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Messtechnik für Laser wird in sehr vielen unterschiedlichen Anwendungen und Industrien verwendet. Dementsprechend vielfältig sind die Vorgaben und Richtlinien in Hinblick auf die regelmäßige Kalibration der Messgeräte. Während im Medizinbereich engmaschige Kalibrationen vorgeschrieben sind, werden diese in einige Industrien eher stiefmütterlich behandelt. Dabei sichert die Kalibration nicht nur die Qualität der Messung in Hinblick auf deren Vergleichbarkeit; die individuelle Kalibration (OEM-Kalibration) eines Messgeräts erhöht auch die absolute Messgenauigkeit.
In der Zerspanung ist das Messen der Werkzeuge vor und zwischen Bearbeitungsschritten gang und gäbe, um eine gleichmäßige Performanz und Ergebnisqualität zu gewährleisten. Das legt nahe, auch in der Additiven Fertigung entsprechend vorzugehen. Wie wichtig das bei laserbasierten Verfahren ist und wie man dabei vorgehen kann, verrät Christian Dini, Director Global Business Development bei der Ophir Spiricon Europe GmbH, in diesem Interview mit Georg Schöpf, Chefredakteur des Fachmagazins Additive Fertigung (der Artikel ist in Ausgabe 1/2021 des Fachmagazins erschienen).
Assaf Halevy, Efi Rotem, and Simon Rankel
Mit der weiterhin rasanten Geschwindigkeit bei der Entwicklung neuer UV LED-Quellen, steigt auch die Zahl der industriellen Anwendungen, die diese nutzen. UV LEDs werden heute in zahlreichen industriellen Prozessen, medizinischen Anwendungen und zu Desinfektionszwecken verwendet. Die UV-Strahlung effizient zu nutzen, erfordert allerdings hochwertige Messgeräte; insbesondere, da präzise Lichtmessungen in diesem Spektralbereich mit besonderen Herausforderungen verbunden sind. Eine davon ist die präzise Messung der Bestrahlungsstärke, ohne die genaue Wellenlänge des Lichts zu kennen.

The global medical industry incorporates thousands of lasers into its arsenal of treatment tools. Wavelengths from UV to Far-infrared are used for everything from Lasik eye surgery to cosmetic skin resurfacing. Visible wavelengths are used in dermatology and ophthalmology to target selective complementary color chromophores. Laser powers and energies are delivered through a wide range of fiber diameters, articulated arms, focusing handpieces, scanners, micromanipulators and more.

Sven Kern, Central European Sales Manager (North)

Das Ophir® BeamSquared® System misst die Eigenschaften der Strahlausbreitung bei Dauerstrich und gepulsten Lasern vollständig automatisiert. Aufgrund seiner kompakten Bauweise und einem breiten Wellenlängenbereich - von UV über NIR bis hin zu Telekom-Wellenlängen - eignet sich das Messgerät für eine Vielzahl von Anwendungen. Wie bei jedem sehr präzisen optischen Messgerät sind Verschmutzungen der Optiken durch Staub und Schmutzpartikel die größten Feinde des Systems. Zusätzlich ist eine genaue Offset-Korrektur für die präzise Messung...

Yoni Groisman, Karol Sanilevitch, Roei Yiftah, Dr. Simon Rankel

VCSELs, LEDs, Edge Emitting und Faserlaser werden im Rahmen zahlreicher kritischer Anwendungen eingesetzt, bei denen es maßgeblich auf deren hohe Qualität ankommt. Um diese zu gewährleisten, empfiehlt sich die Analyse des Strahlprofils. Allerdings stellt genau das bei weiten, divergenten Strahlen sehr spezifische Anforderungen an die Messtechnik. Einerseits sind die Aperturen klassischer Strahlprofilmessgeräte zu klein, um bei großen oder divergenten Lichtquellen den gesamten Strahl zu erfassen. Andererseits lassen sich divergente Strahlen...

Mark Slutzki

Hochleistungslaser ermöglichen es uns heute Komponenten zu fertigen, die mit rein mechanischen Mittel kaum oder gar nicht hätten entstehen können. Die Möglichkeit, einen Laserstrahl mit enormer Leistung auf einen sehr kleinen, präzise definierbaren Wirkungsbereich zu fokussieren, eröffnete zahlreichen Industrien neue Fertigungsmöglichkeiten.

Mittlerweile finden sich selbst im industriellen Umfeld dank der weit verbreiteten Faserlaser und deren Skalierbarkeit Laseranlagen mit...

Dr. Simon Rankel and John McCauley, Ophir

Präzise und zuverlässige Messungen sind bei LiDAR Systemen ein Muss – was bedeutet dies für die Konstruktion der Systeme?

