CO2-Laserbearbeitung

Aufbau und Verbindungstechnik für und mit optischen Glasfasern

 

Die verlustarme Signalübertragung mit hohen Bandbreiten über Glasfasern ist einer der wesentlichen Innovationstreiber unserer heutigen Informations- und Kommunikationsgesellschaft. Sollen auch höhere Laserleistungen bis in den kW-Bereich mittels Glasfasern übertragen werden, lassen sich konventionelle Aufbau- und Verbindungstechniken oftmals nur sehr eingeschränkt anwenden. Der Einsatz eines geeigneten CO2-Lasers als kontaminationsfreie Energiequelle zur präzisen und flexiblen Glasfaserbearbeitung bietet dabei eine ideale Voraussetzung für eine Vielzahl innovativer Glasprozesse. 

Ihr Partner für Glasfaserprozesse

 

Seit mehr als einem Jahrzehnt entwickeln wir Prozesse zur Bearbeitung von einzelnen und mehreren Glasfasern mit spezifischem CO2-Laser als Heiz- oder Energiequelle. Ein Teil dieses Know-hows fließt in OEM-Baugruppen oder komplette Produktionsgeräte mit CE nach Kundenwunsch. Die Stabilität und Reproduzierbarkeit unserer Prozesse sind dabei eine wichtige Voraussetzung für unsere Projektpartner.

Für die Geräteentwicklung stehen uns am Fraunhofer IOF Spezialisten aus dem Optikdesign, dem mechanischen Design und auch zur FEM-Analyse zur Seite. Dabei setzen wir in unseren Vorrichtungen und Geräten auch hausintern entwickelte und gefertigte diamantgedrehte Spiegeloptiken mit Goldbeschichtung zur Strahlformung für unsere CO2-Laserprozesse ein.

 

Unsere Leistungsschwerpunkte und Kompetenzen

Aktuell verfügbare CO2 -laserbasierte Prozesse für Glasfasern

  • Trennen von Fasern mittels spezieller Laserstrahlformung
  • Tapern von Fasern u.a. zur Anpassung an unterschiedliche Querschnitte
  • Ablation und Polieren zur Bearbeitung von Preformen und Glasfasern
  • Entschichten und Reinigen zur Entfernung von Faserschutzschichten und Säubern von Faserstirnflächen
  • Spleißen von Fasern mit gleichen oder unterschiedlichen Querschnitten
  • Kollabieren von Photonischen Kristallfasern (PCF) und Kapillaren
  • Formgebung von Faserstirnflächen u.a. zur Strahlformung
  • Laser Deposition zur Erzeugung zusätzlicher Eigenschaften auf Glasfasern, z.B. Entfernen von Mantelmoden
  • Oberflächenmodifikation zur Änderung der Oberflächeneigenschaften (Reflektivität, Transmission)
© Fraunhofer IOF
Erfolgreicher Schweißtest einer ø 400 μm Faser an einem 1 mm x 1 mm x 10 mm Quarzglas-Pin in einem am Fraunhofer IOF entwickelten Faserschweißgerät.

Oberflächenmodifikation und Laser Depostion

Oberflächenmodifikation, u.a. durch Ablation oder Deposition mit CO2-Lasern zur Schaffung definierter Eigenschaften auf Flächen und Substraten aus Quarzglas (Reflektivität, Transmission).

Kundenspezifische Geräteentwicklung

Entwicklung und Aufbau von Produktionsgeräten für CO2-laserbasierte Prozesse mit CE-Zertifizierung.

Technologische Beratung

Wir beraten sie in Bezug auf die Bearbeitung von Quarz-/Kieselglas mit dem CO2-Laser in Forschung und Entwicklung.

