Laser- und Medizin-Technologie GmbH Berlin · PDF file5D nano-glass University of Southampton...
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25.11.2013
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Laser- und Medizin-Technologie GmbH Berlin
Know-How und Technologie-Transfer:Laser Innenbearbeitung Transparenter Werkstoffe
Dr. David Ashkenasi, Senior Projektmanager
208.11.2013 2
1. Kurzvorstellung LMTB
2. Laser Innenbearbeitung (Prinzip)
3. Innenmarkierungen für die Produkt-
Rückverfolgung
4. Einbringung von Streuzentren für
Medizinische Anwendungen
5. Unterstützung durch BMWi-Förderung
(IGF, ZIM-KF, InnoKom-Ost)
6. Zusammenfassung und Ausblick
Inhalt
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Die LMTB ist
Forschung � Innovation � Transfer �
Umsetzung � Validierung � Verwertung
ein Forschungsinstitut, eine Technologietransfereinrichtung,
welche die Umsetzung von der Idee bis zum industrienahen Prototypen in der Biomedizinischen Optik und der Angewandten Lasertechnik initiiert, begleitet und vorantreibt.
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Die Geschäftsfelder
Technologien
Dienstleistungen
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LMTB: Angewandte Lasertechnik
• Laser Applikationslabor
• Dioden-gepumpte Festkörper-Lasersystem
• Nano-, Piko- und Femtosekunden
• Wellenlänge: IR, Grün, UV
• Arbeitsstationen und Bearbeitungsoptiken
• Machbarkeit und Kleinserienfertigung
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LMTB: Angewandte Lasertechnik
• Systementwicklung
• Rotierende Bearbeitungsoptiken
• On-line Laser Leistungsmesssysteme
• Kundenspezifische Entwicklungen (Laseroptik)
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LMTB: Angewandte Lasertechnik
• Prozessentwicklung
• Mikrobearbeitung von transparenten Werkstoffen
• Mikrobohrungen in Metall und Keramik
• Selektiver Abtrag dünner Schichten
• Plasma-Beobachtung beim Mikroabtrag
• Validierung von Verfahren und Systemen
Innenbearbeitung
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http://www.vitro.de
Laser Innengravur durch Mikrorisse
50 µm
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Laseranregung im Volumen
Anregungsplasma?
Materialreaktion?
Veränderung im Werkstoff (Art und Geometrie)?
Einfluss der Laserparameter (Pulsdauer)?
Kontrollmöglichkeiten (z.B. für micro dots)?
� Umsetzungspotential?
Forschung �
Umsetzung �
Laser-Pulse
Linse Glas
Fokus
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Voruntersuchungen (bis 2005)
Braunfärbung
30 mm
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Innenmarkierung: Spannungsfrei
IGF Vorhaben: 14982 N/1, 01.12.2006 bis 30.11.2008
Lumera Laser, Vitro Laser, CDA Datenträger, Schott, Rodenstock, Boraident, CeramOptec
Besonderes: Anschaffung eines PikosekundenPikosekundenPikosekundenPikosekunden----LasersLasersLasersLasers
1. Braunfärbung von Gläsern (Kalk-Natron, BK7, ...)
2. Übergang von der Färbung zur micro-dotEntwicklung
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Innenmarkierung: Spannungsfrei BK7
300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 120010
20
30
40
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70
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100unperturbed
BK7
0.050 m/s (1.0 µm/pulse) !
