3D-Volumenstrukturierung

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Sebastian Nippgen

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Sebastian Nippgen

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Das Verfahren

Bohrungen in Dünnglas hergestellt mit dem "SLE"-Verfahren Lehrstuhl für Lasertechnik LLT Bohrungen mit unterschiedlichen Geometrien in Dünnglas hergestellt mit dem "SLE"-Verfahren

Laserfertigungsverfahren für die Mikrobearbeitung transparenter Werkstoffe

Mikrokomponenten, Mikrostrukturen und Modifikationen werden mittels fokussierter, ultrakurz gepulster Laserstrahlung in transparenten Materialien wie Gläsern, Kristallen und Kunststoffen hergestellt. Durch die gezielte Modifikation werden lokale Brechungsindexänderungen erzeugt, die für optische Komponenten wie Wellenleiter verwendet werden können. Farbechte Markierungen und Logos lassen sich ohne Mikrorisse unterhalb der Oberfläche einbringen. Durch das Verfahren des selektiven laser-induzierten Ätzens (SLE) werden Mikrokanäle und Mikrobauteile mit großer Präzision und Geschwindigkeit realisiert.
Industrienahe Forschungs- und Entwicklungsprojekte werden parallel zu öffentlich geförderten Projekten zur Materialbearbeitung mit Laserstrahlung bearbeitet.

Die Laserfertigungsverfahren zeichnen sich durch folgende Aspekte aus:

  • Flexibilität durch die Verwendung eines Scannersystems in Kombination mit einer Positionieranlage
  • Große Präzision (< 1 µm) durch die starke Fokussierung der Laserstrahlung bei gleichzeitig großer Geschwindigkeit
  • Kontrolle der Wärmeeinflusszonen
  • Bearbeitung von Oberflächen oder lokalisiert im Volumen transparenter Festkörper
  • Große Energie- und Materialeffizienz beim selektiven laserinduzierten Ätzen
 

Anwendungen

Mittels ultrakurz gepulster Laserstrahlung werden optische Komponenten wie Wellenleiter für Anwendungen in der Integrierten Optik hergestellt. Beispiele für Märkte sind Beleuchtung und die Strahlführung von Diodenlaserstrahlung sowie die Diagnostik. Wellenleiter können mit mikrofluidischen Komponenten zu integrierten Systemen kombiniert werden.

Die Strukturierung von Mikrobauteilen und Mikrokanälen sowie periodischen Oberflächen-strukturen ermöglicht Anwendungen in der Mikrotechnik und – optik sowie in der Medizin-technik für mikrofluidische Systeme.

Markierungen im Volumen und an der Oberfläche eignen sich für die fälschungsfreie Kennzeichnung von Produkten besonders in der Pharma- und Lebensmittelindustrie. In der industriellen Produktion und Logistik können die erzeugten Markierungen für die Positionierung und Identifikation von Bauteilen und Produkten genutzt werden.