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Würth Elektroik
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Editorial
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Inhaltsverzeichnis
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Titelbeitrag
Carlos Roberto Hernandez Gomez, Gerhard StelzerWürth Elektronik eiSos
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Forschung & Entwicklung
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Interview mit Kevin Boll, Rosendahl Nextrom
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Lars Peter Trechow, freier JournalistKI trifft Physik
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Vincent Issier, MKSEin Quantenlabor einrichten und betreiben
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Laser applications of tomorrow!AKL‘26 – International Laser Technology CongressApril 22–24, 2026www.lasercongress.orgSAVE THE DATE!SUPPORTING ORGANIZATIONSMAIN MEDIA PARTNERVDMALaser and Laser Systems for Material ProcessingGerman HightechIndustry AssociationMEDIA PARTNER
EDITORIAL Licht trifft Quanten Quantenkommunikation, Quantensensorik und zunehmend auch Quantencomputing sind auf photonische Technologien angewiesen. Infineon betreibt im österreichischen Villach ein eigenes Quanten- labor. Dort setzt das Unternehmen sein Fachwissen aus der Halblei- terfertigung ein, um zukünftige Quantencomputer auf Chipgröße zu miniaturisieren. Ziel ist die Integration der Ionenfallentechnologie auf einem einzigen Quantenchip. Dies ist der erste Schritt. Darüber hinaus sollen die optischen Komponenten entsprechend verkleinert und Teil des Quantenchips werden. Dr. Clemens Rössler, Physiker und Head of Ion Trap Systems in Infineons Quantum Lab, betont: „Die Zukunft liegt in der Integration von Ionenfallen und photonischen Chips.“ Ab Seite 23 erfahren Sie im Rahmen unseres Jubiläumsbei- trags, welche Einblicke mein Kollege Matthias Laasch bei seinem Besuch im Quantenlabor in Villach gewinnen konnte. Nicht nur in Villach – weltweit legen Quantenlabore den Grund- stein für die Quantentechnologien der Zukunft. In unserem Beitrag ab Seite 36 lässt MKS Quantenforscherinnen und -forscher zu Wort kommen. Sie geben Einblicke in die Herausforderungen beim Aufbau und Betrieb eines Quantenlabors und berichten von ihren eigenen Erfahrungen. Dabei reichen die Themen vom Laborklima bis zur Auswahl von Lasern und Optiken, die sich je nach Forschungsschwer- punkt unterscheiden. In dieser letzten Ausgabe unseres Jubiläumsjahrs setzen wir unsere Rubrik FUTURE PHOTONICS fort. In sechs Ausgaben haben wir Ihnen spannende Einblicke in neue Technologien, Trends und Zukunftsvisionen aus der Photonik und den Lasertechnologien gege- ben. 40 Jahre LP.PRO – und es geht weiter: Auch im kommenden Jahr halten wir Sie über aktuelle Entwicklungen und die Technologien von morgen auf dem Laufenden – wir freuen uns darauf! Viel Vergnügen bei der Lektüre wünscht Dr. Matthias Gerlach Stellv. Chefredakteur Wir bieten Serien- und kundenspezifische Hochleistungs- Diodentreiber für Forschungs-, Industrie-, Medizin- und MIL- Anwendungen, Sicherheits- und Timing-Zubehör sowie vollständig maßgeschneiderte Rack-Integration. LDDP Serie Halbleiter-Sicherheitsschalter zum Trennen von Treiber und Laserdiode EN ISO 13849-1, PL e-konformes Schalten für Werkstückzyklen im Sekundenbereich! Bis zu 550 V, bis zu 450 A Vollständige Sicherheitsrelais- funktionalität Schulz-Electronic GmbH Dr. Rudolf-Eberle-Straße 2 D-76534 Baden-Baden +49 7223 96 36 0 vertrieb@schulz-electronic.de www.schulz-electronic.de
Inhalt 18 INTERVIEW Glasfasern: Integration, Auto- mation und Nachhaltigkeit L E T I T 06 Einfaches Lichtdesign mit ICLEDs und Color Calculator STANDPUNKT 18 Mit Glasfasern Tempo machen FUTURE PHOTONICS 24 Zukunft Photonik: Von KI bis Quanten 30 KI trifft Physik: Die datengetriebene Zukunft der Photonik 36 Ein Quantenlabor einrichten und betreiben MATERIALBEARBEITUNG 42 Sichere Laserbeschriftung in der Medizintechnik OPTISCHE MESSTECHNIK 46 Hochauflösende Oberflächenanalysen in der Medizintechnik 11 12 NACHRICHTEN EDWA-Evaluierung für kohärente Kommunikation Kooperation zielt auf präzisere Femtosekundenbearbeitung 24 FUTURE PHOTONICS Von KI bis Quanten 12 Veränderungen im Vorstand von Carl Zeiss 13 AKL’26 – Lasertechnik an der Schnittstelle von Wirtschaft und Wissenschaft FORSCHUNG & ENTWICKLUNG 14 Moderne Anlagentechnik für Mikrodisplays 15 Nanoplastik einfach nachweisen 16 Quantenoptik auf einem Chip integriert 17 Leuchtender Nanosensor für die personalisierte Medizin 22 PRODUKTE Hochleistungs-LEDs für Horticulture und Industrie y g o l o r t e M k a e P , n o e n i f n I , n e h c a A H T W R , m o r t x e N , k i n o r t k e l E h t r ü W : r e d l i B
30 PROZESS TECHNOLOGIEN Physik und KI im Zusammenspiel 46 MESSTECHNIK Qualitätsprüfung an komplexen Medizinprodukten 22 MiniLED-Verbindungen zuverlässig kleben 35 Präzise Galvoscanner | Volumenmessung mit Lidar-Sensor 40 Apochromatisch korrigiertes Weitfeld-Mikroskopobjektiv 40 Hochgeschwindigkeits-Digitizer mit USB 3.2 41 3-D-Handlaserscanner | Messtechnologie für AR-Optiken 45 Optische Prüftechnik für fehlerfreies Pharmaglas 45 Skalierbare Embedded-Vision-Hardware 56 Verbessertes Deep Learning in neuer Halcon-Version 56 Hochleistungslaserdioden für Projektionsanwendungen 57 Kompakte Minispektrometer – von UV bis NIR RUBRIKEN 03 Editorial 50 Bezugsquellenverzeichnis 57 Partner dieser Ausgabe 58 Vorschau LP.PRO 01.2026 | Impressum
Einfaches Lichtdesign mit ICLEDs und Color Calculator L E T I T 06 LED-Chips mit IC zur präzisen digitalen Steuerung der RGB- Grundfarben: Der Redexpert Color Calculator liefert dazu die PWM-Werte für exakte Farbwiedergabe und Helligkeit. Für Bewegtbild-Displays gibt es Dual-Wire-ICLED-Versionen, und Featherwing-Boards unterstützen das Prototyping. AUTOREN Carlos Roberto Hernandez Gomez | Produktmanager für Optoelektronik, Würth Elektronik eiSos Gerhard Stelzer | leitender technischer Redakteur, Würth Elektronik eiSos Mit der Integration der Steuerschaltung direkt in das LED-Gehäuse [1] können Hersteller meh- rere wichtige Vorteile erzielen: die Größe reduzieren, die Steu- erung der Lichtleistung verbessern, dank der integrierten Lösung Designs verein- fachen und den Funktionsumfang mit Dimmen, Farbwechsel sowie Netzwerkan- bindung erweitern. LP.PRO hat im ersten Teil dieses Beitrags in Ausgabe 01.2025 darüber berichtet [2]. ICLEDs sind Halbleiterbauelemente, die mindestens eine LED mit einem in- tegrierten Schaltkreis (IC) kombinieren. Die roten, grünen und blauen LED-Chips sind für die Lichtemission verantwortlich, während der integrierte Schaltkreis die betrieblichen Aspekte verwaltet, wie das Dimmen der einzelnen Leuchtdioden, die Farbmischung und die Kommunikation zwischen der Steuereinheit (Mikrocon- troller) und den benachbarten ICLEDs im Schaltkreis. Integrierter Controller Die Hauptaufgabe des IC in der ICLED besteht darin, das eingehende Signal am DIN-Pin (Data In) zu empfangen, die ge- gebenen Informationen an die LED-Chips zu senden, den Tastgrad umzuwandeln, die einzelnen PWM-Signale für die LED- Chips zu senden und, falls vorhanden, die Informationen der benachbarten LEDs über den DOUT-Pin (Data Out) zu übertragen. Mit zunehmender Einschaltdauer er- höht sich die Lichtleistung der LED. Die Informationen des PWM-Signals wer- den in Bits codiert, am häufigsten acht und zwölf Bits pro Farbe, die vom Be- nutzer über einen Mikrocontroller – wie Arduino, STM32, ESP32 oder Adafruit Feather – definiert werden. Diese Bitco- dierung wird in die Auflösung oder die verfügbaren Intensitätsstufen übersetzt, die der IC unterstützen kann. Der ICLED 1315050930002 von Würth Elektronik [3] verfügt beispielsweise über einen 8-bit- Farbcodierer, der 256 Intensitätsstufen pro > > > k i n o r t k e l E h t r ü W : r e d l i B
Interne Komponenten einer ICLED Auswirkung der PWM-Steuerung auf die Helligkeit des roten Chips der ICLED 08 Farbe bietet. Da sich in dem Gehäuse drei LED-Chips befinden, ermöglicht diese Co- dierung über 16 Millionen verschiedene Farbkombinationen für eine Vielzahl von Beleuchtungsmöglichkeiten. Für detailliertere Informationen über ICLEDs stellt Würth Elektronik eine Ap- plication Note zur Verfügung, die dem Anwender hilft, die Parameter auf den ICLED-Datenblättern zu verstehen [4]. ICLEDs programmieren Viele ICLEDs können über die SPI- Schnittstelle (Serial Peripheral Interface) der meisten gängigen Mikrocontroller angesteuert werden. Boards wie Ardu- ino, Raspberry Pi und ESP32 bieten die Schnittstellen und Rechenleistung, die nötig sind, um die Kommunikations- protokolle zu verarbeiten und die LEDs anzusteuern. Betreffend die Softwarebib- liotheken gibt es zahlreiche Open-Source- Ressourcen im Internet, die die Erstellung komplexer Lichteffekte erleichtern, ohne dass Low-Level-Code geschrieben werden muss – ein Beispiel ist die FastLED-Bib- liothek auf Github [5]. Der ICLED 1315050930002 verwendet ein 24-bit-Protokoll zur Steuerung seiner integrierten LEDs. Das Datenpaket der LED ist in einer bestimmten Reihenfolge aufgebaut: Grün, Rot und Blau mit jeweils 8 bit. Das Funktionsprinzip ist in LP.PRO 01.2025 nachzu lesen [2, 6]. Die Ansteuerdaten bestimmen die Pulsweitenmodulation für jede ein- zelne rote, grüne und blaue LED. Das heißt, die Dimmung wird nicht über die Stromstärke geregelt – denn das würde den Farbwert beeinflussen – sondern durch ein nicht wahrnehm- bares schnelles Aus- und Einschalten des Stroms. Wenn bekannt ist, wel- che Frequenz bei den einzelnen LEDs zu welcher Farbmischung des Pixels führt, können beliebige Farbwerte und Helligkeiten erzeugt werden. Ge- nau hier lag aber bislang das Prob- lem: Anwendungsentwickler konnten diese Frequenzen nicht ohne Weiteres bestimmen und erhielten auch keine Hilfe von den Herstellern. Genaue Farb- und Helligkeitswiedergabe Mit dem ICLED Color Calculator hat Würth Elektronik eine neue Funk- tion seiner Online-Plattform Redex- pert vorgestellt, die die Möglichkeiten der Beleuchtungs- und Signallösun- gen mit ihren ICLEDs massiv erwei- tert. Durch diesen Service können Entwickler sehr einfach die exak- ten PWM-Werte ermitteln, die nötig sind, um einen bestimmten Farb- wert darzustellen. Auf der intuitiv bedienbaren Benutzeroberfläche des Redexpert ICLED Color Calcu-
Bauteil, Bin und Farbe wählen, und der Redexpert ICLED Color Calculator gibt die Werte für die PWM-Ansteuerung aus Dual-Wire-ICLEDs verfügen im Vergleich zu Single-Wire-Varianten über ein Taktsignal, das eine bis zu 13-mal schnellere Datenübertragung erlaubt 09 lator wählen Kunden den gewünschten ICLED-Typ sowie Farbe und Helligkeit im CIE1931-Normfarbsystem. Das gene- riert automatisch den passenden digitalen Wert für die Pulsweitenmodulation der im ICLED-Bauelement verbauten RGB- LEDs, bezogen auf die Eigenschaften ih- res Bins. Diese Werte können direkt in die Programmierung der ICLEDs über- nommen werden. Möglich wird das durch die sorgfältige Sortierung der ICLEDs in der Produktion. Um pro Charge nur LEDs mit einheitli- chen Farbtemperatur- und Helligkeitsei- genschaften anzubieten, gibt es zahlreiche Bins. Dank der Genauigkeit ihrer Quali- tätskontrolle und ihres Binnings eröffnet Würth Elektronik mit ihrem Entwicklungs- tool neue Möglichkeiten für anspruchs- volle LED-Anwendungen, wie hochwertige LED-Matrix-Displays und Anwendungen, die sich farblich perfekt auf ein Corporate Design abstimmen lassen. Dual-Wire-ICLEDs für bewegte Bilder Besonderes in Bezug auf LED-Matrix-Dis- plays weckt die Möglichkeit einer farb- echten Darstellung den Wunsch nach hohen Frame Rates für bewegte Bilder. Dies wird nun dank einer bisher selten angebotenen ICLED-Variante realisierbar: Dual-Wire-ICLEDs. Diese Technologie er- möglicht eine bis zu 13-mal schnellere Datenübertragung im Vergleich zu Single-Wire-ICLEDs. Sie arbeiten mit hohen PWM-Raten von 20 kHz und erzeugen flimmerfreie Bilder. Ein weiterer Vorteil der Dual-Wire- ICLEDs ist ihr integrierter Schlaf- modus, der die Stromaufnahme auf etwa 1 µA pro ICLED reduziert, wenn diese nicht in Betrieb sind. Das sorgt für eine deutlich energieeffizientere Nutzung, insbesondere in batteriebe- triebenen Systemen. Zusätzlich bie- tet die Dual-Wire-Technologie eine auf bis zu 15 MHz frei einstellbare Taktfrequenz des Datensignals, was eine flexible und schnelle Datenüber- tragung ermöglicht. Diese Kombina- > > > LP.PRO TO GO Der integrierte Controller übernimmt betriebliche Aufgaben wie Dimmen, Farbmischung und Kommunikation. Mit dem webbasierten Color Calculator können Entwickler sehr einfach die nötigen PWM-Werte bestimmen. Der ICLED Featherwing beschleunigt die Anwendungs- entwicklung mit standardisierten Hardware- und Software- schnittstellen.
10 ICLED FeatherWing: einfach zu programmieren, etwa mit einem Lauftext male Leistungsaufnahme von 8 W (per Software auf 2,5 W reduziert). Die LEDs bieten eine Leuchtdichte von bis zu 16 000 cd /m², mit Spit- zenwellenlängen für Rot (630 nm), Grün (520 nm) und Blau (465 nm). Sie unterstützen einen typischen Ru- hestrom von 90 mA und eine maxi- male Bildfrequenz von 150 Hz. Der Featherwing enthält Funkti- onen zur Optimierung der Leistung von ICLEDs, wie Levelshifter für Lo- gikpegel, EMV-Filter, Widerstände für die Stromverarbeitung, Sicherungen für den Überstromschutz und eine TVS-Diode für den Schutz vor Span- nungsspitzen. Die Steuerbibliotheken für dieses Produkt sind auf der WE- Github-Seite verfügbar [6, 7], sodass die Benutzer dynamische visuelle An- zeigen, Animationen und interaktive Projekte erstellen können, indem sie die präzise Steuerung und Vielseitig- keit der ICLEDs von Würth Elektro- nik nutzen. ■ www.we-online.de Literaturhinweise 1 Würth Elektronik eiSos: WL-IC- LED Integrated Controller within LED; www.we-online.com/en/components/ products/WL-ICLED, aufgerufen: 30.10.2025 2 C. R. Hernandez Gomez, H. Özgür: Licht trifft Präzision: RGB-LEDs mit integrierten Schaltungen; LP.PRO 01.2025, S. 6-10 3 Würth Elektronik eiSos: 1315050930002 Produktdatenblatt; www.we-online.com/components/ products/datasheet/1315050930002.pdf, aufgerufen: 30.10.2025 4 C. R. Hernandez Gomez: Understanding Parameters in ICLED Datasheets; Application Note ANO009, Mai 2024, www.we-online.com/ components/media/o782907v410%20 ANO009b_Understanding%20parame- ters%20in%20ICLED%20datasheets_ EN.pdf, aufgerufen: 30.10.2025 5 FastLED; github.com/FastLED/ FastLED, aufgerufen: 30.10.2025 6 Würth Elektronik: ICLEDFeatherWing; github.com/WurthElektronik/Feather- Wings/tree/main/ICLEDFeatherWing, aufgerufen: 30.10.2025 7 Würth Elektronik: ICLED Software Development Kit; github.com/ WurthElektronik/ICLED_SDK, aufgerufen: 30.10.2025 tion aus niedriger Leistungsaufnahme, hoher Anpassungsfähigkeit und schneller Datenübertragung macht die Dual-Wire- ICLEDs besonders attraktiv für moderne Smart-Lighting-Anwendungen. Schnelles Prototyping mit ICLED Featherwing Der ICLED Featherwing ist ein leistungs- fähiges Werkzeug für die Integration des kleinsten ICLED-Gehäuses von Würth Elektronik (1312020030000) in Mikro- controllerprojekte, um LED-Anzeigen mit hoher Dichte und individueller Pixelan- steuerung zu ermöglichen. Diese ICLEDs verwenden das 24-bit-Kommunikations- protokoll, das eine präzise Steuerung von Farbe und Helligkeit jeder LED ermög- licht. Der Featherwing verfügt über eine Vierlagenleiterplatte für EMV-Konformi- tät, mit speziellen Lagen für VSS und VDD und Routing auf der oberen und unte- ren Lage. Es wird über einen USB-C-An- schluss (5 V, 3 A) mit Strom versorgt und kann mit 1,8-V-Mikrocontrollern verwen- det werden. Zu den wichtigsten Merkmalen der ICLEDs auf dem Featherwing gehören ein Versorgungsspannungsbereich von 3,3 V bis 5 V, ein minimaler logischer High-Pegel von 1,65 V und eine maxi-
a i v u A l : d l i B Aluvia will die Zuverlässigkeit und die Kosten in großem Maßstab angehen sowie die Integration von EDWAs in Silizium- photonik-Plattformen vorantreiben EDWA-Evaluierung für kohärente Kommunikation Aluvia Photonics und Nokia Bell Labs berichten – sechs Monate nach Beginn ihres gemeinsamen Evaluierungspro- gramms – über vielversprechende Ergebnisse bei der Qua- lifizierung von Erbium-dotierten Wellenleiterverstärkern (EDWAs) für kohärente Kommunikationssysteme. Frühe Tests haben den Unternehmen zufolge eine gleichmäßige Verstärkung über das gesamte C-Band, eine Verstärkung von DWDM-Kammquellen (Dense Wavelength-Division Multiplexing) und die gleichzeitige Verstärkung mehrerer Wellenlängen gezeigt. Zusammen mit dem früheren Nachweis des Betriebs mit hoher Bitrate sollen diese Ergebnisse das Potenzial von EDWAs verdeutlichen, einen breiteren Verstärkungsbereich als Semiconductor Optical Amlifiers (SOAs) zu erreichen sowie in Bezug auf Platzbedarf und einfache Integration vorteilhaft zu sein. Das Programm ziele auf herstellbare Lö- sungen, kommentiert Steve Stoffels, CEO von Aluvia. N E T H C I R H C A N 11 Scientific contribution: paper & presentation Call for Contributions until February 28th, 2026 14th CIRP Conference on Photonic Technologies September 21 - 25, 2026, Erlangen, Germany TOPICS 2026: Additive Manufacturing • Beam Sources & Components • Laser-assisted Processes • Laser Beam Cutting & Drilling • Laser Beam Welding, Brazing & Soldering • Laser Safety • Precision Processing with Short & Ultrashort Pulses • Sensing & Control • Simulation & Modelling • Surface Treatment & Forming • Ultra-short Pulse Lasers • Laser Applications for E-Mobility • Artificial Intelligence (AI) & Machine Learning in Laser-based Manufacturing • Adaptive Close-loop Feedback Control • Portable Laser-based Manufacturing Systems www.lane-conference.org Industrial contribution: presentation & E x h i b i I n d u s t r i a l P a c k a g e s i o n t
Kooperation zielt auf präzisere Femtosekundenbearbeitung Veränderungen im Vorstand von Carl Zeiss Aerotech und Light Conversion haben bekanntgegeben, ihre Kompetenzen in der Femtosekundenlaserbearbeitung zu bündeln. Light Conversion betreibt im kalifornischen Sunny- vale ein 400 m2 großes Labor als Zentrum für die Entwick- lung und Erprobung präziser Laserprozesse zum Schneiden, Bohren und Strukturieren sowie zur Materialmodifikation. Neben Laseranlagen stehen dort Mikroskope und weitere Diagnoseinstrumente für die Probenanalyse bereit. Kunden und Forschungspartner können den Unternehmen zufolge Verfahren vor Ort testen und weiterentwickeln. Mit Beginn des neuen Geschäftsjahres am 1. Oktober 2025 hat es im Vorstand von Carl Zeiss personelle Veränderun- gen und eine Neuordnung der Ressorts gegeben. Nach Angaben des Unternehmens hat Dr. Jochen Peter, Vor- standsmitglied von Carl Zeiss und verantwortlich für die Zeiss-Sparte Industrial Quality & Research (IQR), Zeiss auf eigenen Wunsch verlassen. Er steht bis Ende 2025 weiter zur Verfügung, um laufende Themen abzuschließen. Mit Wirkung zum 1. Oktober bestellte der Aufsichtsrat den 48-jährigen Dr. Marc Wawerla zum neuen Vorstands- N E T H C I R H C A N 12 Brian O’Connor, Vice President of Growth & Strategy bei Aerotech: „Wir freuen uns über die Zusammenarbeit mit Light Conver- sion in ihrem neuen Labor im Herzen des Silicon Valley“ h c e t o r e A : d l i B s s i e Z l r a C : d l i B Aerotech liefert für das Labor ein kundenspezifisches Laserbearbeitungssystem, das auf präzise Bewegungs- steuerung ausgelegt ist. Kernkomponenten sind der Fem- tosekundenlaser Carbide 80 W von Light Conversion und ein AGV-HPO-Laserscanner mit hoher Dynamik und gerin- gem Bahnfehler. Ergänzt wird die Ausstattung durch Li- near- und Drehtische, die eine präzise Bearbeitung runder, röhrenförmiger oder flacher Werkstücke ermöglichen sol- len – etwa für Anwendungen in der Mikrofertigung, beim Laser schneiden, -fügen, -texturieren oder -markieren. Das System nutzt Aerotechs Steuerungsarchitektur Au- tomation1, die sämtliche Bewegungsachsen zentral koor- diniert. Funktionen wie Infinite-Field-of-View (IFOV) und Position-Synchronized Output (PSO) erlauben Bearbeitun- gen mit Submikrometergenauigkeit bei hohem Durchsatz. Die Kooperation beider Unternehmen soll zeigen, wie sich Femtosekundenlaser und präzise Motion-Control-Technik kombinieren lassen, um Prozesse in industriellen und me- dizintechnischen Anwendungen zu optimieren. Dr. Marc Wawerla ist seit dem 1. Oktober Vorstandsmitglied bei Carl Zeiss mitglied und Nachfolger. Derzeit leitet er den Strategischen Geschäftsbereich Zeiss Industrial Quality Solutions (IQS) und ist Vorsitzender der Geschäftsführung von Carl Zeiss Industrielle Messtechnik. Darüber hinaus hat Vorstands- mitglied und Chief Transformation Officer Susan-Stefanie Breitkopf, 56, das Unternehmen auf eigenen Wunsch be- reits zum 30. September 2025 verlassen. Auch Breitkopf steht Zeiss bis zum Jahresende zur Verfügung. Die Aufga- ben des CTO-Bereichs sollen laut Unternehmensangaben innerhalb des Carl-Zeiss-Vorstandsteams aufgeteilt werden. Der Vorstand von Carl Zeiss besteht nun aus folgenden Mitgliedern: Andreas Pecher, Vorstandsvorsitzender; Ste- fan Müller, Finanzvorstand; Maximilian Foerst, Leiter der Zeiss-Sparte Medical Technology; Sven Hermann, Leiter der Zeiss-Sparte Consumer Markets; Dr. Frank Rohmund, Leiter der Zeiss-Sparte Semiconductor Manufacturing Tech- nology sowie Dr. Marc Wawerla.