tran
smis
sion
in %
wavelength in nm
7 ps, 532 nm, 50 kHz, 14 µJ, g = 10 µm
0.13 m/s (2.5 µm/pulse)
II: Braunfärbung und und und und micro-dots
II
I
II
I
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Innenmarkierung: Spannungsarm
IGF Vorhaben: 16891 BG, 01.01.2012 bis 31.10.2014
MDI-Schott AP, Lumera Laser, IBL Innovativ Berlin, Laser, Boraident, Berliner Glas, 3D Micromac, KLS Martin Group
Besonderes: LMTB mit dem Max-Born-Institut (MBI) (Zwei Forschungseinrichtungen)
LMTB: Dr. D. Ashkenasi, A. Lemke,
MBI: Dr. A. Rosenfeld, Dr. A. Mermillod
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Innenmarkierung: Spannungsarm
Ziel:
• Kontrolle der Laser induzierten micro dots
Lösungsweg:
• Pikosekunden Doppelpulsanregungsstrategie
• Zeitaufgelöste Phasenmikroskopie
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Entwicklung von Micro Dots
Ergebnisse (Stand 10.2013):• Pikosekunden Messergebnisse am zeitaufgelösten
Phasenmikroskop-Messplatz, erstmalig mit einem Random Laser als Beleuchtungsquelle mit 5 nsPulsbreite
• Gezielte Einbringung und Analyse von micro dots
• Verbesserte Innenmarkierung mit Doppelpulsen
Laser Technik JournalVol. 10, Issue 4, 51–54, September 2013
Einsatz ultrakurzer Laser-Doppelpulse für Bohrungen und Innenmarkierungen
Einzelpulse Doppelpulse
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Einbringung von Micro Dots in LWL
ZIM-KF: KF 2821701KJ1, 01.02.2011 bis 31.12.2013
Titel: Forschung und Entwicklung der Laserbearbeitung von neuen Diffusoren für medizinische Anwendungen
Industriepartner: CeramOptec
Besonderes: Initiiert aus dem IGF Vorhaben 14982 N/1
Anwendungsfelder:• Laserinduzierte Thermotherapie (LITT)• Photodynamische Therapie (PDT)• Behandlung von Gefäßerkrankungen• Analytik und Sensorik
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Umsetzungsstrategie
400 µm 400 µm
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05101520253035
Tem
per
atu
r / °C
Inte
nsi
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bel
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heite
n
Applikatorposition / mm
DistalProximal
Ergebnisstand
• Bis 90 % seitliche Auskoppeleffizienz über die Applikatorlänge
• Thermische Stabilität übertrifft Stand der Technik
• Einsatz deutlich höherer Laserleistungen als bei bisherigen Kunststoff-Applikatoren möglich
• Gewährleistung einer homogenen, rotationssymmetrischen Lichtauskopplung
Cladding
Core
Laser-Bearbeitung
ω
Cladding
Core
Laser-Bearbeitung
ω
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Ausblick ab 2014
• Neue Vorrichtung (InnoKom-OST IZ) für Kleinserien
• Begleitung von CeramOptec bei der Umsetzung einer zukünftigen Großserienfertigung
• Umsetzung und Validierung der Technologie für weitere Fasertypen und Anwendungen
• Optimierung des Kundennutzens
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1. Kurzvorstellung LMTB
2. Laser Innenbearbeitung (Prinzip)
3. Innenmarkierungen für die Produkt-
Rückverfolgung
4. Einbringung von Streuzentren für
Medizinische Anwendungen
5. Unterstützung durch BMWi-Förderung
(IGF, ZIM-KF, InnoKom-Ost)
6. Zusammenfassung und Ausblick
Inhalt
Spannungsfreie Innenmarkierungen
IGF
Spannungsarme Innenmarkierungen
Laserbearbeitung von Lichtwellenleitern
ZIM-KF
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Unterstützung durch BMWi-Förderung
Spannungsfreie Innenmarkierungen
IGF: F.O.M / LMTB (-2009)
Spannungsarme Innenmarkierungen Laserbearbeitung von Lichtwellenleitern
ZIM-KF: CeramOptec (-2013)IGF: F.O.M. /LMTB + MBI (-2014)
PikosekundenLasersystem
Femtosekunden Laser
InnoKom-Ost-IZ (2012)
Bearbeitungsstation für Rundmaterial
InnoKom-Ost-IZ (2013)
Lasermikroabtrag und Plasmaanalyse
InnoKom-Ost (-2010)
Selektiver Abtrag dünner Schichten
IGF: F.O.M / LMTB (-2012)
Trepanieroptik für das Laser Mikrobohren
InnoKom-OST-MF (-2013)
Zwei Laserpuls Methode zur Glasbearbeitung
InnoKom-OST-VF (-2014)ZIM-KF
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Zusammenfassung und Ausblick
Forschung � Innovation � Transfer �Umsetzung � Validierung � Verwertung
LMTB = Technologietransfereinrichtung
Am Beispiel Laser-Innenbearbeitung:Markierung, Medizintechnik, Sensorik, Datenspeicher
Bedeutung der Bundesförderung:IGF, ZIM, Innokom-Ost
Verstärkung unserer Aktivitäten bei industrienaherUmsetzung, Validierung und Verwertung
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360 Terabyte for a DVD-sized disc
(2800x BlueRay)
5D nano-glass
University of Southampton 06.2013, AG Prof. Peter G. Kazansky
Aktuelle Meldung aus der Forschung
‘Superman memory crystal’
quartz
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Danksagung
Die an der LMTB durchgeführten Forschungsvorhaben der Forschungsvereinigung FeinmechanikOptik und Medizintechnik e.V. wurden über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung derIndustriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium fürWirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
• F.O.M., AiF, Euronorm, BMWi
• Industriepartnern
• Kollegen und Studenten
• Und allen Interessierten an unserer Arbeit und den Ergebnissen
• Kontakt: [email protected]