere Verbundmaterialien. Selbst kar- bonfaserverstärkte Polymere können hier genutzt werden. Vom Substrat zum Replikat Der erste Schritt des Replikationszyklus besteht nun darin, einen Haftvermitt- ler auf die spätere optische Oberfläche des Replikats aufzubringen. Dazu wer- den Master und Replikat zusammen- gebracht; der Haftvermittler härtet in wenigen Minuten aus. In einem letzten Schritt wird der Master entfernt. Die Me- tallbeschichtung verbleibt am Haftver- mittler und überträgt damit den Master auf das Replikat. Die Viskosität des Haft- vermittlers ermöglicht es, jeden Spalt zwi- schen der fehlerfreien Masteroberfläche und dem weniger perfekten Replikatsub- strat zu füllen. Das Ergebnis ist das Replikat eines Masters, der sowohl in seiner Form als auch in seiner allgemeinen Oberflächen- genauigkeit und Oberflächenrauheit mit hoher Präzision reproduziert wurde. Alle ursprünglich auf der Oberfläche des Re- plikatsubstrats vorhandenen Werkzeug- spuren und Oberflächenfehler in mittlerer Raumfrequenz werden durch dieses Ver- fahren beseitigt. Typisch für diese Repli- kate sind eine Oberflächenqualität von λ/8 und ein Scratch-Dig-Wert von 60-40. Der Master bleibt bei diesem Prozess unversehrt und kann für wei- tere Replikate genutzt werden. Somit lässt sich eine große Zahl an Repli- katen zu günstigen Substratkosten in kurzer Zeit anfertigen, während da- für nur ein oder wenige hochpräzise Master hergestellt werden müssen. Monolithische Integration Der Herstellungsprozess bietet ne- ben der kosteneffizienten Fertigung von Freiformspiegeln zwei weitere entscheidende Vorteile: Zum einen lassen sich alle Arten von Optiken integrieren und auf einem monoli- thischen Substrat aufbringen. Diese Fähigkeit wird von Konstrukteuren in der Verteidigungs- sowie Luft- und Raumfahrtindustrie schon seit eini- ger Zeit genutzt, um Metallspiegel- baugruppen herzustellen, die leichter, kompakter und robuster sind als Sys- teme, die aus separaten optischen und mechanischen Komponenten bestehen. Ein Beispiel dafür ist ein einziges Metallteil mit vier integrierten Plan- spiegeln (keine Freiform). Einer der > > > 33 LP.PRO TO GO Freiformspiegel ermöglichen es, mit einer einzigen optischen Fläche die gleichen Ergebnisse zu erzielen, für die sonst mehrere Optiken erforderlich wären. Eine neue Replikationstechnik eignet sich für die Serienfertigung von leistungsfähigen Freiform- spiegeln zu einem Bruchteil der bisherigen Kosten. Diese Technik bietet große Flexibilität bei der Sub- stratmaterialwahl, und sie ermöglicht die mono- lithische Integration mehrerer Optiken in beliebig geformte Träger.

34 Eine monolithische Konstruktion mit vier Spiegeln und einer Durchgangsbohrung in einem Spiegel für den Eintritt des Strahls in das System Designfreiheit für Systementwickler. Diese Fähigkeiten, die bisher den teuren Einwegsystemen in der Mi- litär- und Raumfahrtindustrie vor- behalten waren, können mit dem neuen Verfahren nun für kommer- zielle Anwendungen genutzt werden. Von medizinischen Instrumenten und der Umweltüberwachung bis hin zu Lidar- und Fahrerassistenzsystemen eröffnet diese Technologie Möglich- keiten für innovative Lösungen zu reduzierten Kosten und mit geringe- ren Vorlaufzeiten. ■ www.newport.com Spiegel ist gelocht. Der robuste monoli- thische Aufbau erspart die aufwendige Ausrichtung bei der Montage, die sich zudem nicht verändert und nachjustiert werden muss. In diesem monolithischen Bauteil zeigt sich auch der zweite Vor- teil eines solchen Replikationsprozesses: Da die Spiegel und die Halterungen aus dem gleichen Material bestehen, gibt es keine unterschiedlichen Wärmeausdeh- nungskoeffizienten zwischen den Spie- geln und ihren Halterungen. Das System ist somit deutlich stabiler gegenüber Um- gebungsfaktoren. Die Materialfreiheit ist groß Die große Auswahl an Substratmaterialien für Entwickler liefert ideale Voraussetzun- gen, um ein System zu optimieren. Ist beispielsweise ein geringes Gewicht ent- scheidend, können Aluminium, Keramik oder sogar CFK als Substrat verwendet werden. Ist hohe Steifigkeit und hohe Wär- meleitfähigkeit gefragt, kann der Entwick- ler auf Siliziumkarbid zurückgreifen. Die Möglichkeit, hochwertige Asphären und komplexe Komponenten wie Eckwürfel- Retroreflektoren nachzubilden und sie nahtlos in mechanische Strukturen zu in- tegrieren, führt zu einer deutlich größeren

Radialmodul für Tisch- Laserschweißgerät Double-Shutter-sCMOS- Kameras Excelitas Technologies erweitert sein Sortiment an PCO- sCMOS-Kameras um Modelle mit Double Shutter, etwa für Strömungsmessverfahren wie Particle Image Velocimetry (PIV). Die PCO-Modelle Edge 5.5 DS CLHS und Edge 26 DS CLHS bieten dem Hersteller zufolge hohe zeitliche Prä- zision sowie hohe Auflösungen und Geschwindigkeiten. Mit Interframing-Zeiten von 100 beziehungsweise 350 ns im Double-Shutter-Modus eignen sie sich zur Erfassung schneller Strömungsvorgänge. E T K U D O R P 35 r e s a L s y s o v E : d l i B Die EvoWeld Mini bietet einen geringen Footprint und eine einfache Handhabung Das kompakte Tischgerät EvoWeld Mini von Evosys Laser wurde für kleinere Stückzahlen und den Laborbetrieb ent- wickelt. Es bietet nach Angaben des Herstellers aber die gleiche Systemtechnik wie eine große Laserschweißanlage. Nun ist diese mit einem Radialmodul verfügbar und kann zudem mit einem 2-µm-Faserlaser ausgestattet werden. Vor allem Radialbauteile lassen sich dem Anbieter zufolge da- mit schweißen. Mikrofluidik-Komponenten sollen von ei- ner besonders hygienischen Herstellungsweise profitieren. s a t i l e c x E : d l i B Die sCMOS-Kameras eignen sich für Strömungsmessverfahren wie Particle Image Velocimetry Die Pixelauflösungen betragen 2560 x 2160 (5,5 MP) sowie 5120 x 5120 (26 MP), die Pixelgrößen 6,5 μm x 6,5 μm bezie- hungsweise 2,5 μm x 2,5 μm. Die Version 5.5 DS CLHS ist wahlweise mit Farb- oder monochromem Sensor erhältlich. WEITERE INFORMATIONEN WEITERE INFORMATIONEN