LiDAR ist für viele Experten die Sensortechnologie, die dem teilautonomen oder autonomen Fahren den Durchbruch ermöglicht. Insbesondere die Kombination von LiDAR mit anderen Detektoren und Entfernungsmessgeräten wie Kameras und Radar erweist sich als sehr vielversprechend. Die Integration mehrerer unterschiedlicher Technologien gewährleistet, dass...

Zinkbeschichtete Bleche mit einem Laserstrahl in einer durchgehenden Naht zu schweißen, stellte die Automobilindustrie aufgrund der ungünstigen Schmelz- und Verdampfungseigenschaften der Materialkombination bis dato vor große Herausforderungen. Die Volkswagen AG verfolgt mit dem multifokalen Laserschweißen einen vielversprechenden Ansatz: Ein neu entwickelter Prozess ermöglicht deutlich höhere Schweißgeschwindigkeiten als diese mit konventionellen monofokalen Laserstrahlschweißanlagen zu erreichen wären. Nach einer Entwicklungszeit von nur...

Efi Rotem, Shimon Elstein, Daniel Sebbag
Ophir IS1.5-VIS-FPD-800 ist ein multifunktionaler Sensor, der mehrere Messoptionen für VCSEL in einem einzigen Instrument kombiniert:
In Wallonien werden sämtliche Hochdruck-Gasentladungsleuchten (engl. HID)-Leuchten durch LED-Technologie ersetzt. Das regionale Versorgungsunternehmen ORES steht damit vor der Herausforderung, bis 2030 443.164 Leuchten zu tauschen. Um die Qualität der LED-Leuchten schon vor der Installation sicherzustellen, vertraut ORES auf die Ophir FluxGage Messtechnik.

IR-Lasertechnologie von Scanovis revolutioniert die Kriminaltechnik, Ophir Messtechnik vereinfacht Justage der Optiken

Geht es nach den Entwicklern bei Scanovis, einem Start-up-Unternehmen mit Sitz in Koblenz, sind die Zeiten von Pinsel, Puder und Chemie zur Spurensicherung an Tatorten bald vorbei. Das Unternehmen entwickelte eine laserbasierte Lösung, die u.a. Fingerspuren am Tatort mit IR-Laserstrahlung findet, in einem 3D-Scan in Minutenschnelle sichtbar und digital verfügbar macht...

Das neuartige Coronavirus COVID-19 hält aktuell die Welt in Atem. Mundschutz und Desinfektionsmittel finden reißenden Absatz. Gerade in Krankenhäusern, in denen Patienten behandelt werden, könnte die Desinfektion mit UV-Licht eine Möglichkeit zur Desinfektion größerer Flächen bieten, ohne chemische Desinfektionsmittel zu benötigen.
Efi Rotem, Mark Ivker

Hintergrund
Misst man mit einem Photodioden-Sensor wie dem Ophir PD300 oder dem IS6-D-VIS die durchschnittliche Leistung, ergibt sich die maximale Leistung oder Sättigungsleistung durch den maximalen Photostrom, den die Diode unter Einhaltung der Linearität noch erzeugen kann. Die Sättigungsleistung liegt typischerweise bei 3mW für eine reine Siliziumdiode. Fügt man eine Abschwächung in Form eines Filters hinzu oder nutzt man eine Ulbrichtkugel, steigt die Sättigungsleistung des gesamten Sensors.

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MKS Instruments schließt die “Wiederholbarkeits-Lücke” in der Additiven Fertigung – Christian Dini, Director Global Business Development Ophir, im Interview mit TCT

Der fokussierte Laserstrahl sollte in allen Anwendungen den definierten Spezifikationen entsprechen. In der Medizintechnik kommt den Parametern jedoch eine besonders große Bedeutung zu. Lesen Sie einen Artikel dazu aus MEDengineering 6/2019

 

Vollständiger Artikel als PDF

Kevin Kirkham - Englische Version erschien in Photonics Spectra im Juli 2019

Die richtige Methode zur Messung von Hochleistungs-Faserlasern auszuwählen – mittels einer Kamera, einem schlitzbasierten Gerät oder einem berührungslosen Messgerät – erfordert Wissen über die Vorteile und Grenzen jeder Technologie.

Faserlaser werden in stetig wachsender Zahl über eine breite Palette von Anwendungen hinweg eingesetzt. Im Leistungsbereich zwischen 2 und 20 kW nimmt die Zahl der Laserprozesse in der Materialbearbeitung sowie in filigranen...

Von Dr. Ephraim Greenfield

Quellen mit intensiv gepulstem Licht - meist bekannt unter dem englischen Begriff Intensed Pulsed Light (IPL) - sind in der Dermatologie weit verbreitet. Die gepulsten Quellen werden entweder über die Luft oder mittels eines Kontaktgels, das etwaige Reflektionen verhindert, optisch mit der Haut gekoppelt. Doch wie lässt sich die Ausgangsleistung einer solchen IPLQuelle messen, wenn diese über das Kontaktgel mit der Haut des Patienten verbunden wird?