Dem Fraunhofer ILT zufolge richtet sich der AKL’26 mit einem deutlich erweiterten Programm noch stärker an Anwender von Lasertechnologie l d n i e t S s a e r d n A / L K A : r e d l i B Keynote des damaligen Institutsleiters Professor Constantin Häfner auf dem AKL’24 N E T H C I R H C A N 13 AKL’26 – Lasertechnik an der Schnittstelle von Wirtschaft und Wissenschaft Im kommenden Jahr findet der ‚AKL – International La- ser Technology Congress‘ bereits zum 15. Mal in Aachen statt. Nach Angaben des Fraunhofer-Instituts für Lasertech- nik ILT, das den Kongress ausrichtet, werden auch diesmal über 500 Teilnehmende erwartet. Sie können sich in mehr als 80 Fachvorträgen und im Ausstellerbereich mit rund 50 Unternehmen aus Industrie und Zulieferbranche über an- gewandte Lasertechnik informieren. Beginnen wird der Kongress mit dem Technology Busi- ness Day, der neben der Präsentation von Marktdaten, stra- tegischen Analysen und branchenspezifischen Perspektiven auch Erfahrungsberichte von Laseranwendern aus Branchen wie Automobiltechnik, Luft- und Raumfahrt, Energiewirt- schaft, Mikroelektronik, Quantentechnologie und Medizin- technik bietet. Die Referierenden kommen aus Unternehmen der Mikrotechnik, darunter LG Electronics, ASML und Disco Hi-Tec Europe, sowie aus der Luft- und Raumfahrt, etwa von Liebherr Aerospace und Ariane. Am zweiten und dritten Tag finden täglich vier parallele Sessions statt. Sie decken die Lasermaterialbearbeitung, Laserstrahlquellenentwicklung, Systemtechnik und Digita- lisierung ab. Themenfelder sind beispielsweise Hochener- gielaser für Fusion und Sekundärquellen sowie der Einsatz von Künstlicher Intelligenz in der Photonik. In der Gerd- Herziger-Session ‚Neue Perspektiven für Laser in Wissen- schaft und Industrie‘ erörtern CEOs und CTOs bekannter Laserhersteller im Rahmen einer Panel-Diskussion die zu- künftige Entwicklung von Hochleistungs- und Hochener- giestrahlquellen. Alle Informationen zum bevorstehenden AKL’26, der vom 22. bis 24. April 2026 stattfindet, sind unter www.lasercongress.org verfügbar.
Das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme (IPMS) erweitert seine Ferti- gungskapazitäten für hoch- auflösende Mikrodisplays. Eine im Rahmen des Projekts ‚EdgeVi- sion-Mikrodisplay‘ (FKZ 03RU2U061C) entwickelte Anlagentechnik soll die Ef- fizienz und Präzision bei der Herstellung deutlich steigern; die Inbetriebnahme ist bis Ende 2025 vorgesehen. Das neue Equipment dient der ther- mischen Abscheidung komplexer orga- nischer Schichten, Metalle und Oxide. Damit lassen sich künftig High-Resolu- tion-OLED-Mikrodisplays ebenso fertigen wie organische Fotodioden und weitere Produktionsstabilität und Energieeinsatz optimieren Die neue Vakuumanlage verfügt über eine Ätzkammer zur Vorbehandlung von Wafern unterschiedlicher Her- kunft. Verbesserte Prozesssteuerung und mehr Durchsatz sollen die Pro- duktionsstabilität erhöhen und den Energieeinsatz optimieren. Eine He- rausforderung bestand den Instituts- angaben zufolge darin, die neuen Vakuummodule mit bestehenden Anlagen zu koppeln, ohne die lau- fenden Prozesse zu beeinträchtigen. Mikrodisplays gewinnen an Be- deutung: von Augmented- und Vir- tual-Reality-Anwendungen über Moderne Anlagentechnik für Mikrodisplays Neue Anlagentechnik am Fraunhofer IPMS: Die Vakuumkammern ermöglichen thermische Abschei- dung komplexer organischer und anorganischer Schichten für OLEDs und Mikrosensoren Sensorsysteme. Laut Bernd Richter, Leiter Mikrodisplay- und Sensortechnologie am Fraunhofer IPMS, sind die Anlagen sowohl für die experimentelle Forschung als auch für den industriellen Einsatz ausgelegt – in einer einheitlichen, variabel anpassbaren Umgebung. Ziel sei es, Entwicklungspro- zesse zu beschleunigen und die Qualität der Ergebnisse langfristig zu sichern. medizinische Geräte bis hin zu in- dus triellen Head-up-Displays und optischen Sensorsystemen. Die ge- steigerte Fertigungsqualität ist da- her sowohl für Forschung als auch für die industrielle Entwicklung re- levant. Das Fraunhofer IPMS will die er- weiterte Infrastruktur nutzen, um neue Material- und Prozesskombi- nationen zu erproben und seinen Kunden anwendungsspezifische Lö- sungen aus einer Hand anzubieten – von der Konzeptphase bis zu Pro- totypen und Pilotserien. ■ WEITERE INFORMATIONEN G G N N U U L L K K C C I I W W T T N N E E & & G G N N U U H H C C S S R R O O F F 14 14 k a s s a L n a i t s a b e S , S M P I r e f o h n u a r F : d l i B
Nanoplastik einfach nachweisen Ein Forschungsteam der Uni- versität Stuttgart und der University of Melbourne hat ein Verfahren entwickelt, das winzige Nanoplastikpartikel in Umweltproben sichtbar machen soll. Statt aufwendiger Laboranalytik genügen künftig ein Teststreifen und ein optisches Mikroskop. Die Forschenden nutzen op- tische Resonanzeffekte in mikroskopi- schen Vertiefungen in Halbleitermaterial, um Partikel auf der Submikrometerskala nachzuweisen. Resonanzbasiertes Nachweisprinzip Das Verfahren beruht auf winzigen Lö- chern, sogenannten Mie Voids, die in ei- nem Halbleiter erzeugt werden. Je nach Durchmesser und Tiefe wechselwirken diese Löcher charakteristisch mit dem einfallenden Licht. Dies führt zu einer eindeutigen Farbwirkung, die unter ei- nem optischen Mikroskop zu erkennen ist. Fällt ein Partikel in eine der Vertiefun- gen, ändert sich die Farbe messbar, und es kann gefolgert werden, ob ein Partikel vorhanden ist oder nicht. Die Empfindlichkeit des Verfahrens reicht für Partikelgrößen zwischen 0,2 und 1 µm. „Der Teststreifen funktioniert wie ein klassisches Sieb“, erläutert Dok- torand Dominik Ludescher. Die Partikel würden mithilfe des optischen Siebs, bei dem die Größe und Tiefe der Lö- cher den Nanoplastikpartikeln angepasst werden könnten, aus der Flüssigkeit ge- filtert und mittels des Farbumschlags de- tektiert. Ludescher: „Damit können wir feststellen, ob die Vertiefungen gefüllt oder leer sind.“ 15 Anzahl, Größe und Größenverteilung Versieht man das Sieb mit Vertiefun- gen unterschiedlicher Größen, sam- melt sich in jedem Loch immer nur ein Teilchen passender Größe. „Ist ein Par- tikel zu groß, passt er gar nicht in die Vertiefung und wird beim Reinigungs- prozess einfach weggespült“, sagt Lu- descher. Zu kleine Partikel blieben in der Vertiefung nur schlecht haften und würden bei der Reinigung ebenfalls entfernt. Auf diese Weise könnten die Teststreifen so angepasst werden, dass sich aus der Farbe die Größe und die Anzahl der Teilchen in einem einzel- nen Loch bestimmen ließen. Bisher erforderte der Nachweis von Nanoplastikpartikeln komplexe und teure Messverfahren wie Rasterelekt- ronenmikroskopie. Das neue Konzept reduziert die Analysezeit erheblich und lässt sich ohne spezielle Ausbil- dung anwenden. Das optische Sieb könnte künftig als mobiles Analy- sewerkzeug den Gehalt von Nano- plastik in Gewässern, Böden oder biologischen Geweben direkt vor Ort sichtbar machen. ■ Originalveröffentlichung [J. Ludescher et al.: Optical Sieve for Na- noplastic Detection, Sizing, and Coun- ting; Nature Photonics, DOI 10.1038/ s41566-025-01733-x] WEITERE INFORMATIONEN Das optische Sieb nutzt Resonanzeffekte in winzigen Vertiefungen, um Nanoplastik- partikel sichtbar zu machen Nanoplastikpartikel fallen im Teststrei- fen in Vertiefungen passender Größe. Die Farbe der Vertiefungen ändert sich. Die neue Farbe gibt Aufschluss über Größe und Anzahl der Teilchen. t u t i t s n I s e h c s i l a k i s y h P . 4 , t r a g t t u t S t ä t i s r e v i n U : r e d l i B
Quantenoptik auf einem Chip integriert Quantencomputer basierend auf Ionenfallen zeichnen sich durch hervorragende Qubit- Kontrolle und Kohärenzzeiten aus. Mit zunehmender Größe dieser Systeme wird es jedoch schwieri- ger, einen präzisen optischen Zugang zu jedem Qubit für die Initialisierung und Laserkühlung aufrechtzuerhalten. Bislang kommen dafür Freiraumlaserstrahlen aus komplexen optischen Systemen zum Ein- satz, wodurch sowohl die maximale Pro- zessorgröße als auch die Gesamtzahl der nutzbaren Qubits begrenzt wird. Qudora Technologies, ein Entwickler von Ionenfallen-basierten Quantencompu- tersystemen, kooperiert im Forschungspro- jekt SmaraQ (Integrated Photonics With Aluminum Nitride and Oxide for Ion- Trap-Based Quantum Computing) mit dem Forschungsinstitut Amo und dem Fraunhofer-Institut für Angewandte Fest- körperphysik IAF. Gemeinsam wollen sie integrierte photonische Komponenten für Ionenfallen-Quantencomputer ent- wickeln. Die neue photonische Integ- rationstechnologie soll großvolumige optische Systeme aus Hunderten von Einzelkomponenten durch lithogra- fisch hergestellte UV-Lichtwellenleiter auf einem Chip ersetzen. Entwickelt werden nach Angaben der Partner UV-Wellenleiter und pho- tonische Komponenten auf Basis von Aluminiumnitrid (AIN) und Alumi- niumoxid (AI2O3), die sich direkt auf Ionenfallenchips integrieren lassen. „Die On-Chip-Integration ist der Weg in die Zukunft für das Quantencom- puting mit Ionenfallen“, erklärt Dr. Maik Scheller, Head of Photonics bei Qudora. Qudora ist laut den Partnern Koor- dinator und Systemintegrator und soll die Technologie über den Projektzeit- raum hinaus zur Marktreife bringen, während das Fraunhofer IAF Materialfor- schung betreibt und durch epitaktisches Wachstum Dünnschicht-AlN-Wafer pro- duziert. Amo nutzt seine Fertigungska- pazitäten in der Nanotechnologie, um die photonischen Komponenten auf den Chips zu entwickeln. Das Projekt zielt außerdem darauf ab, eine nachhaltige Lieferkette für diese Bau- elemente aufzubauen. Damit soll auch die Position Deutschlands im globalen Quantencomputing-Wettbewerb gestärkt weden. Gefördert wird SmaraQ vom Bun- desministerium für Forschung, Technolo- gie und Raumfahrt (BMFTR) bis 2028. ■ WEITERE INFORMATIONEN Teilnehmende am SmaraQ-Projekttreffen UV-Wellenleiter und photonische Komponenten sollen direkt in Ionenfallenchips integriert werden G N U L K C I W T N E & G N U H C S R O F 16 s e i g o l o n h c e T a r o d u Q , o m A : r e d l i B
Modelle der Kohlenstoff-Nanoröhren, die aus einer einzelnen Lage von Kohlenstoffatomen bestehen und unterschiedliche Wabenstrukturen bilden können 17 Leuchtender Nanosensor für die personalisierte Medizin Forschende der Ruhr-Universi- tät Bochum verwenden Kohlen- stoff-Nanoröhren als Sensoren und experimentieren mit ihnen für verschiedene biomedizini- sche Anwendungen. Die eingesetzten Nanoröhren bestehen aus einem waben- förmigen Kohlenstoffgeflecht und fluores- zieren bei Einstrahlung von sichtbarem Licht im Nahinfrarot. Unter anderem zeig- ten die Forschenden, dass sich mit dieser Technik der Botenstoff Dopamin nachwei- sen lässt, der eine wichtige Rolle bei der Parkinson-Erkrankung spielt. Trifft ein Dopaminmolekül auf eine passend modifizierte Nanoröhre, dockt das Dopamin an der Oberfläche an und lässt die Nanoröhre heller leuchten. Die- sen Unterschied können die Biochemike- rinnen und Biochemiker mit Mikroskopen erfassen. Zusammen mit Kooperations- partnern aus Duisburg gelang es ihnen, die Konzentration von Dopamin zu messen – auch die direkte Freisetzung aus Zellen unter Bedingungen wie im menschlichen Körper. Anwendungen der Methode sind laut den Forschenden für die per- sonalisierte Medizin denkbar. Men- schen mit Parkinson erhalten zur Behandlung häufig L-Dopa, eine Vorstufe des Dopamins. „Die L- Dopa-Menge muss sich in einem be- stimmten therapeutischen Fenster bewegen“, erläutert Gruppenleiter Sebastian Kruss. „Eine bestimmte Dosis kann für einen Patienten op- timal sein, für eine andere Patientin aber nicht.“ An einem solchen Test, der ähnlich wie eine Blutzuckermes- sung funktionieren könnte, arbeiten die Bochumer Forschenden derzeit gemeinsam mit Partnern des Fraun- hofer IMS in Duisburg. ■ Die Biosensoren können in speziellen Mikroskopen untersucht und für biologische Anwendungen genutzt werden WEITERE INFORMATIONEN r e m a r K / B U R : r e d l i B
T K N U P D N A T S 18 m o r t x e N : r e d l i B Kevin Boll, Nextrom: Für Hollowcore-Fasern haben wir Lösungen zur Preform- herstellung, fortschrittliche Ziehtürme und einzigartige Prüfgeräte entwickelt
3200 Meter pro Minute: Mit Glasfasern Tempo machen Mit dem Fokus auf Integration, Automatisierung und Nachhaltigkeit positioniert sich Nextrom als Komplettanbieter für die Herstellung optischer Fasern. Technical Director Kevin Boll schildert, wie neue Ziehöfen den Energiebedarf und den Gasverbrauch senken, während High-Speed-Prozesse und automatisiertes Prüfen die Produktivität beflügeln. Fertigungstechnik als Enabler optischer Backbones, etwa für künftige Rechenzentren und die Quantentechnologien. 19 LP.PRO: Nextrom bedient die gesamte Wertschöpfungs- kette optischer Fasern, von Preforms bis zu Kabeln. Wie schätzen Sie Ihre aktuelle Marktposition ein? Boll: Ich würde Nextrom hinsichtlich sowohl des Volumens als auch der Technologie als Marktführer in der gesamten Wert- schöpfungskette für optische Fasern einstufen. Das umfasst die Herstellung von Vorformen, den Pre- forms, das Ziehen von Fasern, Nach- bearbeitungsprozesse, Spezialfasern und Glasfaserkabel. Unser entschei- dender Vorteil ist, dass wir weltweit der einzige Anbieter sind, der echte End-to-End-Komplettlösungen für die Fertigung anbietet, von der Preform bis zum fertigen Kabel. LP.PRO: Warum ist das so wichtig? Boll: Dank dieser umfassenden Kom- petenz verstehen wir genau, wie sich jeder Prozess auf den nächsten auswirkt, und können die An- lagen nahtlos in den gesamten Fertigungsablauf integrieren. Eine breite Produktpalette erhöht zwar die Komplexität des Betriebs, ermöglicht es uns aber auch, Schwankungen der Marktnachfrage auszugleichen und gleichzeitig neue Trends im Blick zu behalten, die wir dann bei unseren F&E-Investi- tionen priorisieren können. „ wichtigste Motor für Spezial- und Telekommunikationsfasern“ LP.PRO: Wie schätzen Sie die Entwicklung der Nachfrage nach Standard- im Vergleich zu Spezialfasern ein? Boll: Der derzeit wichtigste Treiber ist die massive weltweite Expansion von Rechenzentren, die von Kupfer- auf Glas- faserverbindungen umgestellt werden. Jeder Fasertyp hat seine eigenen Stärken: Singlemode-Fasern sind nach wie vor Rechenzentren sind heute der kostengünstig, während Multimode-, Hollowcore- und Multi- core-Fasern Vorteile bei Dichte, Latenz oder Bandbreite bie- ten. Kein einzelner Fasertyp dominiert. Vielmehr wird es in Zukunft eine Mischung geben, auf die jeweilige Anwen- dung zugeschnitten. Mit zunehmender Reife und Kostenef- fizienz von Spezialfasern dürfte deren Marktanteil steigen, > > > aber Single mode-Fasern werden wichtig bleiben.