Scancalc-App jetzt für 3-D-Scans Ultrakompakter DUV-Polarisationsfilter E T K U D O R P 36 b a l n a c S : d l i B k i n o r t a h c e M r e y e m n i e t S : d l i B Die Scancalc-App erlaubt komplexe Berechnungen für 2-D- und 3-D-Scanlösungen Das Sytem setzt dem Hersteller zufolge Maßstäbe in puncto Kompaktheit, Zuverlässigkeit sowie Partikelarmut Scanlab hat den Funktionsumfang der Berechnungs-App Scancalc erweitert. Die kostenfreie App soll Anwendern Berechnungen rund um die Überprüfung von Scan-Para- metern für ihre individuellen Anforderungen erleichtern. Bisher konnte die App den Fokusdurchmesser berech- nen und die Genauigkeit verschiedener 2-D-Scan-Systeme bei einer gewählten Brennweite anzeigen. Die neue App- Version wurde jetzt nach Angaben von Scanlab um 3-D- Laser-Scan-Systeme erweitert. Die einfache Berechnung von Spotgröße und Rayleigh-Länge soll nun auf Knopf- druck auch für diese Anwendungen möglich sein. Die neue Version 1.40 der App ist für Apple iOS und Android in den gängigen App-Stores auf Deutsch und Englisch verfügbar. In die App ist nach Anbieterangaben das Glossar ‚Scanpedia‘ zur Erklärung von Fachbegriffen sowie ein ausführliches Hilfemenü für Fragen zu den Be- rechnungen integriert. Sobald die App installiert ist, soll sie jederzeit ohne Internetverbindung genutzt werden können. Für die DUV-Lithografie hat Steinmeyer Mechatronik eine ultrakompakte, hochpräzise Positionierlösung mit DUV-Po- larisationsfilter zur Wafer-Belichtung in trockener, sauer- stofffreier Stickstoffatmosphäre entwickelt. Die Baugruppe ist als optionales Add-on zur Integration in eine beste- hende Maschine konzipiert. Der DUV-Polarisationsfilter ist mit Abmessungen von etwa 120 x 180 x 31 mm3 laut Herstel- ler extrem kompakt gebaut. Auf einer Höhe von 15 mm sind drei flächige Filter un- tergebracht, die im Strahlengang der optischen Anlage verschoben werden und unabhängig voneinander positio- nierfähig sind. Aus der Relativlage der drei Filter unterei- nander ergibt sich die gewünschte Filtereigenschaft. Der Antrieb erfolgt mittels Gleitgewindetrieb mit einem Hub von 75 mm und elektronisch kommutierter DC-Motoren. Dabei verfügt jeder Filter über einen eigenen Antriebs- strang, der zum Schutz vor der DUV-Strahlung mit einem Stahlblech abgedeckt ist. Das System ist trockenlaufend und erreicht den Angaben zufolge Genauigkeiten bis 1,5 µm. Ein wartungsfreier und flexibler 24/7-Betrieb soll über viele Tausend Stellzyklen, verteilt über zehn Jahre, möglich sein. WEITERE INFORMATIONEN WEITERE INFORMATIONEN

Integriertes SDK für Zoom-Kamera Kleiner, leichter, ohne aufwendige Objektivwechsel und ab sofort auch mit einem integrierten Software Development Kit (SDK): Mit der Zoom-Wärmebildkamera ImageIR 6300 Z hält laut Anbieter Infratec eine neue Elektronikgeneration Einzug in die Thermografie. Diese erlaubt das Einbetten ei- nes Betriebssystems direkt in die Kamera. Ein weiteres Fea- ture der kompakten, radiometrisch kalibrierten Kamera ist das enthaltene 7,5x-Zoom-Objektiv mit Motorfokus. Das integrierte SDK ermöglicht unter anderem den ei- genständigen Betrieb der Kamera ohne PC, die auto- matisierte Steuerung von Kamerafunktionen sowie das Implementieren von Auswertealgorithmen – und darauf ba- sierend die Kamerasteuerung direkt im Gerät. Dank der SDK-Funktionen kann die Thermografiekame ra autonom arbeiten. Bei geeigneter Programmierung ist eine dauerhafte, stabile Netzwerkverbindung zu einem PC nicht mehr notwendig. Dies prädestiniert die Kamera für den Einsatz an schwer zugänglichen Orten. E T K U D O R P 37 c e t a r f n I : d l i B Embedded-System: Das Betriebssystem ist nun direkt in die Thermografiekamera eingebettet WEITERE INFORMATIONEN Präzision, der Sie vertrauen können: Yokogawa bietet jetzt ISO 9001 Kalibrierungen für OSA und WLM. Precision Making tmi.yokogawa.com/de/

Während bei der mul- tispektralen Bildge- bung die Daten in einer Reihe von dis- kreten Banden – in der Regel drei bis zehn – erfasst werden, registriert die hyperspektrale Bildgebung (Hyperspectral Imaging, HSI) das konti- nuierliche Lichtspektrum an jedem Punkt einer Aufnahme. Der komplette Daten- satz wird auch hyperspektraler Daten- würfel genannt. Für die hyperspektrale Bildgebung stehen verschiedene Tech- nologien zur Verfügung. Snapshot- und durchstimmbare Filterkameras verwen- den Bandpassfilter, entweder auf Pixel- ebene oder mit einem Filterrad vor einem monochromatischen Sensor. Dies garan- tiert schnelle Messungen, allerdings auf Kosten einer begrenzten Anzahl spektra- ler Bänder. Push-Broom-Kameras kombi- nieren ein dispersives Spektrometer mit einem Zeilenscanverfahren und eignen sich daher für die Inline-Qualitätskon- trolle. Für statische Proben wird jedoch ein zusätzlicher Schiebetisch benötigt, was zu einer komplexen und unprakti- schen Lösung führen kann. Aufbau und Vorteile Vor diesem Hintergrund wurde die Hyper- spektralkamera Hera von Nireos speziell für Anwendungen entwickelt, bei denen die Proben statisch sind. Hera basiert auf einem Fourier-Transformationsansatz (FT), bei dem ein monochromer Sensor mit einem kompakten Interferometer ge- koppelt wird [1]. Die FT-Spektroskopie bietet Vorteile gegenüber dispersiven Techniken: gleichzeitige Wellenlängen- messung, höherer Durchsatz, weil kein Eingangsspalt oder Diffraktionsgitter erforderlich ist, hohe Wellenlängenge- nauigkeit und per Software einstellbare spektrale Auflösung ohne Beeinträch- tigung des Lichtdurchsatzes. Aufgrund dieser Vorteile wird diese Technik oft als ‚Ultraspectral Imaging‘ bezeichnet. Die Hera-Kamera verfolgt einen intui- tiv zu bedienenden Point-and-Shoot-An- satz: Wie bei herkömmlichen Kameras kann der Benutzer das monochrome Live-Bild der gesamten Einstellung se- hen und vor der Aufnahme den Fo- kus, die Blende und die Richtung der Aufnahme einstellen. Große Flächen erfassen Das neueste Modell VIS-SWIR ist mit einem 1,3-MPixel-Sensor ausgestattet und deckt den Spektralbereich von 400 bis 1700 nm ab. Typische Spek- tren zeigt ein Beispieldatensatz, der anhand von zwei Blättern aufgenom- men wurde. Durch Klassifikation auf Basis der Reflexionsspektren ausge- wählter Blattbereiche können in einer Klassifikationskarte mit verschiede- nen Farben alle Bereiche der Blätter angezeigt werden, die beispielsweise verwelkt oder anderweitig verfärbt sind. Darüber hinaus lassen sich über die Intensitätsverhältnisse bei aus- gewählten Wellenlängen auch ver- schiedene Indizes ermitteln, wie der Normalized Difference Vegetation In- dex (NDVI), der sich auf die Chloro- phyllkonzentration bezieht, oder der Normalized Difference Water Generic Index (NDWGI) des Wasseranteils, der aus der relativen Reflexion bei 820 nm (R820) und 1650 nm (R1650) > > > bestimmt wird. 39 [1] A. Perri, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 54, 113001 (2021) LP.PRO TO GO Die Hyperspektralkamera Hera von Nireos bietet hochpräzise spektrale Bildgebung auf Basis der Fourier-Transformation; damit ist sie für statische Proben in Labor und Industrie geeignet. Dank des Point-and-Shoot-Ansatzes ist die Kamera einfach zu bedienen. Detaillierte spektrale Informationen, die sich pixel- genau auswerten lassen, ermöglichen Analysen zu Materialzusammen setzungen und Prozessen.

