Optik, Photonik & Telekommunikation

Beim Schreiben von FBGs wird ultraviolettes Licht beispielsweise über eine Phasenmaske oder ein interferometrisches optisches System auf reine sowie germanium- oder galliumdotierte Siliziumdioxidfasern projiziert. Das resultierende Interferenzmuster erzeugt eine periodische Brechungsindexmodifikation im Faserkern und bildet ein Faser-Bragg-Gitter, das bestimmte optische Wellenlängen reflektiert und andere transmittiert. Solche Gitter sind zentrale Komponenten in Telekommunikationsnetzen, Laserresonatoren und hochpräzisen Sensorsystemen.

Excimerlaser mit 248 nm oder 193 nm werden für diesen Prozess häufig eingesetzt, da Deep-UV-Photonen dauerhaft Brechungsindexänderungen in den Fasern hervorrufen können. Die kurzen Wellenlängen ermöglichen eine starke Materialkopplung und hohe Photosensitivität, wodurch sich Gitterstärke, spektrale Bandbreite und zentrale Wellenlänge präzise einstellen lassen. Sowohl Phasenmaskensysteme für die Serienfertigung von Telekommunikationskomponenten als auch interferometrische FBG-Schreibsysteme für Spezialgitter sind auf stabile UV-Pulsenergie und homogene Strahlprofile angewiesen, um eine gleichbleibend hohe Gitterqualität sicherzustellen.

Dadurch hat sich die auf Excimerlasern basierende Faser-Bragg-Gitter-Inscription als etablierte industrielle Technologie für Wellenlängenmultiplexfilter, Pumpstabilisierungselemente, Gain-Flattening-Filter, verteilte Sensorsysteme und präzise photonische Komponenten etabliert.

MLase GmbH entwickelt kompakte Excimerlaserquellen für die Integration in automatisierte FBG-Schreibsysteme für die Telekommunikationsfertigung, die photonische Forschung und die Entwicklung optischer Sensorsysteme. Mit stabilen Pulsenergien im Millijoule-Bereich und Wiederholraten bis in den Kilohertzbereich unterstützen diese Laser sowohl hochproduktive Phasenmaskensysteme als auch flexible interferometrische Aufbauten für Spezialgitter und fortschrittliche Sensorarchitekturen.

In optischen Laboren und industriellen Metrologiesystemen wird Tief-UV-Beleuchtung häufig für fortschrittliche optische Prüfungen und Sensortests eingesetzt. Sie ermöglicht die Erkennung von Defekten, die Analyse von Materialeigenschaften sowie die Bewertung optischer Leistungen, die bei sichtbaren Wellenlängen nicht erfasst werden können.

Excimerlaser mit 193 nm und 248 nm liefern intensive UV-Pulse und ermöglichen die hochauflösende Inspektion optischer Substrate, Beschichtungen, Photomasken, Sensoren und mikrooptischer Komponenten.

Diese kurzwelligen UV-Lichtquellen ermöglichen eine kontrollierte Beleuchtung von Oberflächen und optischen Strukturen und unterstützen Beschichtungscharakterisierung, Transmissionsmessungen, Defekterkennung sowie präzise optische Prüfungen photonischer Bauelemente.

Da viele optische Materialien im Tief-UV-Bereich starke Absorptionseigenschaften oder charakteristische Streueffekte aufweisen, können Excimer-basierte Beleuchtungssysteme Defekte im Nanometerbereich an Oberflächen, Defekte unterhalb der Oberfläche und Unregelmäßigkeiten in Beschichtungen sichtbar machen, die bei längeren Wellenlängen verborgen bleiben.

Diese Fähigkeiten werden umfassend in der Photonikforschung, der Halbleiterinspektion und der Qualitätskontrolle optischer Fertigungsprozesse eingesetzt.

Die MLase GmbH entwickelt kompakte Excimer-basierte UV-Lichtquellen für die Integration in optische Prüfstände, Metrologiesysteme und wissenschaftliche Instrumente. Mit stabiler Pulsenergie und zuverlässiger UV-Emission gewährleisten diese Systeme eine konstante Beleuchtung für hochpräzise optische Prüfungen und Charakterisierung in Labor und Industrie.

Die UV-Reinigung mit Excimerlasern nutzt photochemisches Aufbrechen molekularer Bindungen, um organische Kontaminationsschichten von Oberflächen zu entfernen. Hochenergetische Photonen bei 193 nm und 248 nm spalten Bindungen in Rückständen auf und ermöglichen die selektive Entfernung dünner Schichten bei minimaler thermischer Belastung des Substrats.