Der letzte Boom vor etwa sieben bis acht Jahren wurde mit Fiber-to-the-Home und 5G ausgelöst. In vielen Regionen, bei- spielsweise in China, den USA und Teilen Europas, ist dieser Ausbau weitgehend abgeschlossen, sodass Rechenzentren nun der wichtigste Motor für die Nachfrage nach Spezial- und Telekommunikations-Singlemode-Glasfasern sind. LP.PRO: Wo sehen Sie derzeit die technischen Herausfor- derungen – und an welchen Lösungen arbeiten Sie? Boll: Als Ausrüstungsanbieter kooperieren wir eng mit In- dustriepartnern, um die Fertigungstechnologie für Spezialfa- sern, wie Multicore- und Hollowcore-Fasern, voranzutreiben und so die Großserienfertigung ihrer Designs zu ermögli- chen. Für Hollowcore-Fasern haben wir Lösungen für die Preformherstellung, fortschrittliche Ziehtürme und einzigar- tige Prüfgeräte für diese komplexen, aber vielversprechenden Typen entwickelt. Der Fokus liegt darauf, unseren Partnern die Skalierung und Kommerzialisierung neuer Faserkonzepte mit Kosteneffizienz und Zuverlässigkeit zu ermöglichen. Un- sere intern entwickelte Nass-in-Nass-Beschichtungseinheit erlaubt beispielsweise Faserziehgeschwindigkeiten von über 3200 m/min, was auf präzises mechanisches Design, fort- schrittliche Temperaturregelung und stabiles, wiederholbares Spannungsmanagement zurückzuführen ist. Diese Systeme sind für eine einfache und schnelle Einrichtung ausgelegt und gewährleisten – dank ihrer präzisen und gleichmäßi- gen Komponentenleistung – Konsistenz über unser gesam- tes Produktportfolio hinweg. LPPRO: Wie weit ist denn die Automatisierung fortgeschrit- ten, etwa bei der Prüfung und Färbung von Glasfasern? Boll: Bei Telekommunikationsfasern können Prüfung und Fär- bung mittlerweile automatisiert werden. Unsere OFC-55-Li- nie nimmt 1000-km-Spulen direkt aus dem Ziehprozess auf 20 Boll: Unsere Nass-in-Nass- Beschichtungseinheit ermöglicht Faserziehge- schwindigkeiten von mehr als 3200 m/min
und automatisiert die Prüfung, Färbung und Aufwicklung auf Lieferrollen, wobei der Bediener nur minimal eingreifen muss. Der einzige manuelle Eingriff besteht darin, die fer- tigen Rollen abzunehmen. Eine automatische Wiederanbin- dung nach Faserbruch ist ebenfalls enthalten; sie fädelt die Faser automatisch wieder ein und startet die Produktion neu. Dieser Automatisierungsgrad erhöht den Durchsatz, indem er Verzögerungen durch den Bediener eliminiert und die Stück- kosten senkt; er erfordert jedoch höhere Investitionen. Die Prüfung von Spezialfasern ist aufgrund der Produktvielfalt nach wie vor weniger standardisiert und erfordert oft maß- geschneiderte Lösungen. LP.PRO: Nextrom betont, dass neue Ziehöfen den Ener- giebedarf erheblich senken können. Was bedeutet das in Zahlen, und welche Rolle spielen Rückgewinnung und Materialoptimierungen? mehreren Bereichen voran. Die Branche bewegt sich in Rich- tung LED-basierter UV-Härtung, die den Energie- und den Kühlbedarf senkt. Unsere LED-UV-Lösungen haben sich für den Hochgeschwindigkeitsbetrieb bewährt. Gemeinsam mit globalen Partnern testen wir neue Beschichtungen, darunter fluorierte und niedrigindexige Materialien, die für Hochtem- peratur- oder Spezialanwendungen geeignet sind. Unsere Systeme sind so konzipiert, dass sie sich schnell an neue Formulierungen anpassen und die für das Endprodukt erfor- derlichen Leistungsstandards erfüllen; für Glasfasern ebenso wie für Glasfaserkabel. LP.PRO: In einer Branche mit teuren Investitionsgütern spielen Nachrüstungen und Upgrades eine große Rolle – auch bei Nextrom? Boll: Als größter Anlagenhersteller für die Glasfaserindus- trie unterhält Nextrom ein spezielles globales Service- und 21 „ Nextrom-Öfen arbeiten ohne Helium und können jährlich mehr als 160 000 US-Dollar einsparen“ Upgrade-Team. Wir bieten umfassende Upgrades, von PC über SPSen bis hin zu Schlüsselkomponenten, um die Lang- lebigkeit und Kompatibilität der Anlagen zu gewährleisten. Unser Know-how bei komplexen Upgrades gründet sich auf eine mehr als 25-jährige Erfahrung mit Produktionslinien. Die Notwendigkeit eines Upgrades wird für jeden Kunden indivi- duell bewertet, wobei Risiken, Alter der Anlage, potenzielle Ausfallzeiten und die Kosten eines Ausfalls im Vergleich zu einem Upgrade berücksichtigt werden. Wir unterstützen dies mit lokalen und Remote-Teams weltweit für grundlegende und erweiterte Serviceleistungen und helfen unseren Kun- den so, ihre Betriebszeit und Produktivität zu maximieren. LP.PRO: Danke für das Gespräch. ■ www.rosendahlnextrom.com/fiber Boll: Wir legen bei unseren Öfen Wert auf Isolierung und präzises Heißzonendesign, um Energie zu sparen. Nextrom- Öfen arbeiten ohne Helium, das sowohl teuer als auch ein nicht erneuerbarer Rohstoff ist. Aufgrund des reduzierten Energie-, Helium- und Argonbedarfs kann das Nextrom- Ofensystem im Vergleich zu anderen jährliche Einsparungen von mehr als 160 000 US-Dollar erzielen. Unser Heliumrück- gewinnungssystem in der Faserkühlung recycelt mehr als 90% des in den Ziehlinien verwendeten Heliums. Es redu- ziert also den Verbrauch drastisch. Durch eine optimierte Druckregelung und Systemabdichtung in unseren Ziehöfen wird auch der Argonverbrauch minimiert. Dies ist Standard in unseren Öfen sowohl für Telekommunikations- als auch für Spezialfasern. Außerdem testen wir die Integration der CO2-Emissionsüberwachung und -berichterstattung für un- sere Produktionslinien, die unseren Kunden bald dabei hel- fen wird, ihre CO2-Bilanz und Nachhaltigkeitsziele genauer zu verwalten. LP.PRO: Beschichtungen sind entscheidend für die Leis- tung und Lebensdauer von Fasern. Welche Entwicklun- gen sind hier wichtig? Boll: Die Beschichtungstechnologie bei Nextrom schreitet in
Hochleistungs-LEDs für Horticulture und Industrie MiniLED-Verbindungen zuverlässig kleben E T K U D O R P 22 Delo hat die Zuverlässigkeit anisotrop leitfähiger Kleb- stoffe als Verbindungstechnologie für MiniLEDs bestätigt. Umfangreiche Tests zur Langzeitstabilität zeigen, dass die Klebverbindungen auch unter thermischer und klimati- scher Belastung stabil bleiben. Dem Unternehmen zufolge eröffnet dies neue Perspektiven für die effiziente, skalier- bare Serienfertigung von MiniLED- und künftigen Mic- roLED-Displays. k i n o r t u R : d l i B Die LED-Serie ist temperaturbeständig von -40 bis +125 °C Mit der Osconiq-P-3737-Batwing-Serie von ams Osram er- weitert der Distributor Rutronik sein Angebot an Hoch- leistungs-LEDs für anspruchsvolle Lichtanwendungen. Die Baureihe umfasst verschiedene Farbvarianten – von Hyper Red bis Horti White – und bietet laut Anbieter eine hervor- ragenende Flächenhomogenität und hohe Energieeffizienz für die Agrar- und Industriebeleuchtung. Durch ihr speziel- les Batwing-Strahlprofil (140°) liefern die LEDs eine gleich- mäßige Lichtverteilung ohne Hotspots. Die Wall Plug Efficiency (WPE) beträgt 80,1% bei 660 nm und 72,9% bei 730 nm, die sie bei 85 °C und 700 mA erreichen. Die LEDs bieten damit laut Anbieter eine überdurchschnittliche Energieausbeute. Die LEDs sind für Ströme bis 2800 mA ausgelegt, wodurch kompakte Leuch- ten mit hohem Photonenstrom realisierbar sind. Zudem erreichen sie lange Lebensdauern: bei Hyper Red 102 Ki- lostunden (khrs) gemäß LM80 Q90. Die Serie umfasst vier Haupttypen, die jeweils auf eine bestimmte Wellenlänge und Anwendung optimiert sind. Alle Varianten bieten hohe Zuverlässigkeit (bis 135 °C Junction-Temperatur) und 8 kV ESD-Schutz (HBM Class 3B) und sind in robusten SMD-Ge- häusen mit Silikonlinse verbaut. WEITERE INFORMATIONEN o l e D : d l i B MiniLED-Integration auf einer Leiterplatte mithilfe anisotrop leitfähiger Klebstoffe (schematisch): vor und nach der Platzierung sowie in Betrieb In den Versuchen prüfte Delo die Beständigkeit der Ver- bindungen über mehrere Hundert Stunden. Dazu wurden definierte Klebstoffmengen mittels Stempelverfahren auf strukturierte Testboards aufgebracht und einzelne sowie gruppierte MiniLEDs per Thermode bei 180 °C ausgehärtet. Die Proben wurden anschließend 500 Stunden bei 120 °C sowie unter kombinierter Belastung von 85 °C und 85% re- lativer Luftfeuchtigkeit gelagert. Die Bewertung umfasste Leuchttests, Strom-Spannungs-Messungen und Scherversu- che. Die Ergebnisse belegen laut Delo eine gleichbleibend hohe elektrische Leitfähigkeit und mechanische Festig- keit über die gesamte Testdauer. Selbst unter Wärme- und Feuchtigkeitsbedingungen, die herkömmliche Lötverbin- dungen stark beanspruchen, blieben die Kontakte stabil. WEITERE INFORMATIONEN
Nur wer die Präzision der Photonik mit der Stabilität der Mikroelektronik kombiniert, wird die Skalierung schaffen Zukunft Photonik: Von KI bis Quanten Die Photonik tritt in eine neue Phase ein. Dem erfolgreichen und gereiften Konzept des Lichts als Werkzeug folgen, als nächste Stufe der Entwicklung, vollständig integrierte photonische Systeme, die messen, rechnen und sich selbst optimieren können. Zwei Themen stehen exemplarisch für diesen Übergang: Künstliche Intelligenz in der Photonik und die Photonik in den Quantentechnologien. AUTOREN Lars Peter Trechow | freier Journalist Dr. Matthias Laasch | Chefredakteur von LP.PRO S C I N O T O H P E R U T U F 24 n o e n i f n I , y n t o l b a S a n i g e R / s i r a t c e p S , f p m u r T : r e d l i B
Welches Potenzial birgt Künstliche Intelli- genz für die Wert- schöpfung in den Optischen Technolo- gien? Diese Frage stellte die Fachkonfe- renz ‚KI in der Photonik’ Anfang Oktober in Berlin. Vor allem zeigte sie, wie kom- plex die Herausforderung ist, Daten für KI-Anwendungen überhaupt nutzbar zu machen. Erst die Strategie, dann die KI Am Anfang, sagt Stephan Kiene von Mi- crosoft Deutschland, müsse immer eine Datenstrategie stehen. Noch dominierten Datensilos, also unverbundene Systeme und inkompatible Formate. Kiene, der das Azure-Geschäft für öffentliche Auf- traggeber leitet, plädiert für zentrale Da- tenplattformen, auf denen Fertigungs-, Sensor- und Lifecycle-Management-Daten zusammenlaufen – und für genügend Re- chenleistung, um Simulationen, digitale Zwillinge und KI-Prozesse zugleich zu betreiben. Das übergeordnete Ziel laute, eine engmaschige 360°-Qualitätsüberwa- chung zu etablieren. Dass der Bedarf dafür unaufhaltsam wächst, machte unter anderem Martin Stambke deutlich. Der Produktmanager Sensorik bei Trumpf erinnerte daran, dass eine Autotür etwa 70 Schweißnähte auf- weise, eine Batteriezelle oder ein Brenn- stoffzellen-Stack jedoch mehrere Hundert – und keine einzige davon dürfe fehler- haft sein. Dr. Jan-Philipp Weberpals, Audi, und Konstantin Ribalko, Precitec, bestä- tigen das: Bei der Zellkontaktierung für Batteriemodule müsse trotz wechselnder Materialdicken und Schweiß tiefen jede Verbindung halten. Schon ein einziger Defekt könne einen mehrere Tausend Euro teuren Akku unbrauchbar machen. Christoph Hauck, Technologie- und Ver- triebsvorstand bei Toolcraft, formuliert klare Erwartungen an KI-Systeme: Sie sollten aus Sensordaten die idealen Pa- rameterkonfigurationen für eine voraus- schauende Prozessplanung ermitteln, Fehler in Echtzeit erkennen und so den Aufwand teurer CT-Prüfungen sen- ken. Für additive Verfahren wünscht er sich adaptive Echtzeitregelungen und eine First-Time-Right-Produk- tion, die selbst bei Losgröße 1 ohne Nacharbeit alle Qualitätsanforderun- gen erfüllt. Die Beispiele verdeutlichen, wie sich industrielle Rahmenbedingun- gen verändern: Anwendungen wer- den komplexer, Bauteile werthaltiger, Verfahren vielfältiger – und die An- forderungen an Rückverfolgbarkeit und Datenqualität steigen. Viele Un- ternehmen generieren heute enorme Datenmengen, die jedoch in isolier- ten Systemen liegen. So liefern sie oft nur geringe Erkenntnisgewinne; Zusammenhänge bleiben unklar, Feh- lerbewertungen erfolgen manuell und subjektiv. Hier setzt KI an – aber nur, wenn die Datengrundlage solide ist. Stephan Kiene machte deutlich, dass die Einführung von KI keine tech- nische, sondern eine strategische Aufgabe sei. Cloudbasierte Hoch- leistungsrechner und Datenplattfor- men eröffneten neue Möglichkeiten, Prozess-, Sensor-, Maschinen- und Prüfdaten dort nutzbar zu machen, wo sie gebraucht werden: in Simula- tionen, in Edge-Rechnern oder in der Fertigung selbst. Die Koexistenz zen- traler und dezentraler Infrastruktu- ren müsse bewusst gestaltet werden, um aus heterogenen Daten echten Mehrwert zu gewinnen. „Je mehr ge- nerierte Daten tatsächlich für KI-Mo- delle nutzbar sind, desto besser und realitätsnäher werden sie. Es ist ein selbstverstärkender Prozess, in dem die Datenplattform zum Innovations- treiber im Unternehmen wird“, hält Kiene fest. Wissen und Auto mation im Zusammenspiel Wie viel Detailarbeit nötig ist, zei- gen Thomas Kosche von BCT Steu- erungs- und DV-Systeme sowie Max Zimmermann vom Fraunhofer ILT. > > > 25 LP.PRO TO GO KI revolutioniert die Laser- materialbearbeitung – von der Prozessüberwachung bis zur aktiven Strahlfor- mung. Entscheidend sind eine saubere Datenstrate- gie sowie die Verbindung von Fachwissen und Auto- mation. Anwendungen wie das robotikgestützte Laser- auftragschweißen werden damit präziser, schneller und reproduzierbarer – bis hin zu selbstlernenden Fertigungsanlagen. Im Quantenlabor von Infi- neon verschmilzt Halblei- tertechnik mit Photonik: Ionenfallen und photoni- sche Chips als Basis einer neuen Generation integrier- ter Quantenprozessoren.