Reflexionsspektren verschiedener Blattzustände, die zur Spectral-Angular-Mapper-Klassifikation (SAM) welker oder anderweitig verfärbter Blattbereiche verwendet werden Ausschnitt einer Silizium-Perowskit- Tandemsolarzelle: Karte der Peak- Emissionswellenlänge der Perowskit- schicht 40 Mit diesen Messdaten lässt sich bei- spielsweise die Bewässerungssteuerung optimieren und sicherstellen, dass alle überwachten Pflanzen einen ausreichen- den Wassergehalt aufweisen. Submikrometer-Mikroskopie Die Kamera kann an jedes handelsübli- che Mikroskop angeschlossen werden, um hyperspektrale Transmissions-, Refle- xions- oder Fluoreszenzbilder mit submi- krometrischer Auflösung zu erhalten. In einer biologischen Anwendung konnten beispielsweise gesunde und fibrotische Lungen von Mäusen differenziert wer- den, indem die unterschiedliche räumli- che Verteilung des Elastins und der roten Blutzellen anhand der emittierten Fluo- reszenzspektren bei Anregung mit UV- Licht charakterisiert wurde. Während in gesunden Mäuselungen das Elastin um die Blutgefäße konzentriert ist, verteilt es sich bei fibrotischen Lungen über das gesamte Lungengewebe. Hyperspektralmessungen an Halbleitern In der Halbleiterindustrie wird Hera häu- fig verwendet, um die Dicke verschie- dener Schichten zu bestimmen, die auf Siliziumwafern aufgebracht werden. Die ungleichmäßige Verteilung von Schicht- dicken, die durch die Messung der spek- tralen Interferenzstreifen ermittelt werden kann, lässt sich visuell durch eine Heatmap darstellen. Diese In- formation ist beispielsweise für die Qualitätskontrolle in der Halbleiterin- dustrie von größter Bedeutung. Auch in der Halbleiterforschung und -ent- wicklung kann die Kamera eingesetzt werden. Für gleichförmigere Mate- rialien in der Photovoltaik und lich- temittierenden Anwendungen sind neue Herstellverfahren notwendig, damit die Effizienz und die Kosten dieser Anwendungen gesenkt wer- den können. Hyperspek tralkameras eignen sich hierbei für schnelle und präzise Abbildungen von Halbleiter- lichtemissionen. Dünnschicht- Fotolumineszenz Die Verwendung von Metallhaloge- nid-Perowskiten ermöglicht die effi- ziente Herstellung von Solarzellen und LEDs mit kostengünstigen Me- thoden wie dem Spin-Coating. Die hierbei erfolgende Legierung von Ha- logenidpräkursoren ermöglicht die energetische Abstimmung der Band- lücken. Es ist jedoch schwierig, eine einheitliche Zusammensetzung auf mikroskopischer Ebene zu erreichen. Entmischen sich die Bestandteile > > >

Intensitätsverteilung des NDWGI: Helle Flächen entsprechen einem hohen Wasseranteil, dunkle Flächen zeigen vertrocknete Bereiche der Blätter an Lungengewebe mit Fibrose: Räumliche Verteilung des Elastins (grün) und der roten Blutzellen (violett). Die Blutgefäße befinden sich in den dunklen Bereichen. Fotolumineszenz einer Dünnschicht: Karte der mittleren Emissionswellen- länge je Pixel (links) und die normalisierten Emissionsspektren einer hellen und einer dunklen Region Silizium-Wafer und zugehörige hyperpektrale Analyse, die die räumliche Verteilung der Beschich- tungsdicke aufzeigt Tandemsolarzelle: EL-Intensität (oberes Inset) und die Peak-Wellenlän- ge (unteres Inset) in dem ausgewähl- ten Bereich nahe der Bauelemente- Elektrode. Die Spektren in den farbig gekennzeichneten Regionen zeigen die Emissionen der Perowskit- (etwa 750 nm) und der Siliziumschicht (>900 nm). GUIDING LIGHT FOR A BETTER LIFEPremierManufacturerof Specialty Optical Fibers, Cables, Modules, and Assemblies.www.ofsoptics.comCONTACT US FOR YOURCUSTOMIZED SOLUTION!Speak with the experts!11-14, November 2024Hall 8a / N35

42 Hyperspektralkamera Hera in Kombination mit einem kommerziell erhältlichen Mikroskop einer 3 x 3 cm2 großen Silizium-Pe- rowskit-Tandemsolarzelle erfasst. Die Zelle, die an eine konstante Span- nungsversorgung angeschlossen war, emittierte aufgrund rekombinieren- der Ladungsträger an den optischen Bandlücken der Perowskitschicht bei etwa 750 nm und der Siliziumschicht bei Wellenlängen größer als 900 nm. Die EL-Spektren dreier ausgewählter Bereiche an der Bauelemente-Elek- trode deuteten auf eine Rotverschie- bung der Perowskit-Emission in der Nähe der Elektrode hin, begleitet von einer geringeren Emissionsintensi- tät in diesen rotverschobenen Regio- nen. Durch Berechnung der mittleren Emissionswellenlänge für jedes Pixel wurde eine Emissionswellenlängen- karte erstellt, die Hinweise auf eine verringerte optische Bandlücke des Perowskits in den Bereichen um die Elektrode herum lieferte. Der Grund könnte eine feldinduzierte Haloge- nidsegregation oder eine Reaktion zwischen dem Perowskit und der Metallelektrode sein. Fazit: Vielseitige Anwendungsmöglichkeiten HSI ist eine leistungsstarke Spektro- skopietechnik, die in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden kann, darunter in biologischer Bildgebung, Landwirtschaft, Halbleiterindustrie, Forensik und zur Erhaltung des kultu- rellen Erbes. Der Point-and-Shoot-An- satz der Hera-Kamera vereinfacht die Anwendung im Labor oder in indus- triellen Anwendungen wie der Quali- tätskontrolle, ohne Kompromisse bei der Datenqualität und Auflösung ein- zugehen. Nireos arbeitet auch aktiv an der Anwendung dieser Technolo- gie in der digitalen Pathologie, wobei der Schwerpunkt auf der Verbesse- rung der Krebserkennung während der Operation liegt. ■ nireos.com beim Beschichten, kann sich die Leis- tung reduzieren. Diese Inhomogenitäten auf dem Bauelement lassen sich mit Hera und der leistungsfähigen Fotolumineszenz- Mikroskopie (Photoluminescence, PL) analysieren. In einem Aufbau wurde bei- spielsweise die Hera VNIR eingesetzt, um Entmischungsprozesse, die sich auf die Bandlücke und die Photonenemission auswirken, zu beobachten. Die Fotolu- mineszenz des gesamten integrierten Si- gnals über alle Wellenlängen von 400 bis 1000 nm zeigte helle und dunkle Bereiche auf, wie sie auch mit einer monochro- men Kamera erkannt werden können. Ein Vergleich der normalisierten Spektren einer hellen und einer dunklen Region verdeutlicht, dass es eine Emission aus den dunklen Regionen gibt, die bei einer kürzeren Wellenlänge als die der hellen Regionen zentriert ist. Daneben weisen die Spektren eine bimodale Form auf, die wahrscheinlich auf die Emission der ent- mischten Vorläuferstoffe zurückzufüh- ren ist. Diese Variation der Bandlücke ist in einer farbcodierten Emissionskarte zu erkennen. Elektrolumineszenz einer Tandemsolarzelle In einer weiteren Anwendung wurden Elektronlumineszenz-Spektren (EL) von

