Optatec 2024

Neben der Augensicherheit und der Detektion reflektierter Laserstrahlen stellt das Scannen des Laserstrahls über einen zweidimensionalen Bereich eine große Herausforderung im Bereich der Abstandsmessung dar. Durch hohe Anforderungen an die Langzeitstabilität, die mechanische Schockresistenz und die Reproduzierbarkeit des FoV (Field of View) werden die Systeme groß und benötigen neben der Laserquelle große Mengen an Energie. Mit MEMS-Scannern (Mikro- Elektromechanische Systeme) wird das System miniaturisiert. Resonante MEMS-Scanner erreichen dabei ein optisches FoV von 60°x30° bei einer hohen Geschwindigkeit. Vektor-Scanner gewähren auch bei niedrigen Frequenzen von wenigen Herz eine verlässliche Strahlführung.

Die Projektion mit MEMS-Scannern birgt spannende Herausforderungen. Die Strahlführung mit sinusförmig schwingenden Systemen in zwei Achsen führt zu sogenannten Lissajous Mustern. Um mit diesen ein Bild zu erzeugen ist es von höchster Bedeutung, die genaue Auslenkung der Spiegelplatte und damit die Position des Laserstrahles auf dem Bildschirm zu kennen. Die raffinierte Elektronik, die auf Basis dieser Information die RGB-Laserquelle ansteuert, können sie in unserem Demonstrator bestaunen.

In der Welt der Quantenmechanik werden hochpräzise Werkzeuge benötigt, um Qubits zu manipulieren und auszulesen. Es erfüllt uns mit großem Stolz, dass unsere MEMS-Scanner die vielfältigen Anforderungen des Quantum Computings erfüllen können. Die komplett neuen Ansätze führen zu völlig anderen Spezifikationen, welche dank der großen Flexibilität in Design und Prozess am Fraunhofer ISIT zu schnellen Lösungen und neuen Ideen führen.

Für eine besonders hohe Auflösung zur Bestimmung der aktuellen Auslenkung der MEMS-Scanner reicht eine genaue Kalibration von Spannung am piezoelektrischen Material zur resultierenden mechanischen Bewegung oft nicht aus. Die Auslenkung selbst bewirkt jedoch eine piezoelektrisch hervorgerufene messbare Spannung. Besondere Sensorelemente auf den Aktuatoren von Vektoscannern sollen dazu führen, dass die Auslenkung nicht nur im resonanten Betrieb verlässlich in real-time bestimmt werden kann.

In der Lasermaterialbearbeitung ist neben höchster Präzision auch der Wärmeeintrag des Lasers auf die scannende Einheit von großer Bedeutung. Neben verlässlichen Partnern für die Beschichtung der Spiegelplatten mit hoch-reflektiven Oberflächen, haben wir intensive Erfahrungen im Umgang mit der Wärmeabfuhr im MEMS-scanner System vorzuweisen. Daher können auch mit miniaturisierten MEMS mehrere Kilowatt an Laserleistung verlässlich und präzise umgelenkt werden. Sprechen Sie unsere Experten gern darauf an!

Umgeschmolzene Glaswafer mit speziell angepassten optischen Funktionen.

Basierend auf einer von Fraunhofer ISIT entwickelten und patentierten Umformtechnik von Glaswafern lassen sich speziell geformter optische Fenster massenhaft auf Waferebene realisieren, was eine kostengünstige Massenfertigung optischer Packages ermöglicht. Im Zusammenhang mit MEMS-Scannern und IR-MEMS-Bauelementen ist dieses Herstellungsverfahren der Schlüssel zu hermetisch gekapselten MEMS-Bauelementen mit optimaler optischer Funktionalität.

Das Fraunhofer ISIT entwickelt auf Glaswafern verschiedene, individuell angepasste Linsen und Spiegel. Das Fertigungsverfahren eignet sich insbesondere für die Herstellung von Präzisionsoptiken mit hoher Uniformität und Reproduzierbarkeit. Mit dem Verfahren, die sogenannte Heißviskose Formgebung, lassen sich inzwischen auch asphärische Optiken für den optischen und IR-Bereich herstellen.