26 KI-gestützte, multisenso- rische Prozesskontrolle: Die Trefferquote entspricht aufwendigen Labormethoden – nur geht es deutlich schneller Um KI-Modelle für robotikunterstütztes Laserauftragschweißen (Laser Material Deposition, LMD) zu trainieren, galt es zunächst, ihre eigene Datengrundlage zu schaffen. „Für gute LMD-Ergebnisse muss man viele, oft wechselwirkende Parame- ter einstellen. Stimmen Vorschub und La- serleistung nicht, droht Überhitzung, oder das Pulver schmilzt nicht richtig“, weiß Kosche. Das systematische Durchtesten aller Varianten sei unmöglich – deshalb sollte KI die Parametrierung übernehmen und zugleich die Inline-Prozessüberwa- chung verbessern. Der Weg zur Serienreife war laut Ko- sche mühsam. Schon beim Aufbereiten der Daten traten Inkonsistenzen auf: ungenaue Zeitstempel, verschobene Maßstäbe, fehlerhafte Sensorkonfigura- tionen. „Es kommt schon bei der Da- tenerhebung aufs Detail an“, warnt er. „Und mit schlechten Daten sind keine guten Vorhersagen zu erwarten“, ergänzt Zimmermann. Erst nachdem alle Daten räumlich und zeitlich exakt zugeordnet waren, ließen sich zuverlässige Modelle trainieren. In einem Human-in-the- Loop-Ansatz labelten Prozessexper- ten zunächst kleine Datensätze, die anschließend von der KI erweitert und von Menschen korrigiert wurden – eine Kombination aus Fachwissen und Automatisierung, die schließlich zur Serienreife führte. Das Resultat: präzisere Vorhersa- gen der Wechselwirkungen zwischen Laserleistung, Schmelzbadtempera- tur und Materialverhalten. Die KI lernte, aus den Mustern des Schmelz- bads auf die nötige Laserleistung zu schließen und umgekehrt. Wie Zim- mermann berichtet, lassen sich so homogenere Schichten und stabilere Prozesse erzielen, „ganz ohne Regel- eingriffe“. Auch Martin Stambke hatte serien- reife Anwendungen parat. Bei Trumpf setzt man auf nutzerzentrierte KI- Lösungen, die Mitarbeitenden ohne KI-Vorkenntnisse den Nutzen unmit- telbar zeigen. Ein Beispiel stammt aus der Elektromotorfertigung: Dort
Links: Am Anfang, sagt Stephan Kiene von Microsoft Deutschland, müsse immer eine Datenstrategie stehen Rechts: Die Verbindung von KI und adaptiver Photonik an der RWTH Aachen – so- wie am Fraunhofer ILT – ist das Vortragsthema von Carlo Holly 27 Clemens Rössler, Infineon, will die Schnittstelle zwischen klassischer und Quantenpho- tonik beherrschen Im Quantenlabor von Infineon verschmilzt die Präzision und Skalierbarkeit der Halbleiterfertigung mit der Quantenphysik zu einer neuen Klasse an Chips verbinden Laser Kupfer-Hairpins, deren stark reflektierende Oberflächen und variable Teilequalität herkömmliche Grauwertalgorithmen an ihre Grenzen bringen. Um den nur 50 bis 500 µm klei- nen Laserspot korrekt zu positionieren, muss die Steuerung die Lage der Hair- pins exakt erkennen. Hier setzt Trumpf neuronale Netze als KI-Filter ein: Sie seg- mentieren das Bild, trennen das Bauteil vom Hintergrund und übergeben ein bi- narisiertes Schwarzweißsignal an den be- stehenden Algorithmus. „Wir schaffen Robustheit, indem wir Störeinflüsse he- rausfiltern, ohne die Nachvollziehbarkeit zu verlieren“, konstatiert Stambke. Tests mit 9500 Hairpin-Paaren belegen 99,8% First-Pass Yield – die restlichen 0,2% wa- ren echte Fehler. KI zum Selbermachen Parallel entwickelt Trumpf ein Selbsttrai- ningssystem, mit dem Anwender eigene Modelle anlernen können. „Unsere Kun- den kennen ihre Bauteile besser als wir“, sagt Stambke. Die cloudbasierte Plattform speichert automatisch Bilder aus der Fertigung, bietet Code-freie Nutzer- führung und schlägt Label vor, die im Human-in-the-Loop-Verfahren bestä- tigt oder korrigiert werden. Mit jedem Datensatz wird das Modell präziser – praktische Hands-on-KI statt abs- trakter Metriken. Als nächstes will Trumpf die Methoden auf komplexe Multisen- sorsysteme übertragen, etwa beim Schweißen der Bipolarplatten in Brennstoffzellen-Stacks. Die nur 75 bis 100 µm dünnen Platten müssen über mehrere Meter absolut dicht verschweißt werden; schon eine un- dichte Verbindung macht den gesam- ten Stack wertlos. Die 100%-Prüfung dauere heute zwei bis drei Minuten, sagt Stambke – aber das sei in der Serienfertigung nicht tragbar. Eine KI-gestützte, multisensorische Pro- zesskontrolle soll hier Abhilfe schaf- fen. Erste Versuche mithilfe einer Kurzwellen-IR-Kamera, eines Mik- rofons und eines neuronalen Netzes > > >
28 Stambke: Tests mit 9500 Hairpin-Paaren belegen 99,8% First-Pass Yield – die restlichen 0,2% waren echte Fehler „ Ionenfallen mit der Präzision einer Halbleiterfertigung herstellen Clemens Rössler, “ Infineon neuronaler Netze (ONN) entstehen, die mit multiplen Wellenlängen und nichtlinearer Optik rechnen. Die Verbindung von KI und ad- aptiver Photonik eröffnet hier neue Horizonte: Ein ONN könnte die Ener- gieverteilung des Lasers kontinuier- lich an Materialeigenschaften und Oberflächengeometrie anpassen – ein entscheidender Schritt zu selbstre- gelnden Laserprozessen. Mehr dazu in unserem Fachartikel zu diesem Thema ab Seite 30. Photonik im Quantenlabor Fortschritte bei KI und Photonik ver- deutlichen die enge Verknüpfung von Daten und Licht. Die hier zugrunde- liegenden Prinzipien – Parallelität, Energieeffizienz und optische Infor- mationsverarbeitung – fließen auch in die Entwicklung künftiger Quan- tencomputer ein. Im Quantenlabor von Infineon in Villach wird das greif- bar: Dort verschmilzt die Präzision und Skalierbarkeit der Halbleiterfer- tigung mit der Quantenphysik zu ei- ner neuen Klasse integrierter Chips. Quantencomputing gilt als die nächste technologische Disrup- tion – aber nicht, weil es klassi- sche Computer ersetzen soll. „Ein Quantencomputer ist kein schnelle- rer Computer“, erklärt Dr. Clemens Rössler, Physiker und Head of Ion Trap Systems in Infineons Quantum Lab. „Er ist nur effizienter für spezi- elle mathematische Aufgaben.“ Da- mit benennt Rössler den Unterschied zur klassischen Rechenlogik präzise: Es geht nicht um Taktfrequenz, son- dern um Effizienz bei mathematisch harten Problemen, deren Komplexität exponentiell wächst. In der Pharmaforschung etwa könnte ein Quantencomputer Mole- küle mit Hunderten Atomen simu- lieren – eine Aufgabe, die klassische High-Performance-Cluster bereits bei wenigen Atomen überfordert. Damit lassen sich Wirkstoffe oder zeigen, dass sich Leckagen zuverlässig erkennen lassen. Die Trefferquote ent- spricht aufwendigen Labormethoden – nur geht es deutlich schneller. Was viele Beiträge der Konferenz ver- band: KI in der Photonik verspricht einen messbaren und deutlichen Prozessfort- schritt. Vom Aufbau der Datenstrategie bis zur Integration in die Fertigung spannt der Bogen – und letztlich bis zur intel- ligenten Anlage, die nicht nur arbeitet, sondern lernt. Von der Überwachung zur aktiven Strahlformung Während die ersten KI-Anwendungen Be- obachtung und Diagnose betreffen, geht der nächste Schritt in die aktive opti- sche Steuerung. Professor Carlo Holly und Paul Buske, beide RWTH Aachen, stellten ein Konzept vor, bei dem Ma- chine Learning über die Prozessanalyse hinaus das Strahlprofil des Lasers in Echt- zeit moduliert. Ihr Team nutzt neuronale Netze, die in Simulationen und realen Prozessen ler- nen, wie sich Strahlquerschnitt und die Leistungsdichte beeinflussen lassen, um die Nahtqualität stabil zu halten. „Wir verlassen den rein digitalen Raum und bringen die Lernfähigkeit direkt in den optischen Pfad“, sagt Holly. Langfris- tig könnte daraus eine Klasse optischer
auch ein eigenes Testlabor, mit dem Ionenfallen-Chips unter realen Bedin- gungen geprüft werden. „Die Zukunft liegt in der Integra- tion von Ionenfallen und photoni- schen Chips“, sagt Clemens Rössler. Während klassische Photonik meist im Infrarot arbeitet, benötigen Io- nenfallen sichtbares Licht zwischen 400 und 1000 nm. „Das war techno- logisches Neuland – aber wir haben inzwischen Prozesse entwickelt, die diese Wellenlängen mit sehr gerin- gen Verlusten führen können.“ Dazu entwickelt das Infineon-Team Wellen- leiter, Diffraktionsgitter und Kopp- lungselemente, die Laserlicht präzise zu den einzelnen Ionen führen. Das Quantenlabor in Villach ar- beitet mit Partnern wie Quantinuum und IonQ zusammen. Infineon lie- fert dabei die standardisierte Hard- wareplattform. Laut Rössler steht das Ziel, 90% der Hardwarearchitek- tur standardisiert bereitzustellen. In Villach denkt man bereits über den nächsten Integrationsschritt nach: die Verschmelzung von Quanten- und Photonikchips. Optische Wellenlei- ter direkt unter den Elektroden sol- len künftig Laserlicht genau an jene Position führen, an der sich die Io- nen befinden. Vorteile sind ein stark vereinfachter experimenteller Aufbau und die Möglichkeiten der Skalierung. Die Entwicklung solcher hybriden Chips erfordert Synergien von Op- tik, Halbleitertechnik und Quanten- physik. „Wir wollen die Schnittstelle zwischen klassischer und Quanten- photonik beherrschen“, resümiert Rössler. Denn nur wer die Präzision der Photonik mit der Stabilität der Mi- kroelektronik kombiniert, wird letzt- lich die Skalierung schaffen. ■ Katalysatoren virtuell testen, bevor sie im Labor synthetisiert werden. Auch die Finanzportfolio-Optimierung und die Ver- sorgungslogistik von Konzernen – etwa Infineons eigene globale Supply Chain mit über 10 000 Kunden – lassen sich mathe- matisch auf sogenannte Knapsack-Prob- leme abbilden. „Mehr Qubits sind nur dann gut, wenn sie auch stabil rechnen können“, sagt Rössler. In der Praxis kommt es auf zwei Parameter an: die Zahl der Qubits und deren Zwei-Qubit-Fehlerrate. Erst wenn beide Größen ein bestimmtes Verhältnis erreichen, wird der Rechner nützlich – Infineon spricht von Quantum Useful- ness. Laut Rössler liegt diese Schwelle etwa bei 50 Qubits und einer Fehlerrate unter 0,1%. Bis dahin lassen sich Quan- tenprozessoren noch durch klassische Rechner simulieren, danach beginnt der echte Mehrwert. Infineon setzt auf die Ionenfallentech- nologie – das sogenannte Trapped-Ion Quantum Computing, das sich durch be- sonders stabile Qubits auszeichnet. In einer solchen Falle werden elektrisch geladene Atome – meist Barium-, Ytter- bium- oder Kalziumionen – über Mik- roelektroden in elektromagnetischen Feldern gehalten. Laser versetzen die Io- nen in definierte Zustände, als physikali- sche Grundlage der Quantenlogik. Quantenchips mit Photonik verschmelzen Infineons Stärke liege darin, Ionenfallen mit der Präzision einer Halbleiterferti- gung herzustellen, erklärt Rössler. Das Projekt begann 2017 mit einer Anfrage der Universität Innsbruck. Eine Master- arbeit brachte in der Folge den ersten funktionsfähigen Prototyp hervor – einen Chip, auf dem tatsächlich Ionen gefangen werden konnten. Später entstand aus die- ser Zusammenarbeit ein eigenständiges Venture. Richard Kuncic, Leiter der Busi- ness Line Power Switches bei Infineon, erkannte das Potenzial und stellte die In- itiative auf strategische Beine. Seit 2021 unterhält das Quantum Lab in Villach 29 29 t r e i r e n e g - I K PODCAST: MIT WARP 9 INS KI-ZEITALTER „Unendliche Weiten. Wir schreiben das Jahr 2025. Dies sind die Aben- teuer der Fachredaktion LP.PRO, die seit 40 Jahren unterwegs ist, um neue Technologien zu erforschen …“ 40 Jahre LP.PRO – in dieser Jubi- läumsfolge von ‚Photonics Radio‘ beamt sich die Redaktion ins Star- Trek-Universum: Der Captain (Mar- ko, Herausgeber und KI-Skeptiker) und Spock (Matthias, als Chefre- dakteur ein KI-Optimist) stehen plötzlich vor etwas Unbekanntem: KI – eine Klingonische Intelligenz? Zwischen Holodeck und Warp- Antrieb debattieren die beiden Abenteurer über KI-Chancen und -Risiken, mit Augenzwinkern und Trekkie-Nostalgie. Viel Spaß – hören Sie rein!
KI trifft Physik: Die datengetriebene Zukunft der Photonik Neue Ansätze Künstlicher Intelligenz in der Laserfertigungstechnik sowie im Optikdesign hat die Spectaris-Fachkonferenz ‚KI in der Photonik‘ demonstriert. Unterstützt von Fraunhofer ILT und dem Bundesverband IT-Mittelstand, gab das Forum einen Ausblick auf die Zukunft photonischer Prozesse in Entwicklung und Produktion. AUTOR Lars Peter Trechow, freier Journalist S C I N O T O H P E R U T U F 30 Künstliche Intelligenz transfor- miert die Photonik – doch sie darf die Physik nicht erset- zen. Nur wenn Modelle nicht allein aus Daten lernen, son- dern auch physikalische Gesetzmäßigkei- ten und Erkenntnisse einbeziehen, kann KI in der Photonik ihr Potenzial entfalten. ‚Data&Physics-Informed Machine Lear- ning‘ nennt Professor Carlo Holly diesen Brückenschlag zwischen datengetriebe- ner und physikbasierter Modellierung. Er eröffne völlig neue Wege zur Selbstop- timierung laserbasierter Fertigungspro- zesse, sagt Holly, bis hin zu autonomen Anlagen, die Fehler erkennen, bewerten und korrigieren können. Carlo Holly leitet den RWTH-Lehrstuhl für Technologie optischer Systeme sowie die Abteilung Data Science und Mess- technik am Fraunhofer ILT. Seine Gruppe für Computational Optics hat sich zwei Schwerpunkte gesetzt: zum einen opti- sche neuronale Netze, zum anderen die Automatisierung im Optikdesign. Holly treibt dabei die Frage um, inwieweit der strahlen- und wellenoptische Entwurf mit KI-Methoden automatisierbar ist, um Laserstrahlung schnell, effizient und kostengünstig an Fertigungspro- zesse adaptieren zu können. »Auch am Fraunhofer ILT haben wir daten- getriebene Innovation fest etabliert«, sagt Holly. Es sei etwa in LMD-Pro- zessen (Laser Material Deposition, La- serauftragschweißen) gängige Praxis, digitale Zwillinge einzusetzen oder zum Lösen inverser Probleme in der UKP-Lasermaterialbearbeitung (Ul- trakurzpuls) mit Prozesssimulatio- nen zu arbeiten. Der Trend gehe zu selbstlernenden Lösungen sowie zum Einsatz neuronaler Netze in der Qua- litätssicherung. Modelle interagieren mit der realen Welt Carlo Holly skizziert den Weg vom reinen Data-Informed Machine Lear- ning hin zu einem Data&Physics-In- formed Machine Learning: »Reine Sprachmodelle, die physikalische In- halte nur aus der Sprache extrahie- ren, also nur mitlernen, greifen in der Photonik oft zu kurz, weil wir doch häufig schon explizites Wis- , y n t o l b a S a n i g e R / s i r a t c e p S , T L I r e f o h n u a r F : r e d l i B n e h c a A H T W R , e k s u B l u a P
31 Die Werkzeuge der Data Science sind extrem mächtig, sagt Holly – und auf sehr viele photonische Prozesse anwendbar Die zugrundeliegende Idee und die technische Hauptentwicklung der optischen neuronalen Netze für die Strahlformung stammen von Paul Buske Professor Carlo Holly (Mitte): Datengetriebene Innovation am Fraunhofer ILT fest etabliert sen über die Physik der Prozesse ha- ben«. Das zu ignorieren und bei null zu starten, sei ein Umweg. Stattdessen plädiert Holly für direkte Interaktion der Modelle mit der realen physischen Welt. Denn darin sei der Weg zu auto- nomen, selbstlernenden Laseranlagen für die Materialverarbeitung methodisch vorgezeichnet. Und zwar in vier Stufen: Erstens Design und Modellierung mit- hilfe multiphysikalischer Modelle, Ray- tracing sowie CAD-Tools, immer öfter KI unterstützt. Zweitens Prozessmonitoring und Quality Inspection: Die Inline-Beob- achtung liefere bisher nur rückblickend Fehler und physikalische Abweichungen; wünschenswert seien hingegen Vorher- sagen. Stufe drei seien daher Prognosen auf der Grundlage eines immer tieferen Verständnisses der Fehlerursachen. „Dort angelangt“, sagt Holly, „liegt der vierte Schritt nahe – der aktive, korrigierende Eingriff in den Prozess.“ Mit KI zum geschlossenen Regelkreis Inwieweit dieser bereits real ist, zeigen Beispiele aus der Aachener Forschung. Bei der Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) optimiert ein KI- gestützter Sensor-Fusion-Ansatz die stoffliche Trennung von Recycling- werkstoffen wie Feuerfestmaterialien, Seltenen Erden oder hochwertigen Le- gierungen. LIBS allein ist allerdings nicht schnell genug. Deshalb bestim- men zunächst 3-D-Bildgebung, hyper- spektrale Analyse und maschinelles Lernen, wo Laserpulse sinnvoll ein- gesetzt werden. Eine andere Gruppe nutzt seman- tische Segmentierung zum Überwa- chen und Regeln der Elektroden- und Drahtposition in Schweißprozes- sen. »Das sind Vorboten einer akti- ven Qualitätsüberwachung, die bei Bedarf korrigierend in den Regel- kreis eingreift«, erklärt Holly. Mithilfe neuronaler Netze werden Sensorda- ten ausgewertet, Abweichungen er- kannt und in Echtzeit Korrekturen vorgenommen. Das System regelt Stromstärke, Drahtvorschub und Elektrodenposition selbsttätig – ein Schritt hin zu geschlossenen Regel- > > > kreisen in der Produktion.
Ein kritischer Punkt bleibt die Datenbasis. Hollys Gruppe arbeitet deshalb an sogenann- ten Foundation-Modellen für industrielle KI. Sie sollen große, heterogene Datensätze aus der Lasermaterialbearbeitung bündeln und für selbstüberwachtes Lernen nutzbar ma- chen. Der Algorithmus erkennt Muster in den zugrunde liegenden Daten.; anschließend können die vortrainierten Modelle schnell auf neue spezifische Anwendungen übertragen werden. Die Methode könne beispielsweise schon nach 20-minütigem Antrainieren mit zwei Dutzend manuell gelabelten Bildern ei- genständig weiterlernen, sagt Carlo Holly, und dann brauchbare semantische Segmen- tierungen für die Überwachung spezifischer Prozesse vornehmen. Nun gehe es darum, große Datenpools anzulegen und mit Indus- triepartnern Anwendungen zu identifizieren, für die dieser Ansatz sinnvoll ist. Doch es geht auch ganz ohne vorab annotierte Daten, wie Holly anhand der KI-basierten Überwachung eines Laser- schweißprozesses zeigt. Rohdaten aus einer koaxialen Kamera werden in diesem Verfah- ren in eine abstrakte Metrik in Form eines Ausgabeparameters übersetzt. Jedes einlau- fende Bild der Kamera erscheint als Wert in einem Diagramm. Sind die Bilder ähnlich, ergibt sich eine gleichbleibend flache Linie, dagegen weist ein Ausschlag auf eine Ano- malie hin. »Diese Methode liefert ohne Trai- ning an manuell gelabelten Daten sehr schnell Befunde für die Prozessüberwachung. Wir setzen sie bereits bei Industriepartnern ein«, berichtet Holly. In Videoaufnahmen demons- triert er das Verfahren: Peaks in der Kurve stimmen exakt mit Spritzer- oder Porenbil- dung überein. Das additive ELHA-Verfahren (Extremes Hochgeschwindigkeits-Laserautragschwei- ßen) kann in enormer Geschwindigkeit komplexe Geometrien funktional beschich- ten. Die Methode steht und fällt mit der Pa- rametrierung, und der Weg zum Optimum ist aufwendig: ein iterativer Prozess, mitun- ter mit mehr als 1000 Experimenten, Analy- sen, Querschnitten und Querschliffen, der mit hohem Zeit-, Material- und Personalauf- wand verbunden ist. Am Fraunhofer ILT läuft es schon anders. »Indem wir die Beziehung 32 Optisches (diffraktives) neuronales Netz für die Bildverarbeitung (Schema): Das Eingangslicht in Form einer Zahl trifft den korrekt beschrifteten Detektor Diffraktives neuronales Netz für Strahlformung (Schema): Ein Eingangsstrahl wird simultan in zwei verschiedenen Abständen in zwei unterschiedliche Intensitätsverteilungen geformt [1] Optical Stamping: Mikrostrukturieren mithilfe holografischer Stempel
vom Prozessparameter-Input zum Qua- litäts-Output systematisch analysieren, ermitteln wir Qualitätsmetriken«, erklärt Holly. Die Datenerfassung mit KI-Unter- stützung liefert die Basis zur Einordung der Versuchsergebnisse in diese Metrik. KI verspricht selbstlernende Anlagen Sogenannte Surrogatmodelle – virtuelle Abbilder realer Prozesse – lassen sich zu- sammen mit KI-Optimierungstools für eine intelligente Versuchsplanung nut- zen. Sie beruhen auf Messdaten aus dem Prozess und sind entweder als neuronales Netzwerk, in Form Gaußscher Prozessre- gressoren oder mit ähnlichen Ansätzen umgesetzt. »Wir führen beispielsweise einen Satz von Experimenten durch, bewerten sie und geben die Messergebnisse zurück in den Algorithmus“, sagt Carlo Holly. „Die- ser Algorithmus ermittelt automatisiert, welche Parameter wir als nächstes testen sollten. Das beschleunigt den Zyklus un- gemein.«. Der datengetriebene Ansatz re- duziere die Anzahl der Versuche deutlich und führe wesentlich schneller zum Ziel. Doch das sei nur ein Teil der Optimierung. Beim Durchlaufen dieser Schleife nehme das Surrogatmodell Gestalt an und lerne dazu. »Für die nächste Parametrierung müssen wir teils nicht mehr an die An- lage gehen, sondern wir geben dem Mo- dell eine Zielspezifikation. Hier kommt die erwähnte inverse Lösung zum Tra- gen«, berichtet er. Denn das Modell treffe anhand der Zielvorgabe direkt eine Vor- hersage der optimalen Prozessparameter. Es bleibt die Frage, ob derartige Methoden tatsächlich Laserbearbeitungsanlagen be- fähigen können, vollständig autonom zu lernen und zu fertigen. Um dies zu reali- sieren, hat Moritz Kröger, wissenschaft- licher Mitarbeiter am RWTH-Lehrstuhl für Lasertechnik, eine UKP-Strukturie- rungsanlage mit einer hochflexiblen Microservice-Architektur und Sensorik ausgestattet, darunter ein Weißlichtinter- ferometer und ein optischer Kohärenzto- mograf. Dieses System ergänzt das Team von Carlo Holly um ein Wechselwir- kungsmodell, in diesem Fall ein inver- ses Abtragsmodell. Es kann auf Basis klassischer numerischer Modelle die ideale Intensitätsverteilung der Laser- strahlung auf dem Bauteil errechnen. Diese Strahlverteilung setzt dann ein optisches neuronales Netz um. Die Methode findet für eine An- wendung valide Prozessparameter für die Bearbeitungsaufgabe binnen 15 Minuten anhand von einem Dutzend Probebohrungen. Bediener brauchen dafür erfahrungsgemäß zwei bis drei Tage und Dutzende Bleche. Diese KI- Iteration lässt sich auf verschiedene Dimensionen ausrollen, auf Laser- pulse, deren Abfolge und Rep-Raten oder die Strahlformen übertragen. Das Modell schafft es trotz aller Komplexität der Wechselwirkung, die Optimierungsschleife schnell und präzise umzusetzen. Im Wechselspiel aus UKP-Abtrag, Messung, Analyse und gezielter Anpassung der Para- meter iteriert es sich rasend schnell zu einem sehr guten Parametersatz auf dem Werkstück. Physikalische Realisierung neuronaler Netze Der Schritt von dieser iterativen Er- mittlung optimaler Intensitätsvertei- lungen zu deren Umsetzung führt über diffraktive neuronale Netze. Das Modell basiert auf einer Kaskade aus Phasenmasken, durch die Licht pro- pagiert. Es ist die physikalische Reali- sierung eines künstlichen neuronalen Netzes: »Wir können in einem opti- schen neuronalen Netz praktisch mit Licht rechnen, brauchen dafür keine digitale Infrastruktur und keine Co- dierung der Signale, sondern nutzen das durch die Phasenplatten propa- gierende Licht«, erklärt Holly. Dieses werde so umgeformt, dass es letzt- lich Rechenoperationen durchführt. Diese Methodik nutz sein Team nicht wie üblicherweise, um Informatio- nen im Bild zu entschlüsseln, etwa > > > 33 LP.PRO TO GO KI in der Photonik erfordert die Verbindung von Daten- analyse und physikalischem Wissen. Mit Surrogatmodellen, Sensorfusion und optischen neuronalen Netzen ent- stehen Laseranlagen, die Prozesse autonom stabili- sieren und optimieren. Fraunhofer ILT und RWTH Aachen zeigen anhand konkreter Anwendungen den State-of-the-Art der KI-gestützten Produktion.