Automatisierte Ecodesign- Registrierung für Beleuchtung SiPM für Lidare mit erhöhter Photonendetektionseffizienz c i t p O L G : d l i B E T K U D O R P 43 u s t a m a m a H : d l i B Das Eprel-Software-Add-on automatisiert die Erfassung und Formatierung von Messdaten nach Ecodesign-Spezifikationen S16786-0515WM – ein hochempfindlicher Nahinfrarot- SiPM für moderner Lidar-Applikationen Mit einem Eprel-Add-on erweitert GL Optics seine PC-Soft- ware Spectrosoft, einen Werkzeugkasten für die Beleuch- tungstechnik. Hintergrund sind die Anforderungen der Ecodesign-Richtlinie 2009/125/EC: Hersteller und Impor- teure müssen ihre Produkte in der Eprel-Datenbank regist- rieren; das Add-on soll sie dabei unterstützen. Spectrosoft stellt Anwendern in Labor-, Feld- und Pro- duktions-QC-Umgebungen robuste analytische Funktionen zur Verfügung. Das Eprel-Add-on lässt sich dem Anbieter zufolge nahtlos in die Software integrieren, und es automa- tisiert das Erfassen und Formatieren von Messdaten gemäß den Ecodesign-Spezifikationen. Vereinfachtes Erstellen von Berichten und direkter Export in die Eprel-Datenbank soll der Aufwand für die Produktregistrierung deutlich senken. Hamamatsu Photonics hat seine Produktlinie an Mul- tipixel-Photonenzählern (Multi-Pixel Photon Counters, MPPCs) erweitert und hebt besonders den S16786-0515WM hervor. Dies ist ein hochempfindlicher Nahinfrarot-SiPM (Silicon Photomultiplier) für moderne Lidar-Anwendungen. Laut Hersteller markiert der Sensor einen bedeutenden Fortschritt gegenüber seinen Vorgängern. Er besitzt eine besonders kleine SPAD (Single-Photon Avalanche Diode); dies soll die Effizienz der Photonendetektion steigern, die nach Unternehmensangaben – dank der Integration von Mikrolinsen – 15% bei 905 nm erreicht. Außerdem zeichnet sich das Bauteil durch einen großen Dynamikbereich aus; ferner soll eine proprietäre Deep-Trench-Technologie die Übersprechwahrscheinlichkeit minimieren. WEITERE INFORMATIONEN WEITERE INFORMATIONEN vision-control.comIhr OEM-Partner für optische Systeme Stand 10-B87Photonic-based Solutions

46 Die subatomaren quantenphysikalischen Wechselwirkungen lassen sich beispiels- weise in Diamantkris- tallen erzeugen und kontrollieren PARTNERSCHAFT MIT REICHELT ELEKTRONIK Demonstratoren zur Positions- und Frequenzmessung an rotie- renden Magneten, zum Elektro- motor-Monitoring, aber auch die Megapixel-Magnetfeldkamera sollen künftigen Kunden von Quantum Technologies praktische Vorteile und die Vielfalt poten- zieller Anwendungen vor Augen führen. Um den Prozess des Markteintritts zu beschleunigen, ist das Unternehmen schon im vergangenen Jahr eine Partner- schaft mit Reichelt Elektronik eingegangen. Zurzeit ist über das Reichelt-Vertriebsprogramm der Quantenmagnetfeldsen- sor QT DMFS-C2 von Quantum Technologies erhältlich. Mit einer Multimode-Glasfaser versehen, eignet sich der Sensor für die vollständig optische, galvanisch getrennte und isotrope Messung von Magnetfeldstärken zwischen 0 und 75 mT. Dafür sind lediglich eine Anregungslichtquelle zum Erzeugen sowie ein Fotodetektor nebst Filter zum Beobachten der Fluoreszenz erforderlich. Industrielle Messaufgaben erfordern präzise, reproduzierbare und skalier- bare Verfahren. Eine häufige Forde- rung, etwa in der Automatisierungs-, Fahrzeug- und Medizintechnik, ist die Integration bei hohen Temperaturen, in elektromagnetischen Feldern oder unter beengten Platzverhältnissen. In der Ma- gnetometrie – der Magnetfeldmessung – sind Quantensensoren in Bezug auf Sen- sitivität und Genauigkeit den herkömmli- chen Messaufnehmern überlegen. Anders als beispielsweise Hall-Effekt- oder mag- netoresistive Sensorik reagieren sie robust auf Temperaturschwankungen und messen hysteresefrei. Das Messverfahren beruht auf subatomaren quantenphysikalischen Wechselwirkungen; diese lassen sich bei- spielsweise in Diamantkristallen erzeugen und kontrollieren. Magnetfeldmessung mittels Diamant und Laser Quantenmagnetometer sind das For- schungsfeld von Quantum Technologies, einem Spin-off der Universität Leipzig. Im Fokus stehen beispielsweise hochempfind- liche Winkelkodierer, widerstandsfähige Wechselstromsensoren oder Messauf- nehmer zur Überwachung von Elektro- motoren. „Allesamt problematische Einsatzgebiete, auch für Quanten- sensoren“, findet Dr. Robert Staacke, Mitgründer und CEO von Quantum Technologies. Denn entweder wird die Integration der Messverfahren durch die Kühlung beeinträchtigt, oder man braucht Mikrowellenstrahlung, die wiederum Wärme oder Wirbelströme erzeugt. Oft ist es auch schwierig, Sen- sor und Messumgebung galvanisch zu trennen – Hindernisse, die Staacke und sein Team mit ihrer Arbeit über- winden wollen. Bereits als Doktorand hatte Staacke in Leipzig an Magnetfeldsensoren ge- forscht, die Quanteneffekte nutzen. Typischerweise konzentrieren sich die Wissenschaftler dabei auf sogenannte Farbzentren in Diamantkristallen, insbesondere auf Stickstoff-Vakanz- Zentren (NV). Damit lassen sich Ma- gnetfelder und deren Änderungen optisch vermessen. NV-Zentren ent- stehen, indem im Kristallgitter des Diamant – einer Modifikation des Ele- ments Kohlenstoff – eines der Koh- lenstoffatome durch Stickstoff ersetzt wird, während ein benachbartes Koh- lenstoffatom fehlt. Dieses Defektpaar

aus Stickstoffatom (N) und Gitterleerstelle (Vakanz, V) besitzt ein Elektron mit unge- paartem Spin. Externe Magnetfelder beein- flussen den Spin und die Energiezustände des Zentrums, was wiederum eine Fluo- reszenz zur Folge hat, die sich beobach- ten lässt. Laserlicht kann das NV-Zentrum energetisch anregen. Die Überwachung der dabei entstehenden Fluoreszenz erlaubt Rückschlüsse auf die Stärke und Richtung des Magnetfelds. Sensorik ohne Mikrowellen Im Vergleich zu den verbreiteten Squids (Superconducting Quantum Interference Devices) können NV-Magnetometer wei- tere Messbereiche erfassen, und sie funk- tionieren bei Raumtemperatur. Allerdings ist es typischerweise nötig, die NV-Zentren räumlich nach dem Magnetfeld auszurich- ten. Dies geschieht mithilfe von Mikrowel- lenstrahlung. „NV-Sensoren kommen zwar ohne die aufwendigen Kühlapparaturen aus, wie man sie für Squids braucht“, er- klärt Robert Staacke, „aber auch die Mik- rowellen erfordern spezielle Aufbauten.“ Etwa Antennen in der Nähe des Diaman- ten oder eine Schirmung, um die Empfind- lichkeit der Messung zu steigern. Quantum Technologies verfolgt einen Ansatz, der unabhängig von der Richtung des Mag- netfelds funktioniert: Anstelle ausgedehn- ter und homogener Diamantschichten verwenden Staacke und sein Team Dia- mant-Nanopartikel auf der Spitze einer optischen Faser. Die statistisch verteilte Ausrichtung der Partikel eliminiert die in Kristallen unvermeidliche die Anisotropie, also Richtungsabhängigkeit der Materi- aleigenschaften. Die Magnetfeldmessung wird nun isotrop, und der Eingriff mittels Mikrowellen ist nicht mehr erforderlich. „Unsere Technologie hat zwei entschei- dende Vorteile“, stellt Staacke fest: „Zum einen arbeiten die Sensoren rein optisch. Wir können sie am Ende einer Glasfaser, ohne elektrisch leitendes oder magneti- sches Material, problemlos an den Ort des Geschehens bringen.“ Die Messung kann so galvanisch entkoppelt und unbeein- flusst von elektrisch-magnetischen Stör- Robert Staacke, CEO und Mitgründer des Start-ups Quantum Technologies, hat schon als Doktorand in Leipzig an Magnetfeldsensoren geforscht, die Quanteneffekte nutzen 47 quellen erfolgen. „Zum anderen“, sagt Staacke, „ist unser Messaufbau sehr klein und einfach und lässt sich auch in schwer zugängliche Anwendungen wie E-Motoren integrieren.“ Dem war nicht immer so. Das ty- pische Bild eines Labors, in dem man an NV-Zentren forscht, zeigt kompli- zierte Versuchsaufbauten, mit Kompo- nenten und Geräten übersäte optische Tische. Am Anfang standen deshalb deshalb Zweifel: Wie kann daraus je- mals ein Produkt entstehen? Die Vor- gehensweise seines Teams, befindet Staake, sei etwas untypisch gewesen für die Wissenschaft, in der es doch meist darum gehe, mit noch mehr Komplexität noch genauer zu mes- sen, um noch einen physikalischen Effekt mehr aufzudecken. „Wir ha- ben uns vor allem die Frage gestellt, wie können wir die Komplexität re- duzieren, das System vereinfachen? „ Diamant, Lichtquelle – und die rote Fluoreszenz beobachten, “ mehr braucht es nicht Was kann man alles weglassen, sodass unser Produkt dennoch einen Vorteil hat, den der aktuelle Stand der Tech- nik nicht bietet?“ Sensoren für Minimalisten Was dabei als Minimalausstattung he- rauskam, beschreibt Staacke so: „Wir brauchen die Diamantkristallite und die Lichtquelle, wir schauen uns die rote Fluoreszenz an, und mehr brau- chen wir eigentlich nicht. Das ist nicht der höchstempfindliche Sensor, aber > > >