Ophir...

Gepulste Quellen oder LED effizient und kostengünstig messen

Thermische Sensoren messen Wärme. Aber bei welchen Wellenlängen arbeitet ein thermischer Sensor? Ophir bietet Sensoren zur Messung von Wellenlängen zwischen 150nm und 30μm. Die Sensoren nutzen dazu verschiedene Beschichtungen, um die Wärme des Lasers zu absorbieren. Jede Beschichtung hat eine eigene Absorptions-/Wellenlängenkurve, das bedeutet, jede Beschichtung verfügt über einen eigenen Bereich kalibrierter Wellenlängen. Sie können Ihren thermischen Sensor für unterschiedliche Messungen verschiedener Arten von...

Whitepaper von Jed Simmons Ph.D. & Kevin Kirkham

Laser, die heute in Produktionsprozessen genutzt werden, arbeiten auf deutlich höherem Leistungsniveau als noch vor zehn Jahren. Bei Laserschweißprozessen sind wir mittlerweile – dank der Faserlasertechnologie – bei durchschnittlichen Leistungen im Bereich mehrerer Kilowatt und das bei deutlich reduzierten Fokusdurchmessern. Ophir hat sich dieser Herausforderung gestellt und ein berührungsloses Messprinzip entwickelt, das auf der Rayleigh-Streuung basiert. Die Technologie, die in den BeamWatch Strahlprofilmessgeräten...

Wie sich LED-Module und LED-Leuchten schnell und zuverlässig messen lassen

 

Die Qualitätsanforderungen in der Automobilindustrie sind hoch, der Preis- und Zeitdruck auf die Zulieferer aber auch. Im Idealfall sollten Qualitätsprüfungen demzufolge schnell, kostengünstig, aber dennoch zuverlässig erfolgen. Vor dieser Herausforderung stand auch ein Zulieferunternehmen im Bereich LED-Leuchten für Fahrzeuge. Bevor die von dem Unternehmen entwickelten LED-Module in die Serienfertigung gehen sollten, wollte man sicherstellen, dass diese den...

Die Messung des M2 bei einer Laserquelle mit einer Wellenlänge größer als 1100nm gestaltet sich schwierig. Die meisten M2-Messgeräte nutzen eine Silizium CCD-Kamera, doch diese erfasst nur Wellenlängen bis maximal 1100nm. Die darüberliegenden Wellenlängen erfordern aufwändige manuelle Messaufbauten. In unserem Anwendungsbeispiel ging es um die Qualitätsprüfung von Lasern mit einer einstellbaren Wellenlänge zwischen 900 bis 1300nm. Als zentrales Kriterium forderte der Hersteller, dass alle Wellenlängen mit nur einem Gerät gemessen werden sollten....

In den vergangenen Jahrzehnten wurden Laser vermessen, um den Laser selbst korrekt zu justieren oder individuelle Prozesse zu optimieren. Eine Anbindung an einen PC und damit an ein Netzwerk war häufig nicht erforderlich. Doch die Anforderungen in Industrie und Forschung haben sich deutlich verändert: Die ermittelten Messwerte sollen in vielen Fällen an einem PC ausgewertet bzw. über ein Netzwerk an einen zentralen Datenspeicher übermittelt und analysiert werden. Big Data, Industrie 4.0 oder die Digitalisierung der Fertigung sind Schlagworte, die sich durch alle Branchen ziehen. Dieser...


Abb 1.: Operation mit einem Laser
Flickr creative commons image via CMRF Crumlin
Laserstrahlen liefern Energie ohne jeglichen physischen Kontakt und lassen sich darüber hinaus äußerst präzise steuern. Beides sind ideale Voraussetzungen für zahlreiche Anwendungen im weiten Feld der Medizintechnik: Laser werden anstelle eines Skalpells als...

Wissen Sie, warum Ihr Laser immer länger benötigt, um das gleiche Teil zu schneiden? Es liegt daran, dass Laser sich mit der Zeit verändern. Niemand ist erstaunt, wenn sich mechanische Schneidwerkzeuge mit der Zeit abnutzen und irgendwann abbrechen. Laser, die mit der enormen Intensität von Lichtstrahlen Metall ohne direkten Kontakt zum Material schweißen oder schneiden, scheinen resistent zu sein gegen langfristige Änderungen. Aber wir wissen, dass sie sich selbst im Laufe von wenigen Monaten dramatisch verändern können. Das führt zu geringen Schneidgeschwindigkeiten und schlechter...

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