kann. Mit diesem Ansatz realisie- ren die Forschenden holografische Werkzeuge, die anders als bisherige Laserverfahren nicht mehr auf Inten- sitätsverteilung in nur einer Ebene beruhen. »Wir nutzen die Freiheits- grade in der Strahlformung, um das Licht der Bearbeitungsaufgabe anzu- passen«, betont Holly. Anwendung findet der Ansatz im sogenannten Optical Stamping. Anstatt mühsam eine Mikrostruktur zu erarbeiten, re- alisiert das Team holografische Stem- pel entsprechend der Verteilung, die es abzutragen gilt. Damit lässt sich das Werkstück segmentweise in er- heblich weniger Schüssen bearbeiten. Das Strukturieren von Oberflächen braucht so nur noch ein Fünftel der bisherigen Prozesszeit. »Die Werk- zeuge, die uns die Data Science an die Hand gibt, sind extrem mächtig – und auf sehr viele photonische Prozesse anwendbar«, bilanziert Carlo Holly. Die Zukunft einer KI-unterstützten photonischen Fertigung hat bereits begonnen. Fazit KI wird zum integralen Bestandteil photonischer Prozesse. Aber nicht die Datenmenge allein entscheidet über den Fortschritt; ebenso wichtig ist ihre Verknüpfung mit physikalischem Wissen. RWTH Aachen und Fraunho- fer ILT zeigen, wie sich dieser Ansatz in reale Fertigungsketten integrieren lässt: von der datengetriebenen Simu- lation bis zur selbstlernenden Laser- anlage. Die Verschmelzung von KI und Physik weist der lasergestützten Produktion den Weg zu effiziente- ren, robusteren und intelligenteren Methoden. ■ ilt.fraunhofer.de zur Mustererkennung, sondern zur Laser- strahlformung. »Wir drehen das Prinzip um: Ausgehend von einer definierten Feldverteilung als Eingangsverteilung können wir das Licht so umformen, dass sich komplexe Ausgangsverteilungen er- geben.« Dabei schaffe Hollys Team eine direkte Verbindung zwischen KI und Pho- tonik über das Modell der optischen neu- ronalen Netze. Die zugrundeliegende Idee und die technische Hauptentwicklung der opti- schen neuronalen Netze für die Strahl- formung stammen von Paul Buske, Gruppenleiter der Computational-Optics- Gruppe im Team von Holly. Buske gibt einen tieferen fach- lichen Einblick in das Funk- tionsprinzip: Dessen Basis ist die wellenoptische Beschrei- bung der Propagation eines Felds und die Manipulation mittels einer Phasenmaske. Phasenhübe dienen in dem Modell als Knoten im neuro- nalen Netz; die Ebenen sind durch die Phasenmasken re- präsentiert, die im Aufbau in Form von SLMs (Spatial Light Modulators) realisiert werden können. Somit lassen sich Methoden, mit denen sonst neuronale Netze optimiert werden, im Optikdesign nutzen, um die Pixelwerte der Phasenmasken auszurechnen. Hoch- komplexe Optimierungsprobleme mit mehreren Millionen Freiheitsgraden wer- den beherrschbar. Mikrostrukturen holografisch stempeln Das Verfahren erlaubt es, Zielverteilungen auf mehrere Target-Ebenen zu optimieren, Systeme robust gegen äußere Einflüsse wie Vibration zu machen oder Aber- rationen zu kompensieren, die sich im Strahlengang aufsummieren. Selbst eine Inline-Justage von dynamischen Elemen- ten in den Phasenmasken ist machbar. Man baut quasi den digitalen Zwilling des Systems, mit dem es sich selbst justieren 34 Holografische Werkzeuge nutzen die Freiheitsgrade in der Strahlformung, um das Licht der Bearbeitungsaufgabe anzupassen Oberflächen strukturieren in einem Bruchteil der bisherigen Prozesszeit
Präzise Galvoscanner für Forschung und Industrie Einfache Volumenmessung mit Lidar-Sensor QbVolume ist eine intelligente 3-D-Lidar-Lösung von Blick- feld für die präzise Volumenmessungen in Echtzeit. Der smarte Sensor erfasst kontinuierlich räumliche Daten, ver- arbeitet sie direkt auf dem Gerät und liefert Informatio- nen zu Volumen, Füllständen und Materialbewegungen. Das Gerät vereint Hardware, Software sowie ein intuitives Dashboard zur Datenvisualisierung in einem kompakten IP67-zertifizierten Gehäuse. Power-over-Ethernet (PoE) und optionale WiFi-Konnektivität vereinfachen die Installation und die flexible Integration in bestehende Infrastrukturen. Optionales Zubehör umfasst unter anderem Montagehalte- rungen, Kabel oder Wetterschutzdächer. E T K U D O R P 35 h c e t o r e A : d l i B AGV10CPO: Kompakter Zweiachsen-Galvoscanner mit 10 mm Apertur für präzise und dynamische Laserprozesse Aerotech hat mit der AGV-CPO-Serie neue zweiachsige Laser-Scanköpfe vorgestellt, die präzise Bewegungssteue- rung und kompakte Bauweise kombinieren. Die Modelle der Core-Performance-Klasse sind durch 22 bit Auflösung, geringe thermische Drift und hohe Dynamik gekennzeich- net. Sie eignen sich sowohl für Forschung und Prozessent- wicklung als auch für industrielle Präzisionsbearbeitung. Die AGV-CPO-Serie umfasst Varianten mit 10, 14 sowie 20 mm Apertur und basiert auf der Core-Architektur des Herstellers, die dieser auch in den größeren AGV-HPO- und AGV-XPO-Scannern einsetzt. Zwei digitale Encoder mit 64 µm Abstand erhöhen die Positionsgenauigkeit, während die außerhalb des Galvos montierte Steuerelektronik eine thermische Entkopplung und langfristige Stabilität gewähr- leisten soll. Der Strahleintritt kann wahlweise auf der linken oder rechten Seite erfolgen. Alle Modelle der Reihe werden über die Plattform Automation1 mit dem GL4-Laserscanneran- trieb gesteuert. Anwender können Prozesse damit ohne Hardwareänderungen von der CPO- bis zur XPO-Variante skalieren. Laut Aerotech liegt der technische Vorteil insbe- sondere in der Integration der Bewegungssteuerung mit der Automation1-Plattform, die präzise Synchronisation und einfache Parametrierung verspricht. WEITERE INFORMATIONEN Die integrier- te Software übersetzt die erfassten 3-D- Daten direkt im Gerät in Volumenwerte d l e f k c i l B : d l i B Die integrierte Blickfeld-Software wurde laut Herstelleran- gaben gezielt für die Volumenmessung und -überwachung weiterentwickelt. Virtuelle, frei definierbare Messzonen er- möglichen die Anpassung an individuelle Einsatzszenarien. Darüber hinaus berücksichtigt die Software Materialformen sowie Lagerwinkel und -bedingungen, beispielsweise in ke- gel- oder würfelförmigen Zonen. Durch die Fusion mehrerer Lidar-Sensoren lassen sich großflächige Lagerbereiche oder komplexe Messumgebun- gen abdecken. Ein integriertes Dashboard visualisiert alle Daten übersichtlich und ermöglicht eine sofortige Aus- wertung. WEITERE INFORMATIONEN
MKS sprach mit erfahrenen Forschenden darüber, worauf es beim Aufbau und bei der Einrichtung eines Quantenlabors an- kommt. Zu den Gesprächspartnern gehör- ten: Christopher Monroe, Professor an der Duke University und Mitgründer von IonQ, der Trapped-Ion-Quantum-Compu- tersysteme entwickelt; Nick Hutzler, As- sistenzprofessor am California Institute of Technology (Caltech), nutzt Laser, um Atome und Moleküle für Experimente in der Nuklearphysik, der fundamenta- Ein Quantenlabor einrichten und betreiben Forschende im Bereich der Quantenphysik entwickeln weltweit unterschiedliche optische Ansätze, um Qubits stabil zu erzeugen, zu nutzen und zu übertra- gen. Eines haben sie gemeinsam: Für ihre Experimente benötigen sie Laser und photonische Komponenten sowie passende Laborbedingungen. AUTOR Vincent Issier | Senior Director Strategic Marketing bei MKS len Chemie und der Quanteninformatik zu steuern; Monika Aidelsburger, For- schungsleiterin am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (MPQ) und Professorin an der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) in München, leitet Projekte zur Quantensimulation mit neutralen Atomen in optischen Gittern; sowie Mirko Lobino, Professor und Leiter eines Forschungspro- jekts an der Universität in Trento/Italien. Er forscht zur Entwicklung integrierter Quantenphotonik als Plattform zur Her- stellung, Manipulation und Erken- nung optischer Quantenzustände. Mit ihm sprach MKS über die Be- deutung von Lasermesstechnik in der Forschung. Häufig unterschätzt: Das Laborklima Eine zentrale Herausforderung der Quantenphysik besteht darin, sta- bile Zustände sicherzustellen. Die Umgebungsparameter im Labor wie Temperatur, Luftströme und Luft- feuchtigkeit sind dafür entscheidend. Christopher Monroe erläutert: „Wir müssen eine Temperaturstabilität von 0,1 °F (etwa 0,06 °C) sicherstellen – zusätzlich zur Kontrolle von Luft- strom und Luftfeuchtigkeit. Die gute Nachricht: Das muss nur in den wenigen Kubikmetern rund um unser Experiment gewährleistet werden.“ Allerdings muss diese Sta- bilität vom ersten Aufbau bis zur Da- tenerfassung erhalten bleiben, wie er betont. Nur so lassen sich Hysterese- effekte vermeiden – auch wenn die Messungen oft nur wenige Sekun- den dauern. Auch Monika Aidelsburger bestä- tigt, wie wichtig die klimatischen Be- dingungen im Labor sind: „Die Atome selbst befinden sich zwar in Vakuum- kammern aus Stahl oder in unserem Fall Glas, die Laserstrahlen werden aber über Freistrahlstrecken gelenkt. Schon kleinste Schwankungen der Umgebungsparameter beeinflus- sen die Eigenschaften der einzelnen Strahlen, die auf wenige Mikrome- ter genau auf die Atome justiert wer- den müssen, um die Quantensysteme mit hoher Präzision kontrollieren zu können.“ Die Wissenschaftler waren sich auch darüber einig, dass herkömm- liche Gebäudeleittechnik hier nicht ausreicht. Sie alle haben sich eigene Kontrollsysteme zusammengestellt, um die Heiz- und Klimatechnik in den Laboren zu steuern. S C I N O T O H P E R U T U F 36 o n i b o L o k r i M / t n e i r T t ä t i s r e v i n U , r e g r u b s l e d i A / Q P M , h c e t l a C , S K M : r e d l i B
37 Im Labor von Nick Hutzler an der Caltech wird ein Matisse- Ti: Saphir-Laser mit einem Mixtrain-SFG-System von Spectra-Physics kombiniert Bei Quantenexperimenten müssen optische Komponenten häufig mit großer Genauigkeit positioniert und eng aneinan- dergesetzt werden Vibrationsfrei experimentieren Ebenso wichtig wie die stabilen thermi- schen Bedingungen ist die Vermeidung von Vibrationen. Monroe erklärt: „In un- serer Arbeit ist es entscheidend, dass der fokussierte Laserstrahl relativ zu den Ionen stationär bleibt. Typischerweise befinden sich unsere Laser etwa einen Meter von den Qubits entfernt. Selbst kleinste Vi- brationen können somit zu erheblichen optischen Fehljustierungen im Wechsel- wirkungsbereich führen. Um diese zu minimieren, sind unsere Labore im Erd- geschoss und unsere Experimente auf optischen Tischen, Breadboards und pneu- matisch isolierenden Tischbeinen aufge- baut. Wir haben unser Labor mit etwa 15 Tischen der Newport-RS4000-Serie und Stabilisatoren der S-2000A-Serie ausgestat- tet. Selbst wenn auf der stark befahrenen Bahnlinie in wenigen Hundert Metern Ent- fernung ein Zug durchfährt, beeinflusst das unsere Experimente nicht.“ Aidelsburger bestätigt, dass es sicher optimal ist, Kellerräume oder innenlie- gende Räume als Labor zu nutzen, die tatsächlichen Gegebenheiten las- sen dies aber nicht immer zu. Sowohl in den Laboren der LMU als auch am MPQ vertraut sie ebenfalls auf das oben genannte Setup. „Die op- tischen Tische mit den pneumatisch isolierenden Tischbeinen sind für uns unerlässlich. Zudem versuchen wir störende Vibrationen zu minimieren. So stellen wir alle Klimageräte vib- rationsisoliert auf oder platzieren sie wenn möglich im Nebenraum.“ Quantenspezifische Anforderungen Neben der Vibrationsisolierung stellt die Quantenforschung weitere spe- zifische Anforderungen an optische Tische und Montageplatten beziehu- ungsweise Breadboards sowie die da- rauf montierten Elemente. Beispielsweise die magnetische Abschirmung: In vielen Experimenten werden Magnetfelder eingesetzt, de- > > >
ren Stabilität von zentraler Bedeutung ist. Beeinflussungen – selbst im Bereich von Mikro- oder Nanotesla – müssen ausge- schlossen werden. In München beobach- ten die Forschenden zum Beispiel auch magnetische Schwankungen durch die nahegelegene U-Bahn-Strecke. „Wir müs- sen die Experimente zusätzlich aktiv sta- bilisieren, um das magnetische Rauschen zu unterdrücken“, erklärt Aidelsburger. Zusätzlich verwenden die Forschenden anstelle ferromagnetischer Materialien in der Nähe des Versuchsaufbaus aus- schließlich Oberflächen und Instrumente aus nichtmagnetischem Edelstahl. Auch die Komponentenplatzierung spielt eine maßgebliche Rolle: Üblicher- weise sind Standardlochabstände von 25,4 mm in der Photonik gut geeignet. Für Quantenexperimente müssen es al- lerdings häufig kleinere Abstände sein, um kleine Komponenten nah beieinan- der platzieren zu können. Alternativ wer- den hier häufig Breadboards mit halbem Lochabstand und zum Teil mit kleineren Gewinden verwendet. Nicht zuletzt müssen Komponen- ten hochpräzise bewegt werden: Opti- schen Tische in der Quantenforschung sind eng bestück und die Aufbauten äu- ßerst empfindlich, sodass kritische op- tische Komponenten häufig elektrisch von außen justiert werden müssen. Hier gilt es, sehr feine Bewegung mit hoher Wiederholgenauigkeit durchzuführen. Piezoaktoren wie der Newport Pi- comotor lassen sich hochaufgelöst in Schritten von 30 nm und mit einer Wiederholgenauigkeit von ±1 µm be- wegen. Zudem sind Driftfreiheit im ausgeschalteten Zustand, schnelle Ansprechzeiten sowie die Verwend- barkeit der Instrumente im Vakuum oder in Kryosystemen entscheidend. Die Wahl von Laser und Optiken Welche Laser und Optiken verwendet werden, hängt sehr vom spezifischen Forschungsgebiet und von den jewei- ligen Experimenten ab. Eine zent- rale Voraussetzung für Aidelsburger ist es, dass die Laser rauscharm in Hinblick auf Frequenz und Intensität sind. Sie nutzt bei ihren Forschun- gen unterschiedliche Dauerstrich laser und erklärt: „Um die Atome in Fallen zu fangen, benötigen wir beispiels- weise abstimmbare Laser mit hohen Leistungen und einer schmalen spek- tralen Linienbreite, wie die Lasersys- teme Millennia eV 25 und Matisse CS, die wir verwenden, um mehrere Tau- send Atome in optischen Gittern zu fangen.“ Monroe erklärt: „Wichtig sind bei uns beugungsbegrenzte Optiken mit hoher numerischer Apertur – bis zu NA=0,8 – sowohl auf der Fokussie- rungs- als auch auf der Detektions- 38 Ein neues Laserlabor am Max-Planck- Institut für Quantenoptik mit optischen Tischen und einer für die Quantenforschung ausgelegten Temperaturstabilisierung Charakterisierung von Strahlprofilen einer integrierten photonischen Schaltung. Von links: Strahlprofil bei 1550 nm, 750 nm sowie ein Modenabgleich (die vertikale Verschiebung wird von einer chromatischen Aberration der Linse erzeugt)
seite des Systems. Wenn wir den Laser nicht präzise auf ein einzelnes Ion fokus- sieren können, leidet die Gattergüte, und das System lässt sich nicht skalieren, da die Ionen weiter voneinander entfernt platziert werden müssen, um ein Über- sprechen zu vermeiden. Unser Ziel ist es, möglichst viel Fluoreszenzlicht zu sam- meln, um das Signal-Rausch-Verhältnis zu verbessern und die Auslesegeschwin- digkeit der Qubits zu erhöhen.“ Auch Nick Hutzlers Arbeit umfasst vielfältige Themen. Für seine Forschung in der molekularen Spektroskopie ist eine breite Durchstimmbarkeit allerdings von höherer Priorität als eine geringe spektrale Linienbreite. Er erklärt: „Die typischen Laser, die für die atomare Küh- lung eingesetzt werden, sind für uns zu schmalbandig, während die abstimmba- ren Laser, die für Mikroskopieanwendun- gen entwickelt wurden, zu breitbandig sind. Wir brauchen etwas dazwischen.“ Seine Arbeitsgruppe setzt deshalb den Ti:Saphir-Laser Matisse von Spectra-Phy- sics als flexible Laserquelle ein – auch wenn der Wissenschaftler dessen Linien- breite gelegentlich erhöht hat, damit er den Anforderungen seiner Experimente gerecht wird. Die Kombination aus dem Ti:Saphir-Laser mit dem Mixtrain-Sum- Frequency-Generatorsystem (SFG) erlaubt die Spektroskopie und Lasersteuerung kalter Atome und Moleküle, die auf der Suche nach fundamental neuen Partikeln und Kräften benötigt werden. Herausforderung integrierter Quantenphotonik Eine zusätzliche Schwierigkeit benennt Mirko Lobino, der mit seinem Team an der Universität Trient eine integrierte photonische Schaltung in Lithiumniobat entwickelt hat. Die mithilfe der Protonen- austauschtechnik gefertigte Schaltung kann den Quantenzustand von Licht bei Telekommunikationswellenlängen erzeu- gen, manipulieren und messen. Da der Herstellprozess für einen Wellenleiter aus Lithiumniobat spezielles Fachwissen und hochspezialisierte Produktionsanlagen er- fordert, ist es entscheidend, den Aus- gangsmodus des fertigen Bauteils zu überprüfen. Das Team nutzt dazu Messgeräte von MKS: Eine mit Phosphor beschich- tete Ophir-Kamera in Kombination mit der BeamGage-Software wird verwen- det, um die Modencharakteristik am Ausgang des integrierten Bauteils zu bestimmen. Lobino erklärt: „Diese Charakterisierung ist wichtig, um zu überprüfen, ob unsere Wellenleiter im Einzelmodenbetrieb arbeiten, ob der Modus eine gute Überlappung mit Standardglasfasern aufweist und um die Überlappung mit dem Pumpmodus zu berechnen – damit wir die Effizi- enz der spontanen parametrischen Ab- wärtskonversion abschätzen können.“ Ein flexibles Labor als Grundlage Für Forschungsteams ist es erforder- lich, in jedem Quantenlabor auf ein breites Spektrum an Lasern, Optiken, Messtechnik und optomechanischen Komponenten zugreifen zu können. „Meine Gruppe weiß oft erst, wel- che Wellenlänge wir benötigen, wenn das Experiment bereits aufgebaut ist“, sagt Hutzler. „Deshalb müssen wir auf alles vorbereitet sein.“ Er führt diesen Gedanken weiter und gibt ei- nen abschließenden Rat für alle, die neu in das Fachgebiet einsteigen: „Be- halten Sie im Hinterkopf, dass der Verlauf Ihrer Forschung wahrschein- lich unerwartete Wendungen nehmen wird. Scheuen Sie sich nicht, etwas in Betracht zu ziehen, das ursprüng- lich nicht Teil Ihrer Planung war. Und versuchen Sie, ein Labor und einen Gerätebestand aufzubauen, die Sie nicht einschränken, falls Sie sich ent- scheiden, eine neue Richtung einzu- schlagen.“ ■ www.mks.com 39 LP.PRO TO GO Quantenforschung basiert auf hochsensiblen Aufbau- ten, die in entsprechenden Laboren untergebracht werden müssen. Extrem stabile Umge- bungsbedingungen, beispielsweise bezüglich Temperatur und Vibrati- onsfreiheit, sind Voraus- setzung für störungsfreie Quantenexperimente. Die Wahl der geeigneten Laser- und Optiksysteme sowie der Messtechnik hängt vom jeweiligen Forschungsfeld in den Quantentechnologien ab.