48 dafür gewinnen wir die galvanische Tren- nung. Und wenn ich diesen Diamantstaub verwende, bekomme ich eine isotrope Messmöglichkeit und habe plötzlich ei- nen winzigen Messpunkt, mit dem ich ganz tolle Sachen machen kann, die sonst gar nicht möglich sind.“ Die richtungs- und störentkoppelte Mes- sung sowie der geringe Platzbedarf des Sensors sind Schlüssel zu den Anwendun- gen, die Robert Staacke mit Quantum Tech- nologies erschließen möchte: etwa direkt im Luftspalt eines Elektromotors oder in- nerhalb einer Elektrofahrzeugbatterie, in LP.PRO TO GO Quantum Technologies hat NV-Sensorik für die Magnetfeldmessung aus dem Labor in ein markt- reifes Produkt transferiert. Das rein optische, isotrope, störentkoppelte Ver- fahren erfordert weder aufwendige Kühlung noch Mikrowellen. Poitenziell anwendbar ist die Sensorik etwa im Luftspalt eines Elektromotors oder innerhalb einer Elektrofahrzeugbatterie. Quantensensoren, insbesondere NV-Sensoren, messen Magnetfelder empfindlicher und präziser als herkömmliche Messaufnehmer. Optischer Magnetfeldsensor QT DMFS-C2 Hochspannungs-Energieanlagen, in der invasiven Medizintechnik und der Radiologie oder bei zerstörungsfreien Inline-Werkstoffprüfungen für die Me- tallindustrie. In der Praxis sei es wichtig, meint Staacke, dass mit der roten Fluores- zenz von wechselnder Intensität ein Ausgangssignal zur Verfügung steht, das sich leicht interpretieren lässt: „Die physikalischen Zusammen- hänge hinter der Messung sind wirk- lich kompliziert. Aber Änderungen in der Helligkeit kann jeder sehr einfach nachvollziehen, auch ohne Quanten- physiker zu sein.“ Ein einzelner Messpunkt gehört da- bei zu den simpleren Anwendungsze- narien. Scannende Verfahren, etwa mit bewegtem Sensor in der Mate- rialcharakterisierung, sind laut Staa- cke ebenfalls noch relativ einfach umsetzbar. Komplexer ist die Idee ei- ner Quanten-Magnetfeldkamera; auch hierzu wurden bereits Demonstrato- ren aufgebaut. „Wir haben dafür eine größere Fläche mit dem Diamantstaub bedeckt“, erklärt Staacke“, diesen über eine LED angeregt und dann mithilfe einer CCD-Kamera die rote Fluoreszenz beobachtet.“ Aus dem Labor zur Industrieapplikation Robert Staacke und Quantum Tech- nologies haben es innerhalb we- niger Jahre geschafft, komplexe

Die richtungs- und störentkoppelte Messung sowie der geringe Platzbe- darf des Sensors sind Schlüssel zu den industriellen Applikationen 49 Quantenphysik in ein handliches, an- wenderfreundliches Industrieprodukt zu transferieren. Dessen Fähigkeiten zur ro- busten und isotropen Magnetfeldmessung auf engstem Raum sollen Ingenieurinnen und Ingenieure in die Lage versetzen, Sensorik in neuen Messszenarien und in bisher unzugängliche Anwendungen zu integrieren. Die Partnerschaft mit Rei- chelt Elektronik, siehe Infokasten, soll dabei die Markteinführung der Quan- tensensoren unterstützen und dazu beitragen, das Applikationswissen auf diesem Gebiet zu vertiefen. ■ https://quantumtechnologies.de

Absauglösung für brennbare und karzinogene Laserstäube Motorisierter Strahlaufweiter für Hochleistungslaser Der motorisierte Strahlaufweiter S6EZM0940-574 von Sill Optics verfügt über das gleiche optische Design wie der manuell einstellbare S6EXZ0940-574. Auch beim neuen Modell kommen nach Angaben des Herstellers hochwertige Vergütungen und Quarzglas für Beständigkeit bei der An- wendung mit modernen Hochleistungslasern zum Einsatz. Der Strahldurchmesser unterschreitet den Angaben zufolge auf allen inneren Linsenflächen des Objektivs nicht den Mindestwert. E T K U D O R P 50 T L U : d l i B Zur Einhaltung des Mindestvolumen- stroms von >20 m/s ist eine automati- sche Überwachung integriert Mit dem LAS 260 H/Ex stellt ULT eine Absauglösung zur Beseitigung kritischer Stäube bei verschiedenen Laser- prozessen vor. Das Gerät mit Explosionsschutz wurde zur Absaugung und Filterung trockener, brennbarer und ge- sundheitsgefährdender Schadstoffe wie Stäube und Rauche entwickelt, die bei der Laserbearbeitung von Kunststoffen und Metallen entstehen können. Die Anlage ist laut Hersteller ATEX-konform und zünd- quellenfrei und damit für die Aufstellung und den Betrieb innerhalb einer Zone 22 geeignet. Feinste Partikel wer- den in einem zweistufigen Filtersystem inklusive Hepa- H-14-Filter und einer Sicherheitsfilterstufe zu 99,995% abgeschieden. Der Sicherheitsfilter mit integrierter Aktiv- kohleschüttung entfernt gesundheitsgefährdende Gase so- wie störende Gerüche und soll den sicheren Betrieb des Geräts gewährleisten. Aufgrund der hochgradigen Reinigung kann das gefilterte Reingas nach Angaben des Herstellers bei der Abscheidung karzinogener, mutagener oder toxischer Stäube wieder dem Arbeitsraum zugeführt werden (Umluftbetrieb). s c i t p O l l i S : d l i B Der Strahlaufweiter bietet Vergrößerungen von 0,9- bis vierfach Dadurch ist der Energieeintrag auf der zumeist kritischen zweiten Linse auch bei hohen Leistungen so gering, dass Schäden im Material und der Beschichtung vermieden werden. Der Strahlaufweiter kombiniert dem Hersteller zufolge den Vorteil des einstellbaren Bereichs des Vergrößerungs- faktors eines variablen Strahlaufteilers mit der Tauglichkeit für extrem kurzgepulste Laser, wie es überlicherweise nur Strahlaufweiter mit fester Vergrößerung bieten. WEITERE INFORMATIONEN WEITERE INFORMATIONEN