 

Aufbau und Verbindungstechniken für Glasfaser Anwendungen

Nahe beliebige Laserleistungen in der Materialbearbeitung, Sensorik, Medizin, Luft- und Raumfahrt, Quantentechnologie

 

Beispiele:

  • Entwicklung von monolithischen Faserkollimatoren für unterschiedliche Leistungsbereiche
  • Entwicklung von Modenfeld-Adaptern für Einzel- und Multikernfasern
  • Entwicklung von spezifischen, verschmolzenen Faserbündeln (Faser-Combiner)
  • Technologien zur Entfernung von Mantelmoden (Modenabstreifer)
 Entwicklung und Herstellung von ultrastabilen CO2-lasergespleißten Faserkollimatorbaugruppen
© Fraunhofer IOF
Entwicklung und Herstellung von ultrastabilen CO2-lasergespleißten Faserkollimatorbaugruppen.
CO2-laserbasiertes Entschichten und Trennen optischer Glasfasern
© Fraunhofer IOF
CO2-laserbasiertes Entschichten und Trennen optischer Glasfasern.
© Fraunhofer IOF
Faserkoppler für Anwendungen mit geringer und hoher Leistung.
 

Ihre Vorteile an der Zusammenarbeit mit uns

 

Wir bieten ausgehend von der technologischen Beratung auch die Entwicklung spezieller Einzelprozesse sowie die Komplettlösung in Form einer zertifizierten Geräteentwicklung nach Spezifikation aus einer Hand. 

Die vielfältigen Möglichkeiten zur Charakterisierung ermöglichen eine umfassende Analyse von Teilprozessen oder auch komplexen Aufgabenstellung im Bereich der Glasfaserbearbeitung mit dem CO2 Laser. Kurze Wege zu den Spezialisten aus den Abteilungen Faserlaser und Fasertechnologie unterstützen und/oder erweitern die Expertise. 

Technische Ausstattung

Am Institut stehen verschiedene, hausintern entwickelte Geräte und Vorrichtungen zur spezifischen Glasfaserbearbeitung zur Verfügung.

Für eine anschließende Charakterisierung gibt es eine Vielzahl von Messmöglichkeiten, wie Lichtmikroskopie, Laserscanning-Mikroskopie, Messungen zur Spannungsdoppelbrechung.

Abteilungsübergreifend gibt es eine große Zahl weiterer Geräte und Messmöglichkeiten. 

Taperprozess einer Glasfaser
© Fraunhofer IOF
Taperprozess einer Glasfaser

Unsere Forschungsstärke

Forschungsberichte

Die Forschungsstärke unserer Expertinnen und Experten zeigt sich u. a. in den Beiträgen des Fraunhofer IOF Jahresberichts. In diesem werden jährlich ausgewählte Forschungsergebnisse aus dem vorherigen Jahr (Archiv Jahresberichte) veröffentlicht. Hier finden Sie die Beiträge zu den Entwicklungen rund um Beschichtungen von Kunststoffoptiken aus den vergangenen Jahren:

  • »CO2-Laser-basiertes Entschichten und Trennen optischer Glasfasern.«
    (Jahresbericht 2020, Seite 86-88)
  • »Entwicklung eines Gerätes für die Erforschung von Gravitationswellen.«
    (Jahresbericht 2022, Seite 36-37)
CO2-Laserspleißen – kontaminationsfreies und vielseitiges Fügen mit hoher Reproduzierbarkeit zur Herstellung von Hochleistungs-Faserlaserkomponenten
© Fraunhofer IOF
CO2-Laserspleißen – kontaminationsfreies und vielseitiges Fügen mit hoher Reproduzierbarkeit zur Herstellung von Hochleistungs-Faserlaserkomponenten.

Sie haben Fragen zu unseren Leistungen? Wir stehen Ihnen gern für ein Gespräch zur Verfügung!

Bei einem persönlichen Gespräch beraten wir Sie hinsichtlich unseres (individuellen) Leistungsangebotes und unserer Kernkompetenzen. Sprechen Sie uns an.  

Sie sind an einer Kooperation interessiert? Kontaktieren Sie uns!

Wir entwickeln spezielle und visionäre Lösungen – maßgeschneidert auf die Bedürfnisse und Wünsche unserer Kunden. Lassen Sie uns gern über Ihre Idee(n) sprechen.

 

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