Da die Eindringtiefe von DUV-Strahlung sehr gering ist, eignet sich das Verfahren besonders für empfindliche Materialien, wie optische Komponenten, Verbundwerkstoffe einschließlich CFK sowie hochpräzise Metallbauteile.

Typische Anwendungen sind die Vorbereitung optischer Oberflächen vor Beschichtungsprozessen, die Entfernung organischer Rückstände von Präzisionsbauteilen sowie die Oberflächenvorbereitung von Verbundwerkstoffen vor Füge- und Montageprozessen.

Die MLase GmbH entwickelt kompakte Excimerlaserquellen für die Integration in automatisierte UV-Reinigungsanlagen. Stabile Pulsenergie und homogene Strahlprofile ermöglichen die zuverlässige und reproduzierbare Entfernung von Oberflächenkontaminationen in industriellen Fertigungsumgebungen.

Bei der Herstellung optischer Wellenleiter werden Excimerlaser eingesetzt, um optische Materialien lokal zu modifizieren oder flache Oberflächenstrukturen zu erzeugen, die Licht entlang definierter Pfade führen. Abhängig vom Prozessdesign kann die UV-Belichtung kontrollierte Brechungsindexänderungen hervorrufen oder durch selektive Materialablation präzise strukturierte Kanäle in dünnen photonischen Schichten erzeugen.

DUV-Wellenlängen, wie 193 nm und 248 nm, wechselwirken stark mit vielen photonischen Materialien und ermöglichen eine hochlokalisierte Bearbeitung bei minimaler thermischer Belastung. Diese photochemischen Wechselwirkungen unterstützen hochkontrollierte Laserablationsprozesse, die das umgebende Material erhalten und gleichzeitig präzise Mikrostrukturen erzeugen.

Ähnliche UV-basierte Mechanismen werden auch beim SChreiben von Faser-Bragg-Gittern genutzt, bei der die UV-Belichtung die optischen Eigenschaften von Siliziumdioxidfasern dauerhaft verändert. In planaren photonischen Plattformen können diese Wechselwirkungen zur Herstellung integrierter Wellenleiterstrukturen und optischer Routing-Elemente eingesetzt werden. Auf Excimerlaser basierende Prozesse werden daher häufig bei der Entwicklung planarer Lichtwellenleiter-Schaltungen, integrierter optischer Sensoren und photonischer Plattformen eingesetzt, bei denen präzise UV-Belichtung und stabile Strahlprofile erforderlich sind.

MLase GmbH entwickelt kompakte Excimerlaserquellen für die Integration in photonische Bearbeitungsplattformen zur Herstellung und Prototypenentwicklung optischer Wellenleiter. Stabile UV-Pulse im Millijoule-Bereich und homogene Strahlprofile unterstützen maskenbasierte Belichtungssysteme, selektive Ablation und präzise UV-Strukturierungsprozesse für die moderne photonische Fertigung.

Während des Präzisions-Abisolierens werden die Pulse des Excimerlasers von vielen Isolationsmaterialien stark absorbiert. Kurze UV-Pulse können dadurch Beschichtungen wie Polyimid, ETFE, PTFE, PFA, Polyurethan oder Lack entfernen, ohne den metallischen Leiter zu beeinträchtigen. Dieser Laserablationsmechanismus basiert überwiegend auf photochemischen statt thermischen Prozessen, wodurch der Leiter frei von Wärmeschäden und mechanischen Belastungen bleibt.

Diese Materialwechselwirkung ermöglicht die zuverlässige Bearbeitung extrem kleiner Drahtdurchmesser, bei denen konventionelle mechanische Verfahren das Risiko einer Beschädigung des Leiters bergen würden. Durch selektive Ablation entfernt der UV-Laser ausschließlich die Isolationsschicht und erhält das umgebende Material. Das Verfahren erzeugt scharfe Kanten und hochreproduzierbare Abisolierlängen selbst bei Drähten kleiner als 40 AWG.

Excimerbasierte Laserablation wird daher häufig bei der Herstellung implantierbarer medizinischer Elektroden, Katheterdrähte, Mikrosensoren und hochpräziser elektronischer Baugruppen eingesetzt, bei denen vor dem Schweißen, Bonden oder elektrischen Kontaktieren eine kontrollierte Entfernung der Isolation erforderlich ist.