Optimierte Beschriftungslaser Die neue optimierte V-Serie von Foba umfasst einen 4-W- UV- und einen grünen Beschriftungslaser mit 10 W. Laut Hersteller bieten die Laser eine höhere Leistung und bes- sere Präzision als ihre Vorgängermodelle bei einem Bruch- teil der Größe. Der Laserkopf ist so kompakt, dass er in den Handarbeitsplatz Foba M1000 integriert werden kann. Die geringere Größe soll dem Anbieter zufolge die Integra- tion in bestehende Produktionsumgebungen vereinfachen. Die V-Serie soll sich vor allem für die Beschriftung von Kunst- und Verbundstoffen eignen, da im Gegensatz zu an- deren Beschriftungstechniken kaum Verbrauchsmaterialien anfallen und so Abfall und Betriebskosten minimiert wer- den können. E T K U D O R P 51 WEITERE INFORMATIONEN a b o F : d l i B Lasermarkierkopf mit UV-Laser für die Markierung von Kunststoffen Die Fotodioden lassen sich in Messsysteme für Lichtstrom oder Strahlungsleis- tung integrieren s m e t s y S t n e m u r t s n I : d l i B High-Performance-Fotodioden Die Fotodioden PD 100 von Instrument Systems sind Hoch- leistungsdetektoren für die schnelle und hochgenaue Messung der Strahlungsleistung im sichtbaren bis na- hen Infrarotspektrum. Kombiniert mit einer Drei-Port-ISP- Ulbrichtkugel und einem CAS-Spektralradiometer sollen sie besonders schnelle und präzise Messungen des Lichtstroms und der absoluten Strahlungsleistung in der Produktion ermöglichen. Auch gepulste Lichtquellen wie VCSEL und lichtschwache Prüflinge lassen sich vermessen. Auf der Fotodiode sind ihre Kalibrierdaten in 10-nm-Schritten ge- speichert. Die Software SpecWin Pro führt die mittels rück- führbarer Kalibrierung ermittelte Sensitivität der PD 100 und die Spektraldaten des Prüflings zusammen. WEITERE INFORMATIONEN www.spectros.chSPECTROS AG 4107 Ettingen Schweiz Tel.+41 61 726 20 20Ihr Partner für Präzisions-optik & optische Systeme.

I S N H C I E Z R E V N E L L E U Q S G U Z E B 52 Lasertechnik Laser-Strahlquellen Faserlaser FRAUNHOFER – INSTITUT FÜR LASERTECHNIK ILT Steinbachstraße 15 D-52074 Aachen Tel.: +49 (0)241 8906-0, Fax: -121 www.ilt.fraunhofer.de info@ilt.fraunhofer.de TRUMPF Laser- und Systemtechnik SE Johann-Maus-Straße 2 D-71254 Ditzingen Tel.: +49 (0)7156-303 30862 info@trumpf.com, www.trumpf.com Spetec GmbH Laserschutz – Reinraumtechnik Tel.: +49 8122 95909-0 Fax: +49 8122 95909-55 spetec@spetec.de www.spetec.de Laser- Strahlführungssysteme Hamamatsu Photonics Deutschland GmbH Arzbergerstraße 10 D-82211 Herrsching Tel.: +49 (0)8152 375-100 info@hamamatsu.de www.hamamatsu.de Luxinar GmbH Röntgenstraße 6, D-21465 Reinbek Tel.: +49 (0)40 883624-60 sales.de@luxinar.com www.luxinar.com Soliton Laser- und Messtechnik GmbH Talhofstraße 32, D-82205 Gilching Tel.: +49 (0)8105 77920 info@soliton-gmbh.de www.soliton-gmbh.de TRUMPF Laser- und Systemtechnik SE Johann-Maus-Straße 2 D-71254 Ditzingen Tel.: +49 (0)7156-303 30862 info@trumpf.com, www.trumpf.com Laser-Systemkomponenten BUSCH Microsystems GmbH Hochpräzise Positioniersysteme für dynamische Laseranwendungen www.busch-microsystems.de Tel.: +49 671 2013310 FLEXA GmbH Kabelschutzsysteme Darmstädter Straße 184, D-63456 Hanau Tel.: +49 (0)6181 677-0 www.flexa.de info@flexa.de Laser-Strahlenschutz LASERVISION GmbH & Co. KG Würzburger Straße 152 D-90766 Fürth Tel.: +49 911 9736-8100 Fax: +49 911 9736-8199 info@lvg.com www.uvex-laservision.de PROTECT-Laserschutz GmbH Mühlhofer Hauptstraße 7 D-90453 Nürnberg Tel.: +49 (0)911 96 44 31-0, Fax: -181 info@protect-laserschutz.de www.protect-laserschutz.de Föhrenbach GmbH Positionier-Systeme Lindenstraße 34 D-79843 Löfﬁngen-Unadingen www.foehrenbach.com Lasermaterial- bearbeitung Laser-Schweißen LASERVISION GmbH & Co. KG Würzburger Straße 152 D-90766 Fürth Tel.: +49 911 9736-8100 Fax: +49 911 9736-8199 info@lvg.com www.uvex-laservision.de LASERVORM GmbH Lasermaschinenbau, Laserlohnfertigung und Service für Schweißen, Härten und Auftragsschweißen. www.laservorm.com, Altmittweida

LMB Lösungen für optimale Produktionsabläufe LMB Lasermaterialbearbeitungs GmbH Schmölestraße 13, D-58640 Iserlohn Tel.: +49 (0)2371 152-100, Fax: -190 dienstleistung@lmb-gruppe.de www.lmb-gruppe.de PROTECT-Laserschutz GmbH Mühlhofer Hauptstraße 7 D-90453 Nürnberg Tel.: +49 (0)911 96 44 31-0, Fax: -181 info@protect-laserschutz.de www.protect-laserschutz.de TRUMPF Laser- und Systemtechnik SE Johann-Maus-Straße 2 D-71254 Ditzingen Tel.: +49 (0)7156-303 30862 info@trumpf.com, www.trumpf.com Laser-Schneiden LMB Lösungen für optimale Produktionsabläufe LMB Lasermaterialbearbeitungs GmbH Schmölestraße 13, D-58640 Iserlohn Tel.: +49 (0)2371 152-100, Fax: -190 dienstleistung@lmb-gruppe.de www.lmb-gruppe.de TRUMPF Laser- und Systemtechnik SE Johann-Maus-Straße 2 D-71254 Ditzingen Tel.: +49 (0)7156-303 30862 info@trumpf.com, www.trumpf.com Laser-Markieren JöWe Laserbearbeitung GmbH Brambach 18 D-78713 Schramberg Tel.: +49 (0)7422 991650 kontakt@joewe.de LMB Lösungen für optimale Produktionsabläufe LMB Lasermaterialbearbeitungs GmbH Schmölestraße 13, D-58640 Iserlohn Tel.: +49 (0)2371 152-100, Fax: -190 dienstleistung@lmb-gruppe.de www.lmb-gruppe.de TRUMPF Laser- und Systemtechnik SE Johann-Maus-Straße 2 D-71254 Ditzingen Tel.: +49 (0)7156-303 30862 info@trumpf.com, www.trumpf.com Lasermikrobearbeitung 3D-Micromac AG Micromachining Excellence https://3d-micromac.com sales@3d-micromac.com Tel.: +49 371 40043-222 I S N H C I E Z R E V N E L L E U Q S G U Z E B 53 TRUMPF Laser- und Systemtechnik SE Johann-Maus-Straße 2 D-71254 Ditzingen Tel.: +49 (0)7156-303 30862 info@trumpf.com, www.trumpf.com Oberflächenbearbeitung JöWe Laserbearbeitung GmbH Brambach 18 D-78713 Schramberg Tel.: +49 (0)7422 991650 kontakt@joewe.de TRUMPF Laser- und Systemtechnik SE Johann-Maus-Straße 2 D-71254 Ditzingen Tel.: +49 (0)7156-303 30862 info@trumpf.com, www.trumpf.com Material / Werkstoff Folit GmbH Lasermarkierfolien selbstklebend von 3M u. tesa bei FOLIT GmbH Tel.: +49 7154 8225-80 info@folit.de www.folit.de