Das Objektiv ermöglicht die Bildgebung in hoher Qualität und mit reproduzierbaren Ergebnissen bei kritischen Inspektions- und Messauf- gaben s a t i l e c x E : d l i B E T K U D O R P 40 Apochromatisch korrigiertes Weitfeld-Mikroskopobjektiv Excelitas präsentiert ein neues apochromatisch korrigier- tes Zehnfach-Weitfeld-Mikroskopobjektiv für große Objekt- und Sensorgrößen. Das Optem 10X M Plan Apo bietet nach Angaben des Herstellers eine gleichförmige Abbildungsleis- tung, die sich für präzise optische Inspektionen eignet. Es unterstützt auch Sensoren mit mehr als 30 mm Diagonale. Mit der hohen numerischen Apertur von 0,28 erreicht es Auflösungen bis 1 µm bei einem Arbeitsabstand von 34 mm. Das Design wurde für große und flache Sichtfelder optimiert und liefert nach Aussage des Herstellers eine ho- mogene Auflösung und hohe Kontraste über das gesamte Bildfeld. Das auf unendlich korrigierte Objektiv hat eine parfokale Entfernung von 95 mm. Dem Hersteller zufolge lässt sich das Weitfeldobjektiv in verschiedenen Mikroskopiesystemen einsetzen, beispiels- weise dem Optem Fusion von Excelitas. Anwendungen liegen im Halbleiter-Backend-Prozess, in der Elektronik- inspektion oder bei anspruchsvollen Forschungsaufgaben, bei denen Bildqualität oder hoher Durchsatz entscheidend sind. WEITERE INFORMATIONEN Hochgeschwindigkeits-Digitizer mit USB 3.2 Hochgeschwindigkeits-Digitizer sind ein wichtiger Baustein in Analyse- und Sensorsystemen wie Massenspektrome- tern, Swept-Source-Optical-Coherence-Tomographie, Lidar, automatisierten Testgeräten und Glasfaser-Sensorplattfor- men. Für diese Anwendungen erweitert Teledyne SP De- vices seine ADQ3-12-bit-Digitalisierer um den ADQ3-USB. Das neue Modell wurde für die anspruchsvolle Datenerfas- sung auf kompaktem Bauraum entwickelt. Er bietet laut Geeignet für die Hochge- schwindigkeitsdatenerfassung in Sensorik und Bildgebung B i l d : Te l e d y n e S P D e v i c e s Hersteller die volle Leistungsfähigkeit der ADQ3-Plattform. Das Gerät ist in einem robusten, lüfterlosen und kompak- ten Gehäuse untergebracht, das die nebeneinanderliegende Montage von zwei Einheiten in einem Standard-1U-19- Zoll-Rack ermöglicht. Damit kann der Digitizer nahe am Detektor platziert werden; die Leitungslänge lässt sich so minimieren und Signalreflexionen lassen sich reduzieren. Der Digitizer unterstützt kontinuierliches Daten-Strea- ming mit bis zu 2 GB/s über USB 3.2. Er verfügt über in- tegrierte FPGA-Funktionen für die Signalverarbeitung in Echtzeit und kann Rohdatenmengen bis 20 GB/s effizient reduzieren und ohne Verzögerung übertragen. Weil keine PCIe-Steckplätze benötigt werden, lässt sich der ADQ3-USB in Mini-PC und Laptops integrieren. Damit eignet er sich beispielsweise für den Einsatz in mobilen Geräten, Embed- ded-Systemen und OEM-Anwendungen. Eine wichtige Eigenschaft des ADQ3-USB ist dem Her- steller zufolge die Unterstützung mehrerer Firmware- Pakete, die auf spezifische Anwendungsanforderungen zugeschnitten sind. Unter anderem für die Standard-Daten- erfassung, die Wellenformmittelung, die Impulserkennung oder für kundenspezifische FPGA-Entwicklungen. WEITERE INFORMATIONEN
Handgeführter 3-D-Laserscanner in neuer Modellreihe Verbesserte Messtechnologie für AR-Optiken Trioptics verbessert die Charakterisierung der Abbildungs- qualität von Augmented-Reality-Optikkomponenten (AR) mit einem Upgrade des ImageMaster Lab AR Flex. Das opti- onale Upgrade integriert die Messung von Parametern wie Farbe und Helligkeit, die bisher häufig über separate Sys- teme erfasst wurden, nahtlos in die Bewertung der Abbil- dungsqualität. Dadurch werden Arbeitsabläufe vereinfacht und die Produktivität erhöht. Das System basiert auf fort- schrittlicher Spektrometrie und fotometrischem Filter mit einer V()-Antwort. E T K U D O R P 41 Das Messsystem qualifiziert die Prüflinge für hochwertige AR- Anwendungen s c i t p o i r T : d l i B Es misst Parameter wie Veiling Glare und Relative Flux (relative Effizienz). Mit Intensitätsmessungen und einem spezialisierten Raster erkennt und misst das erweiterte System diese kritischen Leistungsparameter. Das Upgrade lässt sich laut Hersteller in bestehende ImageMaster- Lab-AR-Flex-Systeme integrieren. Das System eignet sich für die Bewertung diffraktiver und reflektierender AR- Waveguides, Gläser, Projektoren beziehungsweise Light Engines und vollständiger AR-Module. Mithilfe des zu- sätzlichen Upgrades einer robotischen Ladestation lässt sich dem Anbieter zufolge die automatisierte Messung an mehreren Prüflingssätzen vereinfachen. m r o f a e r C : d l i B Das Touchdisplay integriert alle wesentlichen Be- dienfunktionen und macht den ständigen Wechsel zwischen Scanner und PC überflüssig HandyScan 3D EVO Series ist eine neue Serie von handge- führten 3-D-Laserscannern des Herstellers Creaform. Die Scanner verfügen über Wireless-Konnektivität mittels eines Mobilitäts-Kits sowie ein integriertes GUI, und sie ermögli- chen eine direkte Validierung sowie die Unterstützung des Bedieners in Echtzeit über das Touchdisplay. Dieses verfügt über eine Diagonale von 4,3 Zoll für die Echtzeitdarstel- lung und den schnellen Zugriff auf Parameter und Verar- beitungsoptionen. Eine 12-Megapixel-Kamera ermöglicht Augmented-Reality-Funktionen und vereinfacht die Doku- mentation des Prüfprozesses durch Fotografie. Inbetriebnahme und wichtige Werkzeuge lassen sich mittels Tastendrucks ausführen, darunter 3-D-Manipula- tion (Netz) und erweiterte Scanfunktionen wie der Hoch- auflösungsmodus und Clipping-Optionen. Für optimierte wiederkehrende Prüfungen und verbesserte Qualitätskon- trollprozesse eignet sich die neue automatische Ausrich- tungsfunktion. Eine Messgenauigkeit von 0,020 mm und eine Volumengenauigkeit von 0,020 mm+0,015 mm/m er- reichen die Scanner der Serie mittels der 46 blauen Laser- linien. Die Geräte eignen sich für 3-D-Scanning, Reverse Engineering, Qualitätskontrolle, zerstörungsfreie Werkstoff- prüfung, Produktentwicklung sowie Wartung. WEITERE INFORMATIONEN WEITERE INFORMATIONEN
Sichere Laserbeschriftung in der Medizintechnik Die Laserbeschriftung hat sich in der Medizintechnik als zuverlässiges Verfahren zur dauerhaften und rückverfolgbaren Produktkennzeichnung etabliert. Sie erfüllt zentrale Anforderungen an Korrosionsbeständigkeit, Biokompatibilität und Lesbarkeit. Fortschritte in der Lasertechnologie und Prozesskontrolle ermöglichen es inzwischen, herkömmliche tinten- basierte Verfahren zu ersetzen. Die Produktkennzeichnung spielt eine Schlüsselrolle für die sichere, lückenlose Rück- verfolgbarkeit und UDI-Kon- formität von Medizintechnik. Ein zentrales Sicherheitskriterium für die Markierung von Medizinprodukten ist die Korrosionsbeständigkeit. Dies betrifft Produkte aus Metall, wie chirurgische In- strumente aus Edelstahl oder Implantate aus Titan. Werden die Produkte mehrfach verwendet, muss die Beschriftung den Aufbereitungszyklen standhalten, ohne dass Korrosion entsteht und die Lesbar- keit beeinträchtigt wird. Inzwischen setzt sich die Laserbe- schriftung zunehmend auch bei sehr empfindlichen Materialien durch, zu denen viele medizinische Kunststoffe gehören. Ebenso bei empfindlichen Produkten, wie Herzschrittmachern oder anderen aktiven Implantaten. Bislang kommen für solche Pro- dukte tintenbasierte Verfahren zum Einsatz, zum Beispiel das Tampon- druckverfahren. Tinten oder Farben werden in sensiblen Bereichen wie der Medizintechnik im Hinblick auf die sichere Lesbarkeit und Biokom- patibilität jedoch zunehmend kritisch bewertet. Hinzu kommt der hohe An- teil an Ausschuss aufgrund fehlerhaf- ter Druckergebnisse, beispielsweise durch Verwischen oder Abfärben. Aufwendige Qualitätskontrollen und Trocknungsprozesse stehen einem ef- fizienten und reibungslosen Produk- tionsablauf im Weg. G N U T I E B R A E B L A R E T A M I 42 g n i v a r g n E + g n i k r a M r e s a L a b o F : r e d l i B UV-Lasermarkierter Einweg-Saugkatheter
Laser für die Beschriftung Im Gegensatz dazu ist die Laserbeschrif- tung ein hocheffizientes berührungslo- ses Verfahren. Auf potenziell kritische Fremdstoffe kann mit Beschriftungslasern verzichtet werden, und auch hitzeemp- findliche Produkte können zuverläs- sig lesbare, dauerhafte und abriebfeste Kennzeichnungen erhalten. Neben Ultra- kurzpulslasern lassen sich UV-Laser für extrem schonende Markierungen einset- zen. Sie eignen sich besonders zur kont- rastreichen Kennzeichnung empfindlicher medizinischer Kunststoffe. Da die Markierung durch einen fo- tochemischen Effekt entsteht und ohne nennenswerte thermische Belastung aus- kommt, wird sie auch kalte Markierung genannt. Die Materialoberfläche bleibt glatt und hygienisch bei sicher lesbarer und abriebfester Markierung. „Die neu- esten technologischen Fortschritte im Bereich der UV-Lasertechnologie ermögli- chen die zuverlässige Kennzeichnung von Materialien, die bislang nur schwer mit Lasern zu markieren waren“, sagt Phil- ipp Febel, Director Product Management, Marketing & R&D bei Foba. Dafür eignet sich die V-Serie von Foba mit Wellenlän- gen von 355 nm und 532 nm. Tiefschwarz und sicher markieren Für besonders hohe Anforderungen an Markierqualität, Lesbarkeit und Mate- rialintegrität ist das sogenannte Black Marking geeignet. Durch den Einsatz ultrakurzer Laserpulse entsteht eine Na- nostruktur, die zu einer tiefschwarzen Markierung führt. Für das Black Marking werden Ultrakurzpulslaser wie der Foba F.0100-ir eingesetzt. Dieser Laser gene- riert Pulse im Femto- und Pikosekunden- bereich mit hoher Pulsenergie. Mit der stufenlos einstellbaren Pulsbreite lassen sich die Parameter präzise an die Markier- anforderungen anpassen. Der Energieein- trag ist so fokussiert und minimal kurz, dass die Black-Marking-Strukturen, die auch als Schwarzmarkierungen bezeich- net werden, nahezu ohne Wärmeeintrag Ultrakurzpulslaser Foba F.0100-ir für das Black Marking 43 entstehen, während die Integrität der Oberfläche erhalten bleibt. Das Ma- terial wird dabei so weit wie mög- lich geschont und eine Markierung erzeugt, die dauerhaft, zuverlässig aus jedem Winkel ablesbar, korrosi- onsfrei, biokompatibel und biostabil sowie UDI-konform ist. Markierungen sicher positionieren Der Markierprozess selbst und des- sen Qualifizierung sind ebenso ent- scheidende Faktoren und zentrale Bestandteile der Qualitätssicherung. Febel erklärt: „Die erfolgreiche Be- gleitung des IQ-/OQ-/PQ-/MQ-Pro- zesses ist fester Bestandteil unseres Services für Medizintechnikhersteller. Als Laserexperten bringen wir unser Fachwissen in die Prozesse unserer Kunden ein. So entstehen Synergien, die eine reibungslose, zeitnahe In- stallation und Gerätequalifizierung ermöglichen, was die Basis für hoch- effiziente, ausschussfreie, langfristig stabile Produktionsprozesse bildet.“ Der kamerabasierte Markierprozess HELP (Holistic Enhanced Laser Pro- cess) ist auf diese regulatorischen und produktionstechnischen Anforderun- > > > gen zugeschnitten. LP.PRO TO GO Laserbeschriftung liefert in der Medizintechnik dau- erhafte, korrosionsfreie und UDI-konforme Kenn- zeichnungen auf Metall- und Kunststoffprodukten. Eine mittels ultrakurzer Laserpulse generierte Nanostruktur bildet eine besonders tiefschwarze Markierung in metallischen Oberflächen. Kameragestützte Prozesse sichern die präzise Positio- nierung, Qualitätskontrolle und Dokumentation der Markierungen für stabile Produktionsabläufe.
