In-Situ-Metrologie und Laserprozesskontrolle

Unsere Kompetenz im Bereich In-Situ-Metrologie und Prozesskontrolle basiert auf der hervorragenden Steuerbarkeit moderner Lasersysteme. Wir unterstützen unsere Kundinnen und Kunden bei der Entwicklung von Lasertechnologien, um Ihre Fertigungsprozesse zu überwachen und zu optimieren.

Moderne Laser und Strahlsteuerungen ermöglichen eine schnelle Anpassung an Prozessschwankung oder an veränderliche Werkstücke. Moderne Sensortechnologien können eingesetzt werden, um Laserprozesse besser zu verstehen anhand dessen gewonnene Informationen zu ihrer Überwachung  einzusetzen und Regelsignale für die Echtzeitsteuerung zu generieren.

Unsere FuE-Angebote für Produkt- und Maschinenhersteller umfassen:

• Entwicklung von In-situ-Messtechnik und Laserprozesssteuerung für Ihren  Fertigungsprozess
• Entwicklung optischer Sensorsysteme zur Prozessüberwachung
• Messung der transienten optischen Antwort Ihrer Probe unter Bestrahlung mit intensiven Laserpulsen
• Implementierung von Sensorsystemen zur automatischen Steuerung von Laserprozessen

Unsere FuE-Leistungen finden Anwendung in den Themenfeldern On-the-Fly-Nachverfolgung und High-Speed-Bildgebung, Thermale Bildgebung und High-Speed-Pyrometrie and Zeitaufgelöste Prozessbeobachtung.

Unsere Lösungen für die On-the-Fly-Nachverfolgung und High-Speed-Bildgebung ermöglichen die Anpassung von Laserstrahl-Trajektorien an sich bewegende Werkstücke mit Regelbandbreiten von bis zu 3 kHz. Dazu nutzen wir ein Array aus optischen Sensoren. Das Array erzeugt Steuersignale für Strahlpositioniereinheiten wie Galvanometer-Abtastspiegel und gleicht damit Geschwindigkeitsschwankungen des Werkstücks auf einem Förderband während des Prozesses in Echtzeit aus. Dieser Ansatz vereinfacht die Konzeption von Laserbearbeitungssystemen und gewährleistet dank unserer Sensor- und Steuerungstechnologie gleichzeitig eine hohe Präzision.

Zur Überwachung und Steuerung schneller Laserheizprozesse setzen wir Hochgeschwindigkeits-Pyrometrie und räumlich aufgelöste Thermografie ein. In Kombination können die Sensorsignale als Eingabe für ein adaptives System zur Steuerung der Laserdioden dienen und gewährleisten so eine präzise Temperaturregelung sowie maßgeschneiderte Erwärmungsprofile.

Gepulste Laserprozesse sind grundsätzlich gut steuerbar. Doch die kurzen Pulse stellen, ebenso wie die kurze Bestrahlungsdauer und das geringe Volumen in dem die Prozesse typischerweise vonstattengehen, eine Herausforderung für die Beobachtung des Prozesses dar. Um eine entsprechende Beobachtung transienter optischer Eigenschaften für gepulste Laserprozesse zu ermöglichen, arbeiten wir mit In-situ-Mikroskopie sowie Pump-Probe- und Z-Scan-Techniken. Die Verfahren ermöglichen Einblicke in nichtlineare und laserinduzierte Absorption für verschiedene Werkstoffe. Dabei können wir die Dynamik während des Prozesses vermessen und beispielsweise plötzliche Phasenübergänge und explosive Auswürfe von Material, ebenso wie Lasermodifikationen auf einer räumlichen Skala im Mikrometerbereich mit einer zeitlichen Auflösung von bis zu 200 Femtosekunden analysieren.

Live-Beobachtung mikroskopischer Lasermodifikation zur Erzeugung von Rissen unter der Oberfläche in transparenten Werkstoffen.