Laser- Fertigungstechnik Systemperipherie der Laser-Fertigungstechnik OWIS GmbH Optische Strahlführungssysteme und Positionierer Im Gaisgraben 7, D-79219 Staufen i. Br. www.owis.eu Gautinger Straße 45, D-82061 Neuried www.dnpt.de info@dnpt.de Tel.: +49 (0)89 7248 150-0 Leistungsstarke Peltier Umlaufkühlsysteme, hochwertige Peltier-Module & TEC-Controller Soliton Laser- und Messtechnik GmbH Talhofstraße 32, D-82205 Gilching Tel.: +49 (0)8105 77920 info@soliton-gmbh.de www.soliton-gmbh.de HYDAC Thermo Systems GmbH Winterbruckenweg 30 D-86316 Friedberg Tel.: +49 (0)821 74771-4 www.hydac.com Optoelektronische Mess- und Analysesysteme Luftreinhaltung OWIS GmbH Optische Strahlführungssysteme und Positionierer Im Gaisgraben 7, D-79219 Staufen i. Br. www.owis.eu BOFA – A Donaldson Company Rauchabsaugung + Filtrierung Tel.: +49 (0)2594-78170 bofavertrieb@donaldson.com www.bofainternational.com I S N H C I E Z R E V N E L L E U Q S G U Z E B 54 BUSCH Microsystems GmbH Hochpräzise Positioniersysteme für dynamische Laseranwendungen www.busch-microsystems.de Tel.: +49 671 2013310 LMB Lösungen für optimale Produktionsabläufe LMB Automation GmbH Schmölestraße 13, D-58640 Iserlohn Tel.: +49 (0)2371 152-200, Fax: -290 maschinenbau@lmb-gruppe.de www.lmb-gruppe.de OWIS GmbH Optische Strahlführungssysteme und Positionierer Im Gaisgraben 7, D-79219 Staufen i. Br. www.owis.eu Mess- und Prüftechnik Laser-Mess- und -Prüfsysteme BUSCH Microsystems GmbH Hochpräzise Positioniersysteme für dynamische Laseranwendungen www.busch-microsystems.de Tel.: +49 671 2013310 Yokogawa Deutschland GmbH Test & Measurement Niederlassung Deutschland Gewerbestraße 17 D-82211 Herrsching Tel.: +49 8152 93100 info.herrsching@yokogawa.com www.tmi.yokogawa.com/de Laser-Zubehör Laserkühlung Fuchs Umwelttechnik Produktions- und Vertriebs GmbH Gassenäcker 35 - 39 D-89195 Steinberg Tel.: +49 (0)7346 96140 Fax: +49 (0)7346 8422 info@fuchs-umwelttechnik.com www.fuchs-umwelttechnik.com TBH GmbH Heinrich-Hertz-Straße 8 D-75334 Straubenhardt Tel.: +49 7082 9473-0 info@tbh.eu FRAUNHOFER – INSTITUT FÜR LASERTECHNIK ILT Steinbachstraße 15 D-52074 Aachen Tel.: +49 (0)241 8906-0, Fax: -121 www.ilt.fraunhofer.de info@ilt.fraunhofer.de DELTATHERM Hirmer GmbH Bövingen 122, D-53804 Much Tel.: +49 2245 6107-0, Fax: -10 info@deltatherm.de www.deltatherm.de

Stromversorgung Kristalle IMOS Gubela GmbH Kniebisstraße 1, D-77871 Renchen Tel.: + 49 (0)7843 99511-0 info@imos-gubela.de www.imos-gubela.de INGENERIC GmbH Zum Carl-Alexander-Park 7 D-52499 Baesweiler Tel.: +49 2401 804-70400 Fax: +49 2401 804-70499 contact@ingeneric.com www.ingeneric.com Meerstetter Engineering GmbH Laserdriver und TEC Controller Schulhausgasse 12 CH-3113 Rubigen www.meerstetter.ch SCHULZ-ELECTRONIC GmbH Dr.-Rudolf-Eberle-Straße 2 D-76534 Baden-Baden Tel.: +49 7223 9636-0 www.schulz-electronic.de Optik Optische Komponenten KORTH KRISTALLE GMBH D-24161 Altenholz / Kiel Tel. +49 (0)431 36905-0 info@korth.de www.korth.de AHF analysentechnik AG High-End optische Filter Kohlplattenweg 18, D-72074 Tübingen info@ahf.de, www.ahf.de Tel.: +49 (0)7071 53952-00 LAYERTEC GmbH Ernst-Abbe-Weg 1, D-99441 Mellingen Tel.: +49 (0)36453 744-0 info@layertec.de www.layertec.de B&M Optik GmbH Am Fleckenberg 20 D-65549 Limburg Tel.: +49 (0)6431-98600 vertrieb@bm-optik.de Edmund Optics Isaac-Fulda-Allee 5, 55124 Mainz Tel: +49 (0) 6131 5700-0 Fax: +49 (0) 6131 2172306 sales@edmundoptics.de www.edmundoptics.de MERSEN Deutschland GmbH & Co. KG / Division optoSiC Baierbrunner Straße 39, D-81379 München Tel.: +49 (0)89 7807 239-0 info.munich@mersen.com www.optosic.com OPTEC JENA GmbH D-07751 Schorba, Am Amselberg 1 Tel.: +49 3641 236150 info@optec-jena.com www.optec-jena.com I S N H C I E Z R E V N E L L E U Q S G U Z E B 55 KORTH KRISTALLE GMBH D-24161 Altenholz / Kiel Tel. +49 (0)431 36905-0 info@korth.de www.korth.de Optoelektronik Optoelektronische Bauelemente Hamamatsu Photonics Deutschland GmbH Arzbergerstraße 10 D-82211 Herrsching Tel.: +49 (0)8152 375-100 info@hamamatsu.de www.hamamatsu.de Faseroptik CeramOptec GmbH Siemensstraße 44 D-53121 Bonn Tel.: +49 (0)228 97967-0 sales@ceramoptec.com www.ceramoptec.com fiberware GmbH Bornheimerstraße 4, D-09648 Mittweida Tel:+49 3727 613335 E-Mail: sales@fiberware.de E-Mail: na@fiberware.de www.fiberware.de

LWL – Komponenten Systemintegration I S N H C I E Z R E V N E L L E U Q S G U Z E B 56 LightGuideOptics Germany GmbH Werner-von-Siemens-Straße 39 D-53340 Meckenheim Tel.: +49 2225 7095-320 sales@lightguide.de www.lightguide.de 2000 Northeast Expressway Norcross, GA 30071 USA www.ofsoptics.com ufetzer@ofsoptics.com Tel.: +49 7024 8689300 LWL – Lichtwellenleiter CeramOptec GmbH Siemensstraße 44 D-53121 Bonn Tel.: +49 (0)228 97967-0 sales@ceramoptec.com www.ceramoptec.com LWL-Sachsenkabel GmbH Hauptstraße 110, D-09390 Gornsdorf Tel.: +49 (0)3721 3988-0 anfrage@sachsenkabel.de www.sachsenkabel.de FLEXA GmbH Kabelschutzsysteme Darmstädter Straße 184, D-63456 Hanau Tel.: +49 (0)6181 677-0 www.flexa.de info@flexa.de Laser-Systeme und -Systemtechnik FRAUNHOFER – INSTITUT FÜR LASERTECHNIK ILT Steinbachstraße 15 D-52074 Aachen Tel.: +49 (0)241 8906-0, Fax: -121 www.ilt.fraunhofer.de info@ilt.fraunhofer.de Programmiersysteme CAM-Service GmbH Tel.: +49 (0)511 97 93 97 90 info@cam-service.com www.cam-service.com 2D + 3D Laser Software LMB Lösungen für optimale Produktionsabläufe LMB Automation GmbH Schmölestraße 13 D-58640 Iserlohn Tel.: +49 (0)2371 152-200, Fax: -290 maschinenbau@lmb-gruppe.de www.lmb-gruppe.de SWS-Laser Solutions GmbH Wildmoos 3b D-82266 Inning am Ammersee Tel.: +49 (0)8143 9997920 info@swslaser.de 3D-Laserscanning Entspiegelungsspray Helling GmbH Spökerdamm 2 D-25436 Heidgraben Tel.: +49 (0)4122 922-0 Fax: +49 (0)4122 922-201 info@helling.de www.helling.de Laser-Medizintechnik CeramOptec GmbH Siemensstraße 44 D-53121 Bonn Tel.: +49 (0)228 97967-0 sales@ceramoptec.com www.ceramoptec.com Nähere Informationen Felchner-Medien GmbH Mediaberatung | Andrea Dyck Tel.: +49 8341 96617-84 | ad@felchner-medien.de lppro.felchner-medien.de