Mittels UV-Laser markierte Kehlkopfmaske aus Silikon 44 Eine in der Black-Marking-Technik bearbeitete medizinische Klemme aus Edelstahl Ultrakurzpulslaser erzeugen ein kontrast reiches Schriftbild auf einem medizinischen Löffel nung von Produkten, sondern ist ein wesentlicher Bestandteil zur Einhal- tung regulatorischer Anforderungen, zur Sicherstellung der Qualität und zur Gewährleistung der Rückver- folgbarkeit. Für eine fachgerechte Umsetzung sind eine umfassende Beratung, Anwendungstests und die genaue Abstimmung aller Pro- zessparameter erforderlich. Mit Ex- pertenwissen, validierten Verfahren, kameragestützten Kontrollsystemen und dokumentierten Prozessschrit- ten kann die Laserbeschriftung zur Produkt- und Patientensicherheit beitragen. Das Verfahren ist außer- dem für kommende Produktionsan- forderungen vorbereitet. Kompakte Markiersysteme, standardisierte Schnittstellen sowie digitale und au- tomatisierte Prozesslösungen ermög- lichen eine Integration in moderne Fertigungsumgebungen. ■ www.fobalaser.com Dabei erfasst das im Laser integrierte Ka- merasystem IMP (Intelligente Markier- positionierung) vor der Beschriftung die Lage und Geometrie des Bauteils und richtet die Markierung automatisch daran aus. Die Kennzeichnung erfolgt präzise und unabhängig von der Positionierung des zu markierenden Produkts im Mar- kierfeld. Diese Funktion ist auch vor dem Hintergrund des Trends zur Miniaturisie- rung in der Medizintechnik bedeutend: Besonders wenn der Platz begrenzt ist, zum Beispiel auf Dentalimplantaten, mi- nimalinvasiven Instrumenten oder Kathe- tern, ist eine hochpräzise Positionierung der Markierung entscheidend für die Lesbarkeit. Nach der Beschriftung wird das Mar- kierergebnis direkt im Laserbeschrif- tungsgerät auf Inhalt und Codequalität überprüft, und die Ergebnisse werden lückenlos dokumentiert. Ein ausgereif- ter, kamerabasierter Markierprozess wie HELP bietet damit einen entscheidenden Mehrwert bei der Produktkennzeichnung: Der effiziente Workflow reduziert den manuellen Prüfaufwand, minimiert Aus- schuss und ermöglicht eine lückenlose Dokumentation der Markierqualität. Fazit Die Laserbeschriftung dient in der Me- dizintechnik nicht nur der Kennzeich- BESCHRIFTUNGSQUALITÄT IN TESTS BESTÄTIGT Der Medizintechnikdienstleister Add‘n Solutions und der Hersteller von Laserbeschriftungsgeräten für die Medizintechnik, Foba Laser Marking + Engraving, führten Langzeittests zur umfassenden Bewertung der Korrosionsbestän- digkeit und Beschriftungsqualität durch. Dazu wurden lasermarkierte Instrumente 1000-fach in einer vollautomatischen Anlage gereinigt und passiviert, im Anschluss daran autoklaviert und zusätzlich einer periodischen hochalkalischen Reinigung unterzogen. So wurde nachgewiesen, dass die Beschrif- tungen – in diesem Fall mit dem Ultrakurzpulslaser Foba F.0100-ir erzeugt – auch nach über tausend Reinigungs- und Sterilisationszyk- len beständig und zuverlässig sind. „Die Markierung ist noch immer hervorragend lesbar“, sagt Dominik Pfeiffer von Add’n Solutions. „Sie übersteht die komplette Lebens- dauer eines Instruments. Bei den Testinstrumenten gab das Material vor der Beschriftung auf.“
Optische Prüftechnik für fehlerfreies Pharmaglas Skalierbare Embedded-Vision-Hardware Die Vision Box AGE-X6 ist ein modular erweiterbarer Embedded-Vision-Rechner von Imago Technologies. Die kompakte, lüfterlose Einheit mit Intel-Core-Embedded-Pro- zessoren der 14. Generation verfügt über vier USB4-Schnitt- stellen, um externe GPUs, Hochgeschwindigkeitsspeicher und Hochleistungskameras mit jeweils bis zu 40 Gbit/s anzubinden. Die USB4-Architektur der AGE-X6 ermöglicht laut Hersteller eine schrittweise Erweiterung der Rechen- leistung, ohne bestehende Hardware oder Zertifizierungen zu verändern. Die AGE-X6 arbeitet mit Linux- und Windows-Betriebs- systemen und lässt sich über Imagos Software-SDK in gän- gige Machine-Vision-Frameworks integrieren. Typische Anwendungen sind KI-gestützte Bildauswertung, Qualitäts- kontrolle mit Deep Learning und hochauflösende Multika- mera-Setups. E T K U D O R P 45 s e i g o l o n h c e T o g a m I : d l i B Kompakter Industrie-PC, flexibel erweiterbar über USB4 Das modulare Konzept eignet sich besonders für Serien- maschinenbauer, die mehrere Maschinentypen auf einer gemeinsamen Hardwareplattform betreiben. So sollen Entwicklungs- und Wartungskosten sinken, während die Plattform zukunftssicher bleibt. Einsatzmöglichkeiten sieht der Hersteller etwa bei Logistik und Verpackung, in der Elektronikfertigung oder in der Pharma- und Medizin- technik. l o r t n o C & n o i i s V : d l i B Erkennt kleinste Defekte in Pharmaglasbehältern und ist für Reinraumbedingungen validierbar Ein Inspektionssystem von Vision & Control soll die präzise Erkennung auch sehr kleiner Defekte in pharmazeutischen Glasverpackungen erlauben. Mit abgestimmten Objektiven, adaptiver Beleuchtung und validierbarer Bildverarbeitung lässt sich die Qualität von Ampullen, Vials und Spritzen unter Reinraumbedingungen in Echtzeit prüfen. Das Sys- tem ist für automatisierte Produktionslinien ausgelegt und erfüllt laut Hersteller die regulatorischen Anforderungen nach GMP und CFR 21 Part 11. Vision & Control hat für derartige Aufgaben industrie- taugliche Objektive mit geringer Verzeichnung und ho- her chromatischer Korrektur entwickelt. Sie sollen helfen, feinste Strukturen auf transparenten und stark reflektieren- den Oberflächen reproduzierbar zu erfassen. Eine modu- lare Beleuchtungstechnik, darunter Ringlichter, Dome- und koaxiale Beleuchtungen, sorgt für homogene Ausleuchtung ohne störende Reflexe. Dunkelfeldbeleuchtungen ermögli- chen zudem die kontrastreiche Darstellung von Mikroris- sen und Abplatzungen, auch an zylindrischen Geometrien. Das Bildverarbeitungssystem Vicosys kann mehrere Ka- meras synchron betreiben, etwa für Runduminspektionen und dreidimensionale Analysen in einem einzigen Pro- zessschritt. Über Schnittstellen wie Profinet oder EtherCAT wird die Prüfeinheit in Produktionslinien integriert. WEITERE INFORMATIONEN WEITERE INFORMATIONEN
Eine lasergeschnittene Hypotube im Prüfgerät I K N H C E T S S E M E H C S I T P O 46 Hochauflösende Oberflächenanalysen in der Medizintechnik Lasergeschnittene Hypotubes sind extrem dünnen Metallröhrchen, die für minimalinvasive Eingriffe in der Medizin eingesetzt werden – zum Beispiel bei der Katheterablation, dem Einsetzen von Stents oder bei neurovaskulären Verfahren. Für die Qualitätskontrolle bietet sich optische 3-D-Messtechnik als passende Technologie an, die komplexe Geometrien erfasst und sich in bestehende Fertigungsprozesse integrieren lässt. AUTOR RJ Hardt | Präsident der Aerotech-Tochter Peak Metrology y g o l o r t e M k a e P / h c e t o r e A : r e d l i B
Mit der fortschreitenden Miniaturisierung von lasergeschnittenen Hy- potubes (Laser-Cut Hy- potubes, LCHT) steigen die Anforderungen an die Qualitätssiche- rung, wodurch klassische Prüfverfahren immer öfter an ihre Grenzen stoßen. In den Wänden der Hypotubes befinden sich feinste Schnitte und Bohrungen, die ih- nen ihre Flexibilität und Funktion ver- leihen. Um deren Geometrie zuverlässig zu prüfen, muss die Messauflösung im einstelligen Mikrometerbereich liegen. Eine bewährte Faustregel lautet, dass die Auflösung des eingesetzten Systems etwa drei- bis zehnmal höher sein sollte als das kleinste zu messende Merk- mal. Wer beispielsweise ein 30-µm- Strukturdetail erfassen möchte, muss alle 3 bis 10 µm einen Datenpunkt erfassen. Für medizinische Komponenten ist au- ßerdem höchste Zuverlässigkeit gefordert. Fehlerhafte Schnitte, nicht exakt platzierte Bohrungen oder Materialunregelmäßig- keiten können für das Produkt ebenso wie für den Patienten schwerwiegende Folgen haben. Präzision dank 3-D 2-D-Messsysteme sind weit verbreitet und schnell einsetzbar. Sie stoßen jedoch bei komplexen, dreidimensionalen Struktu- ren an ihre Grenzen. Insbesondere bei zylindrischen Hypotubes, deren Oberflä- che sich durch die Krümmung schwerer fokussieren lässt, ist ein 3-D-Messsystem in der Regel unumgänglich. Neben einer besseren Abbildung von Neigungen lässt sich die räumliche Struktur umfassend analysieren. Hypotubes sind komplex ge- formte, oftmals mehrlagige Strukturen mit variabler Wandstärke. Die Messtech- nik muss in der Lage sein, Geometrien und Materialien flexibel zu erfassen und reproduzierbare Ergebnisse zu liefern. 3-D-Systeme erfassen dazu nicht nur die X- und Y-Koordinaten, sondern auch die Höheninformation (Z-Achse) und geben so ein vollständiges Bild des untersuch- ten Bereichs. 47 Aufnahmen einer Hypotube unter dem Digitalmikroskop. Oben: Die Brennebene liegt auf dem unteren Radius des Röhrchens. Mitte: Die Brennebene befindet sich am oberen Rand. Unten: vollständig fokussiertes Bild, erzeugt mittels Tiefenstapelung mehrerer Bildebenen 3-D-Messsysteme zeigen sich beson- ders dort vorteilhaft, wo Geometrien von der Idealform abweichen, da sie die komplette Topografie erfassen. Abgeschrägte Schnitte oder schräge Bohrungen lassen sich mit 2-D-An- sätzen oft nur schwer bewerten, da Start- und Endpunkte der Kanten nicht eindeutig definiert sind. Auch bei der Analyse von Defekten – wie Dellen, Kratzer oder Materialanhaf- tungen – können 2-D-Messungen > > >
Aufnahme einer Hypotube im 3-D-Lasermikroskop. Der 3-D-Datensatz bildet die vollständige Oberfläche ab. 48 Hypotube-Oberfläche: 2-D-Aufnahme (links) im Vergleich zur 3-D-Messung, die die Oberfläche im Winkel betrachten lässt und einen Überstand von 8,8 µm zeigt nicht zwischen Ein- und Auswölbung un- terscheiden. Die Höheninformation aus dem 3-D-Datensatz liefert hier verlässli- che Aussagen zur Art des Fehlers. Dar- über hinaus lassen sich mit modernen 3-D-Systemen funktionale Merkmale ana- lysieren. Beispielsweise, ob Schnitte sym- metrisch sind, die Winkel von Bohrungen den Konstruktionsvorgaben entsprechen oder die Schnittbreiten innerhalb der er- laubten Toleranz liegen. Die geeignete 3-D-Technologie Bei der Auswahl des geeigneten 3-D-Mess- systems kommt es auf den konkreten Ein- satzfall an. Drei Technologien haben sich in unserer Praxis bewährt. Die konfokalen Mikroskope liefern eine hohe Auflösung und große Schär- fentiefe. Sie eignen sich für hochpräzise Detailaufnahmen, bieten jedoch relativ niedrige Aufnahmegeschwindigkeiten – eine Messung von wenigen Hundert Mi- krometern kann bis zu 30 s dauern. Für Inline-Mess prozesse sind sie deshalb nur bedingt geeignet. Ihre Stärken liegen in der Einzelteilprüfung, der Produktent- wicklung und der Prozessvalidierung. Digitale Bildverarbeitungssysteme sind deutlich schneller und erzeugen 3-D-Daten durch Stapelung mehre- rer Bildebenen. Sie sind ein guter Kompromiss, wenn Geschwindigkeit wichtiger ist als maximale Höhenauf- lösung. Gerade bei Stichprobenkont- rollen oder in der Qualitätssicherung können sie ihre Vorteile ausspielen – insbesondere dann, wenn große Stückzahlen zu prüfen sind. Konfokale 3-D-Sensoren vereinen hohe Auflösung mit schneller Daten- erfassung. Sie liefern Rohdaten in Form von Höhenprofilen und erlau- ben die vollständige Oberflächenana- lyse von Hypotubes. In Kombination mit einem hochpräzisen Bewegungs- system – etwa mit Motion-Control- Technologie von Aerotech – lassen sich auch in automatisierten Produk- tionslinien hochgenaue und wieder- holbare Messungen realisieren. Dank ihrer Modularität können solche Sys- teme flexibel in bestehende Ferti- gungsumgebungen integriert werden. Ein konkretes Beispiel verdeutlicht die Leistungsfähigkeit derartiger Sys- teme: Bei einer Anwendung wurde eine konfokale Technik eingesetzt, um fünf Schnittbreiten entlang eines Hypotube zu messen.
Oben: einzelner Datensatz eines 3-D-Messsensors mit 1 µm Auflösung. Sichtbar sind die Messungen der Schnittbreite an fünf definierten Positionen. Unten: statistische Zusammenfassung von fünf Messungen mit jeweils zehn Messläufen. Die Wiederholgenauigkeit, in der Tabelle als ‚Range‘ angegeben, lag im ungünstigsten Fall bei 1,2 µm. 49 flexible Integration in bestehende au- tomatisierte Fertigungsprozesse. Die eingesetzte Software unterstützt die automatische Auswertung und Klas- sifikation von Defekten und geomet- rischen Abweichungen, wodurch eine zuverlässige Prozesskontrolle ermög- licht wird. ■ www.peakmetrology.com LP.PRO TO GO Die Anforderungen an Präzision und Zuverlässigkeit bei der Qualitätsprüfung von Medizinprodukten steigen. 3-D-Messtechnik ist gegenüber 2-D-Verfahren im Vor- teil, wenn es um die Erfassung komplexer Oberflächen und Geometrien geht. Konfokale Sensorik und Motion-Control-Technologie ermöglichen die Integration automatisierter Qualitäts- prüfungen in vorhandene Fertigungsprozesse. Diese Punktmessung ließ sich auf die ge- samte Länge des Röhrchens ausdehnen und lieferte über die ganze Strecke repro- duzierbare Ergebnisse. Die eingesetzte Software ermöglichte zudem eine auto- matische Klassifikation von Defekten und geometrischen Abweichungen. Fazit: Zukunftssicher Qualität prüfen Moderne Messtechnik für die Quali- tätssicherung erfordert ein durchdach- tes Gesamtkonzept – von der Wahl der Technologie bis zur Integration in Ferti- gungs- und Auswertesysteme. 3-D-Mess- technik bietet die notwendige Auflösung und Flexibilität, um komplexe Geomet- rien präzise zu erfassen. Sie bildet somit die Grundlage für eine zukunftssichere Fertigung in der Medizintechnik, wie das Beispiel lasergeschnittener Hypo- tubes zeigt. Messtechnik muss sich außerdem effi- zient in bestehende Prozesse integrieren lassen, um einen Mehrwert zu bieten. Eine präzise 3-D-Datenerfassung gelingt beispielsweise durch den Einsatz hoch- genauer Sensoren in Kombination mit Motion-Control-Technologie wie der von Aerotech. Die Modularität erlaubt eine
I S N H C I E Z R E V N E L L E U Q S G U Z E B 50 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 SITEC Industrietechnologie GmbH Lasermaschinen, Automatisierung, Serienfertigung zur Lasermaterialbearbeitung Tel.: +49 (0)371 4708-241 www.sitec-technology.com 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 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 Lasermikrobearbeitung 3D-Micromac AG Micromachining Excellence www.3d-micromac.com sales@3d-micromac.com Tel.: +49 371 40043-222 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 I S N H C I E Z R E V N E L L E U Q S G U Z E B 51 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 Folit GmbH Lasermarkierfolien selbstklebend von 3M u. tesa bei FOLIT GmbH Tel.: +49 7154 8225-80 info@folit.de www.folit.de Oberflächenbearbeitung Laser- Fertigungstechnik Systemperipherie der Laser-Fertigungstechnik TRUMPF Laser- und Systemtechnik SE Johann-Maus-Straße 2 D-71254 Ditzingen Tel.: +49 (0)7156-303 30862 info@trumpf.com, www.trumpf.com BUSCH Microsystems GmbH Hochpräzise Positioniersysteme für dynamische Laseranwendungen www.busch-microsystems.de Tel.: +49 671 2013310
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 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 mechOnics ag Competence in micropositioning Technologiepark 21 D-33100 Paderborn www.mechonics.com OWIS GmbH Optische Strahlführungssysteme und Positionierer Im Gaisgraben 7, D-79219 Staufen i. Br. www.owis.eu Dienstleistungen der Laser-Fertigungstechnik 3D-Micromac AG Micromachining Excellence www.3d-micromac.com sales@3d-micromac.com Tel.: +49 371 40043-222 Steuerungstechnik mechOnics ag Competence in micropositioning Technologiepark 21 D-33100 Paderborn www.mechonics.com Mess- und Prüftechnik Laser-Mess- und -Prüfsysteme 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 mechOnics ag Competence in micropositioning Technologiepark 21 D-33100 Paderborn www.mechonics.com OWIS GmbH Optische Strahlführungssysteme und Positionierer Im Gaisgraben 7, D-79219 Staufen i. Br. www.owis.eu mechOnics ag Competence in micropositioning Technologiepark 21 D-33100 Paderborn www.mechonics.com OWIS GmbH Optische Strahlführungssysteme und Positionierer Im Gaisgraben 7, D-79219 Staufen i. Br. www.owis.eu 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 Soliton Laser- und Messtechnik GmbH Talhofstraße 32, D-82205 Gilching Tel.: +49 (0)8105 77920 info@soliton-gmbh.de www.soliton-gmbh.de DELTATHERM Hirmer GmbH Bövingen 122, D-53804 Much Tel.: +49 2245 6107-0, Fax: -10 info@deltatherm.de www.deltatherm.de Optoelektronische Mess- und Analysesysteme Instrument Systems GmbH We bring Quality to Light. High-End Lichtmesstechnik für µLED, Display & Laser. www.instrumentsystems.com 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
HYDAC Thermo Systems GmbH Winterbruckenweg 30 D-86316 Friedberg Tel.: +49 (0)821 74771-4 www.hydac.com Luftreinhaltung Donaldson BOFA Rauchabsaugung + Filtrierung Tel.: +44 (0)1202 699 444 bofavertrieb@donaldson.com www.donaldsonbofa.com Fuchs Umwelttechnik Produktions- und Vertriebs GmbH Gassenäcker 35 - 39 D-89195 Steinberg Tel.: +49 (0)7346 96140 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 Laserschutzausrüstung 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 Stromversorgung 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 AHF analysentechnik AG High-End optische Filter Kohlplattenweg 18, D-72074 Tübingen info@ahf.de, www.ahf.de Tel.: +49 (0)7071 53952-00 B&M Optik GmbH Am Fleckenberg 20 D-65549 Limburg Tel.: +49 (0)6431-98600 vertrieb@bm-optik.de Graticules Optics Ltd 17/19 Morley Road Tonbridge TN9 1RN, UK Tel: +44 1732 360460 sales@graticulesoptics.com www.graticulesoptics.com 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 KORTH KRISTALLE GMBH D-24161 Altenholz / Kiel Tel. +49 (0)431 36905-0 info@korth.de www.korth.de 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 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 Kristalle KORTH KRISTALLE GMBH D-24161 Altenholz / Kiel Tel. +49 (0)431 36905-0 info@korth.de www.korth.de
LightGuideOptics Germany GmbH Werner-von-Siemens-Straße 39 D-53340 Meckenheim Tel.: +49 2225 7095-320 sales@lightguide.de www.lightguide.de LWL – Lichtwellenleiter advanced fiber tools GmbH Bornheimer Straße 4 D-09648 Mittweida Tel.: +49 228 7483729 n.ashraf@advanced-fiber-tools.de www.advanced-fiber-tools.de CeramOptec GmbH Siemensstraße 44 D-53121 Bonn Tel.: +49 (0)228 97967-0 sales@ceramoptec.com www.ceramoptec.com fiberware GmbH Bornheimer Straße 4 D-09648 Mittweida Tel.: +49 3727 959250 sales@fiberware.de www.fiberware.de mechOnics ag Competence in micropositioning Technologiepark 21 D-33100 Paderborn www.mechonics.com 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 LWL – Komponenten Systemintegration Optoelektronik 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 Optoelektronische Bauelemente Chips 4 Light GmbH Am Kühlen Kasten 8 D-93161 Sinzing Tel: +49 9404 64133-0 info@chips4light.com www.chips4light.com 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 Bornheimer Straße 4 D-09648 Mittweida Tel.: +49 3727 959250 sales@fiberware.de www.fiberware.de advanced fiber tools GmbH Bornheimer Straße 4 D-09648 Mittweida Tel.: +49 228 7483729 n.ashraf@advanced-fiber-tools.de www.advanced-fiber-tools.de 2000 Northeast Expressway Norcross, GA 30071 USA www.Lightera.com udo.fetzer@lightera.com Phone: +49 7024 8689300 FLEXA GmbH Kabelschutzsysteme Darmstädter Straße 184, D-63456 Hanau Tel.: +49 (0)6181 677-0 www.flexa.de info@flexa.de 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
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 advanced fiber tools GmbH Bornheimer Straße 4 D-09648 Mittweida Tel.: +49 228 7483729 n.ashraf@advanced-fiber-tools.de www.advanced-fiber-tools.de CeramOptec GmbH Siemensstraße 44 D-53121 Bonn Tel.: +49 (0)228 97967-0 sales@ceramoptec.com www.ceramoptec.com Bezugsquellenverzeichnis Print + Online Das Bezugsquellenverzeichnis in LP.PRO gibt Ihnen die Möglichkeit, Ihr Unternehmen einem breiten Publikum dauerhaft und werbewirksam in Erinnerung zu bringen. Mit Ihrem Eintrag unter den von Ihnen angebotenen Warengruppen sind Sie bei Ihren potentiellen Kunden ständig präsent und eröffnen sich zusätzliche Absatzchancen. 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 INLINE-INSPEKTION MIT ELLIPSOMETRIE 06 Nähere Informationen Felchner-Medien GmbH Mediaberatung | Andrea Dyck Tel.: +49 8341 96617-84 | ad@felchner-medien.de lppro.felchner-medien.de
Verbessertes Deep Learning in neuer Halcon-Version E T K U D O R P 56 Die Software für industrielle Bildverarbeitung Halcon ist in der Version 25.11 erschienen. MVTec hat nach eigenen An- gaben die Software um weitere Deep Learning Features er- weitert und den Fokus auf Geschwindigkeit gelegt. Dazu wurden die Deep-Learning-Modelle für die Klassifizierung und das Code-Lesen optimiert. Neu ist ein Deep-Learning-Modell für Klassifizierungsauf- gaben. Damit lassen sich neue Klassen und neue Bilddaten für das Nachtrainieren schnell und einfach hinzufügen. Der Ansatz soll das sogenannte Catastrophic Forgetting verhin- dern und läuft auch auf Embedded-Geräten für Embedded- und Edge-Umgebungen wie smarte Kameras und Sensoren. Die neue Score-Visualisierung für das Shape Matching soll mehr Transparenz beim Einrichten von Anwendungen bieten und das Verfeinern und Optimieren erleichtern. Zu- dem werden fortgeschrittene Robotikszenarien unterstützt; etwa die Analyse, welches Objekt in einem Stapel am we- nigsten verdeckt ist. Erstmals können MobileNetV4-Modelle trainiert werden. Sie ermöglichen Klassifikation und Objekterkennung mit hoher Genauigkeit bei geringen Rechenanforderungen. All diese Modelle sind von MVTec mit industriellen Bilddaten Der Fokus bei den Verbesserungen liegt hier besonders auf schnelleren Deep- Learning Features c e T V M : d l i B vortrainiert und liefern Ergebnisse für Aufgaben wie Quali- tätsprüfung, Produktklassifikation und Defekterkennung. Auch das Codelesen und die Print-Quality-Inspektion (PQI) wurde laut Hersteller robuster. Die QR-Codeerkennung wurde für schwierige Fälle wie gekrümmte oder verzerrte Oberflächen verbessert. Bei Standardfällen läuft sie schnel- ler. Der Barcode-Leser ist bei Code 128 und GS1-128 toleranter gegenüber unregelmäßigen Balkenbreiten. WEITERE INFORMATIONEN Hochleistungslaserdioden für Projektionsanwendungen Mit Vegalas Power präsentiert ams Osram eine Reihe von Hochleistungslaserdioden, die speziell für Projektionssys- teme entwickelt wurden. Die Bauteile sollen in Projektoren für Unterhaltungselektronik, Fahrzeugtechnik und industri- elle Bildverarbeitung zum Einsatz kommen. Sie kombinie- ren laut Anbieter hohe Lichtleistung mit Energieeffizienz. In Projektionsanwendungen werden bislang häufig LEDs oder Hochdrucklampen eingesetzt. Ihnen gegenüber bieten Laserlichtquellen deutliche Vorteile: Sie erreichen bei glei- cher Energieaufnahme bis zu 50% mehr Lichtleistung und eine Lebensdauer von rund 20 000 Stunden – etwa zehn- mal länger als bei konventionellen Lampen. Zudem bleiben Helligkeit und Farbqualität über den gesamten Betriebszeit- raum stabil. Hochleistungslaserdioden der Vegalas-Power-Serie: kom- pakte Lichtquellen mit hoher Effizienz für Projektion und industrielle Bildverarbeitung m s r a m s O B il d : a Die Laser auf Galliumnitridbasis (GaN) sind sowohl in Einzel- als auch in Mehrfachchipgehäusen verfügbar. Das Modul PLPM7_455QA beispielseise kombiniert mehrere Laserchips. Es liefert eine optische Leistung von 42 W in kurzen Schaltzyklen bei rund 45% Wall Plug Efficiency. Anwendungsgebiete für Vegalas Power sind die präzise Laserbeleuchtung oder das maschinelle Sehen, aber auch Head-up-Displays. Für Automotive-Anwendungen sind V arianten mit spezifischer Zertifizierung erhältlich. WEITERE INFORMATIONEN
E B A G S U A R E S E D R E N T R A P I 57 Kompakte Minispektrometer – von UV bis NIR Für schnelle optische Kontrolle in Industrie- applikationen sowie prä- zise spektrale Datenak- quise in der Forschung s c i n o t o h P u s t a m a m a H : r e d l i B Czerny-Turner-Design mit reflektierendem Gitter und Quarzoptiken Hamamatsu Photonics hat die WS-Serie kompakter Minispektro- meter für hohe spektrale Auflösung und variable Anpassbarkeit bei geringem Platzbedarf optimiert. Die Geräte für Anwendun- gen in Forschung, Qualitätssicherung und Industrieanalytik de- cken Wellenlängen von Ultraviolett bis zum nahen Infrarot ab. Die WS-Serie umfasst zwei Varianten: C16449MA-01 mit 2 nm Auflösung für 190 bis 1100 nm und Anwendungen in Material- analyse, Farbmetrik und Umweltüberwachung; C16449MA-02 mit 0,45 nm Auflösung für 200 bis 600 nm und anspruchsvolle Messmethoden wie die laserinduzierte Plasmaspektroskopie (LIBS). Beide Spektrometer verfügen jeweils über ein optisches System mit reflektierendem Gitter und nutzen einen hochemp- findlichen CMOS-Sensor, der laut Anbieter bezüglich Signalqua- lität und Rauschverhalten mit klassischen CCDs vergleichbar ist. Die 80 mm x 75 mm x 25 mm messenden Spektrometer mit USB-Stromversorgung lassen sich dem Hersteller zufolge einfach in bestehende Messsysteme integrieren. Das reflektierende Git- terdesign erlaubt kundenspezifische Anpassungen des spektra- len Bereichs und der Auflösung. Damit eignet sich die WS-Serie sowohl für Laboranwendungen als auch zur Inline-Analytik in Produktionsumgebungen. Typische Einsatzgebiete sind Schicht- dickenmessungen, Farb- und Gasanalyse sowie die LIBS-Materi- alcharakterisierung. WEITERE INFORMATIONEN PARTNER DIESER AUSGABE Advanced Fiber Tools Aerotech Aluvia Photonics Amo ams Osram Audi Bayerische Laserzentrum BCT Blickfeld Carl Zeiss Creaform Delo Edmund Optics Excelitas Felchner Medien Foba Fraunhofer IAF Fraunhofer ILT Fraunhofer IPMS Graticules Optics Hamamatsu Imago Technologies Infineon Light Conversion Microsoft Deutschland MKS MVTec Nextrom Peak Metrology Precitec Qudora Technologies Ruhr-Universität Bochum Rutronik RWTH Aachen Schulz-Electronic Teledyne SP Devices Toolcraft Trioptics Trumpf ULT Universität Stuttgart Vision & Control Würth Elektronik 5 12, 35 11 16 22, 56 25 11 25 35 12 41 22 U4 40 U3 42 16 U2, 13, 24, 30 14 13 57 45 24, 28 12 25 36 56 18 47 25 16 17 22 24, 30 3 40 25 41 26 58 15 45 Titel, 06 Der gesamten Auflage ist der Flyer des Fraunhofer ILT zum AKL´26 sowie der LP.PRO Wandkalender 2026 beigelegt.
