Neue Mikrolinsen-Arrays mit mehr Linsen pro Wafer

Blankpressen von hochbrechendem Glas ermöglicht höchste Präzision

Neue Mikrolinsen-Arrays mit mehr Linsen pro Wafer

INGENERIC: Beidseitiges Zylinderlinsen-Array, gekreuzt

Erstmals stellt INGENERIC auf den diesjährigen Messen „LASER World of PHOTONICS CHINA 2018“ und „OFC 2018“ die neuen Mikrolinsen-Arrays mit kürzeren Brennweiten und einer höheren Anzahl von Linsen pro Wafer vor. Das Unternehmen entwickelt individuelle Arrays für Kunden und führt sie in die wirtschaftliche Serienproduktion über.

Auf der Messe präsentiert das Unternehmen aus der Technologieregion Aachen seine neuen Mikrolinsen-Arrays mit bis zu 500 einzelnen Linsen und Abmessungen bis zu 50 x 50 mm, die zum Beispiel für die Strahlformung und das Homogenisieren von Licht verwendet werden.

Mit den neuen Arrays entspricht INGENERIC dem Wunsch vieler Kunden, Brennweiten bis hinab zu 0,3 mm zu realisieren.

Dr.-Ing. Stefan Hambücker, Geschäftsführer von INGENERIC, sieht deutliche Vorteile für seine Kunden: „Wir beobachten einen ausgeprägten Trend zu kürzeren Brennweiten. Das bedeutet für uns, dass wir Optiken mit erheblich kleineren Radien als bisher herstellen müssen. Hier haben wir in den vergangenen Monaten deutliche Fortschritte erzielt. Auf den beiden Messen präsentieren wir die Ergebnisse unserer aktuellen Entwicklungsarbeit: Mehr Linsen pro Wafer mit kürzeren Brennweiten auf größeren Arrays.“

Für Optiken mit kurzer Brennweite hat INGENERIC die belegbare Fläche auf bis zu 10 x 10 mm erhöht und so das bisherige Produktspektrum deutlich erweitert. Dabei nutzt das Unternehmen weiterhin seine bewährte Technologie, die größte Reproduzierbarkeit und engste Toleranzen garantiert. Diese Vorteile machen INGENERIC zu einem führenden Hersteller für Mikrolinsen-Arrays.

Für die Fertigung der Arrays wendet INGENERIC das Präzisions-Blankpressen an, bei dem hochbrechendes Glas exakt die Form des Presswerkzeugs annimmt. Da das Unternehmen die Formen mit Submikron-Präzision fertigt, erzielt es bei der Produktion der Arrays außergewöhnlich hohe Genauigkeit und Reproduzierbarkeit. So gelingt es INGENERIC, Arrays mit minimalen Übergangszonen, höchsten Füllfaktoren und kleinsten Pitch-Fehlern prozesssicher auch in Großserien herzustellen.

Beim Entwurf von Mikrooptiken für spezielle Anwendungen bietet das Verfahren darüber hinaus große Freiheit: Im Vergleich mit dem Ätzverfahren können komplexere Optiken mit größerem Aspektverhältnis von Radius und Apertur realisiert werden. Darüber hinaus zeichnet sich das Verfahren durch eine relative Radiustoleranz von besser als 0,2 Prozent aus, die bei der Serienproduktion genau reproduzierbar ist.

INGENERIC stellt Mikrolinsen-Arrays mit asphärischen oder sphärischen Linsen her, die plankonvex, bikonvex oder konvex-konkav sind sowie eine runde, rechteckige oder hexagonale Apertur aufweisen.

INGENERIC auf der „OFC“:
San Diego, Kalifornien, USA
13. bis 15. März 20178:
Stand Nr. 4601 (Deutscher Gemeinschaftsstand)

INGENERIC auf der „LASER World of PHOTONICS CHINA“:
Shanghai, China
14. bis 16. März 20178:
Halle W1, Stand 1715

Hintergrund: Die Präzision im Detail

Die Array-Strukturen bewegen sich typisch im Submillimeter-Bereich, die Formgenauigkeit liegt mit weniger als 250 nm im Submikrometer-Bereich. Dies macht es möglich, Arrays mit hohen Füllfaktoren herzustellen und die optisch wirksame Fläche optimal auszunutzen: Übergangszonen von weniger als 10 μm realisiert INGENERIC mit hoher Prozesssicherheit. Der Nutzen für den Anwender: Optimale Strahlformung und hohe Effizienz bei Übertragung und Kopplung.

Das Blankpressen gestattet es außerdem, bei beidseitigen Optiken den Versatz zwischen Ober- und Unterseite des Arrays auf weniger als 5 μm genau einzuhalten. Hinzu kommt eine sehr hohe Pitch-Genauigkeit: Den Abstand der einzelnen Linsenmittelpunkte reproduziert INGENERIC mit einer Genauigkeit von besser als 2 µm auf 25 mm Länge, so kumulieren Fehler nicht über die Breite des Arrays.

Für einige Mikrooptiken – besonders für beidseitige Strukturen – ist das genaue Einhalten der Mittendicke sehr wichtig, da sie teleskopisch wirken und kleinste Abweichungen zu Abbildungsfehlern führen. Hier erzielt INGENERIC Genauigkeiten von etwa +/-6 µm.

Im Vergleich mit klassischen Verfahren – beispielsweise dem Quarzätzen – realisiert INGENERIC eine relative Radiustoleranz von besser als 0,2 Prozent, die bei der Serienproduktion von Wafer zu Wafer exakt reproduziert wird.

Über INGENERIC

Die 2001 am Technologie- und Forschungsstandort Aachen gegründete INGENERIC GmbH entwickelt und produziert hochpräzise mikrooptische Komponenten für High-Power-Applikationen sowie optische Systeme und Lasersysteme wie Faserkoppler, Homogenisierer und Kollimations-Module für Wissenschaft, Medizin und Messtechnik.

Heute ist INGENERIC einer der wenigen Hersteller in Europa, der Mikrooptiken aus Glas für die Strahlformung in Halbleiter-Diodenlasern nach den individuellen Vorgaben seiner internationalen Kunden entwickelt und produziert. Dabei deckt das Unternehmen die gesamte Prozesskette vom Design der Linsen und der Entwicklung von Prototypen über die Kleinserie bis hin zur Serienfertigung ab.

Außerdem stellt INGENERIC Hochleistungs-Lasersysteme her. Für das HiLASE oder XFEL Projekt zum Beispiel hat INGENERIC bereits mehrere Hochenergie-Laser geliefert, die pro Sekunde 10 Pulse mit einer Energie von 250 Joule bei einer mittleren Leistung von 2,5 kW abgeben und sich durch ein äußerst homogenes Tophat-Strahlprofil mit einem Amplitudenkontrast von weniger als 7 Prozent auszeichnen.

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INGENERIC GmbH
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