E B A G S U A R E S E D R E N T R A P I 57 Ultra-Black Marking mit UKP-Faserlaser q e t n e P : d l i B Integrationskit zum UKP-Lasersystem Signolux Signolux von Penteq ist ein Faserlaser mit einer Ausgangsleis- tung von 50 W. Damit sind dem Hersteller zufolge besonders hochwertige Beschriftungen realisierbar: Standardmäßig bis 110 mm x 110 mm, sind sie auch bei Seitenlängen von weniger als 1 mm detailreich und kontraststark.Voraussetzungen dafür sind der kleine Spot und die hohe Pulsenergie bei kurzer Pulsdauer – sie sorgen auch dafür, dass sich empfindliche Ma- terialien wie Kunststoffe nicht thermisch verformen. Für An- wendungen beispielsweise in der Medizintechnik verspricht das Ultrakurzpuls-System (UKP) Signolux in Kombination mit dem sogenannten Ultra-Black Marking zahlreiche Vorteile. Letzteres erreicht besonders kontraststarke und tief- schwarze Ergebnisse, die aus jedem Blickwinkel einwandfrei sicht- und lesbar sind – neben Kunststoff auch auf Edelstahl, Aluminium, Titan, Kupfer oder Glas. Die Eigenschaften der so beschrifteten Oberflächen ändern sich dabei nicht: Der Korrosionsschutz von Edelstahl bleibt bestehen, es gibt auch keinerlei Verformungen. Die Beschriftung selbst ist dauerhaft und widersteht etwa Reinigungsmitteln. In der Medizin werden beispielsweise chirurgische Instru- mente und Implantate beschriftet: Scanbare Codes stellen die lückenlose Dokumentation sicher und gewährleisten, dass die markierten Produkte fehlerfrei rückverfolgt werden können. Ultra-Black Marking bietet hier den Vorteil einer dauerhaften kontraststarken Markierung, die keinerlei Wechselwirkungen zeigt und resistent gegen Säuren und organische Stoffe ist. WEITERE INFORMATIONEN PARTNER DIESER AUSGABE Aerotech Cailabs CeramOptec Evosys Laser Excelitas Technologies Felchner Medien FHI Fiberware Foba Fraunhofer ILT Fraunhofer ISI Fuchs GL Optics Hamamatsu Photonics HZDR IFSW Infratec Instrument Systems Laservorm Mersen Optosic Messe Stuttgart MKS Instruments MKS Ophir Spriricon Mountain Photonics Nireos ofs Penteq Protect-Laserschutz Quantum Technologies Reichelt Elektronik Robust AO Scanlab Scansonic Sill Optics Spectros Steinmeyer Mechatronik Trioptics Trumpf ULT Vision & Control Yokogawa 3 Titel, 6 17 27, 35 35 19, U3 18 5 51 11, 14 13 15 43 43 16 12 37 51 28 29 U2 30 49 U4 38 41 13, 57 11 3, 44 46 24 36 20, 35 50 51 36 29 14 50 43 37

. . 4 3 2 2 0 0 2 2 6 2 0 0 E E B B A A G G S S U U A A U U A A H H C C S S R R O O V V 58 58 Schwerpunktthema Mikrostrukturierte Spiegel zur Laserstrahlformung s c i n o t o h P l e d M i : d l i B Wenn es in der Laserbearbeitung auf Präzision, Effizi- enz und Prozessstabilität ankommt, stoßen Gauß’sche Strahlprofile an ihre Grenzen. Immer höhere Qualitäts- standards und neue Produktionsmöglichkeiten steigern das Interesse der Industrie an Lösungen zur Laserstrahl- formung. Deren Möglichkeiten reichen von speziellen Ringprofilen und Multispot-Geometrien bis hin zur Ver- längerung der Fokustiefe. Midel Photonics propagiert einen Ansatz zur reflek- tiven Strahlformung mithilfe von mikrostrukturierten Spiegeln. Die Technologie verspricht der industriellen Materialbearbeitung signifikante Verbesserungen bei Fer- tigungsqualität und -geschwindigkeit. Zur Herstellung der reflektiven Strahlformer wird ein Laserdirektschreibverfahren eingesetzt, die Mikro-Dela- mination. Diese ursprünglich für die Quantenforschung entwickelte Methode erlaubt es, einen vorproduzier- ten Laserspiegel präzise so zu modifizieren, dass daraus ein maßgeschneiderter reflektiver Strahlformer entsteht – ein kontinuierliches Diffraktives Optisches Element (DOE), dessen Reflektivität typischer- weise oberhalb von 99,9% liegt. Redaktionsschluss: 08.11.2024 Anzeigenschluss: 20.11.2024 Die nächste Ausgabe der LP.PRO erscheint am 04.12.2024 WEITERE INFORMATIONEN Felchner Medien GmbH Alte Steige 26, D-87600 Kaufbeuren Tel. +49 8341 871401, Fax +49 8341 871404 info@felchner-medien.de www.felchner-medien.de Heraus ge ber | Geschäftsführer Dipl.-Kfm. Mark-Oliver Felchner mof@felchner-medien.de Verlagsleitung Sylvia Felchner sf@felchner-medien.de Redaktion Chefredakteur: Dr. Matthias Laasch Stellv. Chefredakteur: Dr. Matthias Gerlach redaktion@felchner-medien.de Anzeigenleitung Andrea Dyck ad@felchner-medien.de Social-Media-Admin Julia Pagelkopf jp@felchner-medien.de Mediadisposition | Abonnentenservice Tanja Fiedler tf@felchner-medien.de Leserservice VU SOLUTIONS GmbH & Co. KG Große Hub 10, D-63344 Eltville am Rhein Tel. +49 6123 9238-249, Fax +49 6123 9238-244 LP.PRO@vuservice.de Erscheinungsweise 6 x jährlich (inkl. MwSt. und Versand) (o. MwSt. inkl. Versand) Druckauflage | E-Paper 6.000 Exemp la re | 5.726 Exemplare II. Quartal 2024 Angeschlossen an die Informationsgemeinschaft zur Feststellung der Verbreitung von Werbeträgern – Sicherung der Auflagenwahrheit Bezugspreise – Jahresabonnement Inland € 125,00 Ausland € 135,00 E-Paper (Inland /Ausland) € 112,00 ISSN 0938-9172 Bankverbindung Kontoinhaber: Felchner Medien GmbH IBAN DE25 7335 0000 0010 4127 81 BIC BYLADEM1ALG Druck Holzmann Druck GmbH & Co KG Gewerbestraße 2, D-86825 Bad Wörishofen Es gilt die Preisliste Nr. 39 vom 01.01.2024 Annahmebedingungen für redaktionelle Beiträge Das Fachmagazin LP.PRO kann nur Beiträge annehmen, die uneingeschränkt geistiges Eigentum des Verfassers sind. Es werden weiter an die Annahme von Manuskripten folgende Bedingungen geknüpft: 1. Die Redaktion nimmt nur Originalbeiträge an, außer sie er- sucht selbst um die Erlaubnis zum Nachdruck. 2. Der Artikel darf nicht gleichzeitig in redaktionell geänderter Form, aber fachlich gleichem Inhalt an anderer Stelle veröffentlicht werden, ohne dass die Zustimmung der Redaktion eingeholt wurde. Für unverlangt eingesandte Manuskripte wird keine Gewähr übernommen. Nachdruck ist nicht gestat tet. Die mit dem Namen des Verfassers gezeichneten Artikel stellen nicht unbedingt die Meinung von LP.PRO dar. Es kann keine Gewähr dafür über- nommen werden, dass die in diesem Fachmagazin veröffent- lichten Geräte, Anlagen, Schaltungen und Verfahren sowie die m u s s e r p m im Text genannten Warenangaben frei von Rechten Dritter sind.I

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