Schwerpunktthema Explosionsrisiko Laserstäube – erkennen, bewerten, vermeiden . m o c e b o d a . k c o t s – B l e x i P @ : d l i B 6 2 0 2 . 1 0 E B A G S U A U A H C S R O V 58 Laserprozesse erzeugen feine Stäube – oft im Submik- rometerbereich – die bei Kontakt mit Luftsauerstoff ex- plosionsfähig sein können. In der kommenden Ausgabe zeigen wir, wie aus kleinen Partikeln große Risiken ent- stehen und welche Maßnahmen Hersteller wie Betrei- ber ergreifen müssen, um Zündquellen zu vermeiden und gesetzliche Vorgaben zu erfüllen. Unsere Autoren Dr. Stefan Jakschik und Madeleine Berger vom Absaug- und Filteranlagenspezialisten ULT erläutern zentrale Aspekte der Gefährdungsanalyse. Sie erklären die Zündmechanismen nach TRGS 723 und geben einen praxisnahen Überblick zu relevanten Nor- men wie ATEX, DIN EN IEC 60079 und der Betriebssi- cherheitsverordnung. Im Mittelpunkt steht die Rolle geeigneter Absaug- und Filtertechnik, die nicht nur filtern, sondern auch potenzielle Zündquellen eliminieren muss. Anhand eines konkreten Anlagenbeispiels wird gezeigt, wie zündquellenfreier Aufbau, abgekapselte Elektroberei- che und wirkungsvolle Druckentlastung die Vorausset- zungen für eine sichere Zone-22-Aufstellung schaffen. Ein Beitrag für alle, die Laserprozesse sicher und regelkonform betreiben wollen. Die nächste Ausgabe der LP.PRO erscheint am 12.02.2026 Redaktionsschluss: 12.01.2026 Anzeigenschluss: 29.01.2026 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 | 5.775 Exemplare IV. 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 Die Mitglieder des OptecNet e.V. erhalten die Publikation im Rahmen der Mitgliedschaft. 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. 40 vom 01.01.2025 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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AKL'26 – International Laser Technology Congress In Zeiten rasanten technologischen Wandels suchen Unter- nehmen verstärkt nach innovativen Ansätzen, um ihre Wett- bewerbsposition auf den globalen Märkten zu stärken. Der AKL – International Laser Technology Congress bietet dazu praxisnahe Einblicke in aktuelle Forschungsergebnisse der Lasertechnologie und beleuchtet industrielle Entwicklungen, die die Zukunft gestalten. Ob Fortschritte bei Laserstrahl- quellen, neue Anwendungsfelder oder die Auswirkungen von Digitalisierung und KI auf die photonische Produktion – der AKL’26 steht für Inspiration, Innovation und direkten Zugang zu führenden Experten. Bereits zum 15. Mal treffen sich Laserhersteller und -anwender aus unterschiedlichsten Branchen in Aachen. Mit über 500 Teilnehmenden, über 80 Vorträgen und 50 Ausstellern hat sich der AKL als führendes europäisches Forum für angewandte Lasertechnik in der Produktion etabliert. Unterstützt von inter- nationalen Industrieverbänden und mit Simultanübersetzungen in Deutsch und Englisch bietet der AKL’26 praxisnahe Einblicke und die Möglichkeit, wertvolle Geschäftskontakte zu knüpfen. Die Europäische Kommission, das European Photonics Industry Consortium EPIC, OptecNet Deutschland sowie die Industrie- verbände SPECTARIS, VDA, VDMA und VDI unterstützen das Forum als ideelle Träger. Nutzen Sie die führende Plattform für Laseranwender und -anbieter! Erleben Sie im Umfeld der Konferenz in zahlreichen Live-Präsentationen des Fraunhofer ILT die neuesten techno- logischen Entwicklungen und praxisnahe Anwendungen. Profi tieren Sie von wertvollen Einblicken, neuen Ideen und dem direkten Austausch mit führenden Experten der Branche! Dr. Jochen Stollenwerk Kommissarischer Leiter des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT Begleitende Veranstaltungen Innovation Award Laser Technology 2026 Der Innovation Award Laser Technology, verliehen vom Arbeitskreis Lasertechnik e.V., würdigt herausragende Leistungen in der angewandten Laserforschung und -entwicklung. Die Preisverleihung fi ndet am Abend des 22. April 2026 im Krönungssaal des Aachener Rathauses statt. Marktplatz und Business Networking im Eurogress Aachen Die konferenzbegleitende Ausstellung im Eurogress Aachen ist der zentrale Treffpunkt für die Teilnehmenden während des dreitägigen AKL´26. Insbesondere die Abendveranstaltung »30 Jahre AKL« am Donnerstag, 23. April 2026, die im Ausstellungsbereich des AKL‘26 stattfi ndet, bietet die Gelegenheit, Ihr Netzwerk zu erweitern und sich in entspannter Atmosphäre fachlich und geschäftlich auszutauschen. Ideelle Träger des AKL‘26 German Hightech Industry Association VDMA Laser und Lasersysteme für die Materialbearbeitung Hauptmedienpartner Medienpartner 22.–24. April 2026 | Aachen | Save the Date Organisation Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT Steinbachstraße 15, 52074 Aachen www.ilt.fraunhofer.de Kontakt Dipl.-Betrw. Silke Boehr | Dipl.-Phys. Axel Bauer Telefon +49 241 8906-420 akl@lasercongress.org www.lasercongress.org AKL'26 – International Laser Technology Congress www.lasercongress.org
Information, Inspiration Networking AKL’26 – Technologische Fachkonferenz Die AKL’26-Fachkonferenz bietet einen umfassenden Überblick über aktuelle Entwicklungen in den Bereichen Laser- materialbearbeitung, Strahlquellenentwicklung, Optik- und Systemtechnik sowie Digitalisierung. Mit täglich parallel statt- findenden Sessions deckt das Programm etablierte Bereiche wie additive Fertigung, Schneiden und Fügen sowie Ober- flächentechnik ab und beleuchtet gleichzeitig zukunfts- orientierte Themen wie Hochenergielaser für die Fusion und KI in der Photonik. Über 80 Experten geben spannende Einblicke in die Zukunft der Lasertechnik und machen den AKL’26 zur idealen Plattform für Know-how-Transfer, Inspiration und branchen- übergreifenden Austausch. Lasertechnik Live Wo Forschung auf praktische Anwendungen trifft – erleben Sie Innovation hautnah! Entdecken Sie bei rund 60 Live- Demonstrationen im Fraunhofer ILT mehr über die neuesten Entwicklungen und Anwendungen in der Lasertechnologie. Konferenzbegleitende Ausstellung Internationale Unternehmen der Lasertechnik bzw. Photonik präsentieren interessierten Konferenzteilnehmenden innovative Produkte und Prozesse. Rückblick – AKL‘24 525 Teilnehmende 80 Referierende 60 Live Presentationen 58 Austeller Technologie Business Tag Am Mittwoch, 22. April 2026, startet der AKL’26 mit dem Technologie Business Tag – dem Treffpunkt für Führungskräfte, Manager und Entscheidungstragende, die sich einen strategischen Überblick über die Photonik- und Lasermärkte verschaffen wollen. Vormittags Gewinnen Sie einen umfassenden Einblick in die globalen Lasermärkte – mit Analysen zu China, den USA, Deutschland und den europäischen bzw. weltweiten Entwicklungen. Erfahren Sie, welche Trends und Marktbewegungen heute internationale Geschäftsstrategien bestimmen. Nachmittags Im Mittelpunkt stehen industrielle Praxisbeispiele. Erfahrene Anwender innovativer Unternehmen zeigen, wie Lasertechnik in den sechs Zielmärkten Automobiltechnik, Luft- und Raumfahrt, Energiewirtschaft, Mikroelektronik, Quanten- technologie und Medizintechnik erfolgreich eingesetzt wird. Programmstruktur Mittwoch, 22. April 2026 Ausstellung im Eurogress Aachen (konferenzbegleitend) Technologie Business Tag Photonik- und Lasermärkte – Marktdaten und Insights Zielmärkte für Laseranwendungen AUTOMOBIL- TECHNIK LUFT- UND RAUMFAHRT ENERGIE- WIRTSCHAFT MIKRO- ELEKTRONIK QUANTEN- TECHNOLOGIE MEDIZIN- TECHNIK Innovation Award Laser Technology 2026 im Krönungssaal des Aachener Rathauses (Abendveranstaltung) Donnerstag, 23. April 2026 Ausstellung im Eurogress Aachen (konferenzbegleitend) Gerd Herziger Session Neue Perspektiven für Laser in Wissenschaft und Industrie Additive Fertigung Laser Powder Bed Fusion LPBF Schneiden Laserschneiden Laserstrahlquellen I Festkörper- und Faserlaser Laserstrahlquellen II Hochenergielaser für Fusion und Sekundärquellen Lasertechnik Live mit rund 60 Live-Vorführungen am Fraunhofer ILT Marktplatz und Business Networking im Eurogress Aachen (Abendveranstaltung »30 Jahre AKL«) Freitag, 24. April 2026 Ausstellung im Eurogress Aachen (konferenzbegleitend) Oberflächentechnik Laserauftragschweißen Mikrostrukturieren Dünnschichtverfahren und laserbasierte Optikfertigung Optische Systeme Strahlformung und -führung Fügen Fügen von Metallen Fügen von Kunststoffen und transparenten Materialien Laserstrahlquellen III Ultrakurzpulslaser Laser mit maßge- schneiderten Wellenlängen Diodenlaser KI in der Photonik Prozessüberwachung Prozesskontrolle und -optimierung Design und Modellierung von Laserprozessen und -optiken Abschlussvortrag – Ein Blick nach vorn: Die Zukunft der Digitalisierung und KI in der Photonik Programmänderungen vorbehalten.
Accompanying Events Innovation Award Laser Technology 2026 The Innovation Award Laser Technology, awarded by the Arbeitskreis Lasertechnik e.V., will honor outstanding achievements in applied laser R&D. The award ceremony will take place on the evening of April 22, 2026 in the prestigious Coronation Hall of Aachen Town Hall. Market Place and Business Exchange at Eurogress Aachen The exhibition at Eurogress Aachen is the central meeting point for attendees during all three days of AKL´26. Especially the evening event "30 years AKL" on Thursday April 23, 2026 provides opportunities for networking and business exchanges. AKL'26 – International Laser Technology Congress In these times of technological transformation, companies are looking for innovative approaches to strengthen their competitive position in global markets. To support this, the AKL -– International Laser Technology Congress provides insights into the state of practice-oriented research in laser technology and highlights key industrial developments that are shaping the future. Whether it is about advances in laser beam sources, new application fields, or how digitalization and AI impact photonic production – AKL’26 offers inspiration, innovation, and direct access to leading experts. For the 15th time, laser manufacturers and users from a wide range of industries will come together in Aachen. With more than 500 participants, 80 presentations, and 50 exhibitors, AKL has established itself as the leading European forum for applied laser technology in production. Supported by international industry associations and offering simultaneous translations in German and English, AKL’26 ensures that you gain both practical insights and valuable business contacts. The European Commission, the European Photonics Industry Consortium EPIC, OptecNet Deutschland as well as the industry associations SPECTARIS, VDA, VDMA and VDI assist the forum as supporting organizations. Benefit from the place to be for laser users and laser providers! Exchange your new ideas at the laser conference and learn more about latest technological insights in live presentations by Fraunhofer ILT. We are looking forward to your visit! Dr. Jochen Stollenwerk Acting Director of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT Supporting Organizations of the AKL‘26 German Hightech Industry Association VDMA Laser and Laser Systems for Material Processing Main Media Partner Media Partner April 22–24, 2026 | Aachen | Save the Date Organization Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT Steinbachstraße 15, 52074 Aachen, Germany www.ilt.fraunhofer.de Contact Dipl.-Betrw. Silke Boehr | Dipl.-Phys. Axel Bauer Phone +49 241 8906-420 akl@lasercongress.org www.lasercongress.org AKL'26 – International Laser Technology Congress www.lasercongress.org
Information, Inspiration Networking AKL’26 – Laser Technology Conference The AKL’26 Laser Technology Conference offers a com- prehensive overview of current developments in laser materials processing, source development, optical and system technology, and digitalization. With parallel sessions each day, the program covers established fields such as additive manufacturing, cutting and joining, and surface technology, while also addressing future-oriented topics like high-energy lasers for fusion and AI in Photonics. Over 80 experts will share technological insights, making AKL’26 the ideal platform for know-how transfer, inspiration, and cross-industry exchange. Laser Technology Live Where research meets practical applications – experience innovation up close! Find out about the latest developments and applications in laser technology at around 60 live demons- trations at Fraunhofer ILT. Accompanying Exhibition International companies from the laser and photonic community showcase innovative products and processes covering all aspects of laser technology. Review – AKL‘24 525 Participants 80 Speakers 60 Live Presentations 58 Exhibitors Technology Business Day The Technology Business Day marks the start of AKL’26 on Wednesday, April 22, 2026, and is directed at executives, managers, and decision-makers seeking a strategic overview of photonic and laser markets. Morning An in-depth look at the global laser markets with analyses of China, the USA, Germany, and the European/global perspective. Participants will gain insights into current market dynamics, trends, and competitive landscapes that drive international business strategies. Afternoon The focus is on practical industrial examples. Experienced users from innovative companies demonstrate how laser technology is being successfully applied in the six target markets of Automotive, Aerospace, Energy, Microelectronics, Quantum Technology, and Medical Technology. Program Structure Wednesday, April 22, 2026 Exhibition at Eurogress Aachen (accompanying) Technology Business Day Photonic and Laser Markets – Market Data and Insights Target Markets for Laser Solutions AUTOMOTIVE AEROSPACE ENERGY MICRO- ELECTRONICS QUANTUM TECHNOLOGY MEDICAL TECHNOLOGY Innovation Award Laser Technology 2026 in the Coronation Hall of Aachen Town Hall (Evening Event) Thursday, April 23, 2026 Exhibition at Eurogress Aachen (accompanying) Gerd Herziger Session New Perspectives for Lasers in Science and Industry Additive Manufacturing Laser Powder Bed Fusion LPBF Cutting Laser Cutting Laser Beam Sources I Solid State Lasers and Fiber Lasers Laser Beam Sources II High Energy Lasers for Fusion and Secondary Sources Laser Technology Live with around 60 Live Presentations at Fraunhofer ILT Market Place and Business Exchange at Eurogress (Evening Event "30 Years AKL") Friday, April 24, 2026 Exhibition at Eurogress Aachen (accompanying) Surface Technology Laser Material Deposition Microstructuring Thin Film Processing and Laser-based Optics Manufacturing Optical Systems Beam Shaping and Guiding Joining Joining of Metals Joining of Plastics and Transparent Materials Laser Beam Sources III Ultrashort Pulse Lasers Lasers with Tailormade Wavelengths Diode Lasers AI in Photonics Process Monitoring Process Control and Optimization Design and Modeling of Laser Processes and Optics Final Lecture – Looking Ahead: The Future of Digitization and AI in Photonics Subject to change without notice.