Laserbearbeitung transparenter Materialien

Mithilfe innovativer Technologien wie Ultrakurzpulslaser und schnellen Scannern können wir am Fraumnhofer ISE auch transparente Hartwerkstoffe bearbeiten. Diese Hartwerkstoffe wie Siliziumkarbid (SiC), Diamant, Saphir und Glas stellen aufgrund ihrer außergewöhnlichen Härte, Sprödigkeit und ihrer einzigartigen optischen Eigenschaften eine besondere Herausforderung für die Laserverarbeitung dar. Siliziumkarbid und Saphir erfordern beispielsweise teure Diamantwerkzeuge mit begrenzter Lebensdauer. Bei der Glasbearbeitung gibt es erhebliche Probleme mit dem Wärmemanagement, der Rissbildung und der Erhaltung der optischen Eigenschaften. Diese Werkstoffe widerstehen herkömmlichen Bearbeitungstechniken, was häufig zu einer Beeinträchtigung der strukturellen Integrität, einer schlechten Oberflächenqualität oder einer ineffizienten Verarbeitung führt.

Am Fraunhofer ISE sind wir auf fortschrittliche Laserverarbeitungstechniken für transparente Hartwerkstoffe spezialisiert. Wir verwenden Hochleistungs-Ultrakurzpulslaser, die Wellenlängen von UV bis NIR abdecken, gekoppelt mit Scannern für schnelles und präzises Schneiden. Unsere Kompetenz erstreckt sich auf das High-NA-Ritzen von dielektrischen und Wide-Bandgap-Materialien, was komplexe Strukturierungen und Modifikationen ermöglicht. Wir führen eingehende Untersuchungen zur nichtlinearen Absorption durch und setzen eine In-situ-Prozesskontrolle ein, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Zu unseren Kompetenzen gehören auch das Volumenritzen und die gerichtete Ausbreitung von Rissen unter der Oberfläche, wodurch interne Modifikationen ohne Oberflächenbeschädigung möglich sind. Darüber hinaus entwickeln wir Oberflächenstrukturierungs- und laserunterstützte Ätzverfahren, insbesondere zur Herstellung von blendfreien Glasoberflächen für PV-Anwendungen.

Unsere FuE-Angebote für die Glas- und Halbleiterindustrie:

• Komplexe Strukturierung und Modifizierung dielektrischer Materialien sowie Materialien mit großer Bandlücke
• Individuelle Lösungen für Laserprozesse unter Einbeziehung modernster Technologien wie Thermal-Laser-Separation (TLS™)
• Lösungen für die Großserienfertigung im Bereich der Laserverarbeitung transparenter Hartwerkstoffe
• Entwicklung von Oberflächenstrukturierungs- und lasergestützten Ätzverfahren
• Eingehende Untersuchungen zur nichtlinearen Absorption