Packaging

Unser Leistungsangebot

Optomechanisch und thermomechanisch stabile Lasersysteme sind überall dort erforderlich, wo die klassische Aufbautechnologie an ihre Grenzen stößt. Viele Anwendungen erfordern solche besonders robusten Systeme, die beispielsweise unter extremen Umweltbedingungen zuverlässig funktionieren müssen. Auf Löttechnologie basierende Montageprozesse für optische und optomechanische Komponenten ermöglichen den Aufbau von luft- und raumfahrttauglichen Systemen. Mit dem »Future Laser System« (FULAS) wurde am Fraunhofer ILT eine entsprechende Technologieplattform für zukünftige satellitengestützte LIDAR-Systeme entwickelt. Auf Basis dieser Plattform können Lasersysteme für die Detektion von Spurengasen in der Atmosphäre aufgabenspezifisch ausgelegt und aufgebaut werden. Neben Weltraumapplikationen kann die Löttechnologie auch für klassische Industrie- und Forschungsanwendungen vorteilhaft eingesetzt werden, bei denen neben der Stabilität eine niedrige Ausgasungsrate, ein günstiges Alterungsverhalten oder eine gute Wärmeleitung der Montageschnittstelle erforderlich sind. Die Aufbautechnologie basiert auf dem am Fraunhofer ILT entwickelten, flexiblen Pick&Align-Verfahren, bei dem alle wesentlichen Justierschritte mit manuell geführten Robotern realisiert werden. Neben neuen Konzepten wird auch die Vereinfachung bereits bestehender Lötverfahren und Packages vorangetrieben.

Das Leistungsangebot umfasst Machbarkeitsstudien, die Entwicklung von Montageprozessen oder Funktionsbaugruppen und deren Qualifikation sowie Beratung bei der konzeptionellen Auslegung von Prozessen und Anlagen.

Reflow gelötetes Optikmodul.
© Fraunhofer ILT, Aachen.
Reflow gelötetes Optikmodul.
Gelötete Optiken eines Faraday-Isolators.
© Fraunhofer ILT, Aachen.
Gelötete Optiken eines Faraday-Isolators.
Mittels Löttechnik realisierter optisch parametrischer Oszillator.
© Fraunhofer ILT, Aachen.
Mittels Löttechnik realisierter optisch parametrischer Oszillator.

Design

  • Konzeptentwicklung zur Montage von Lasersystemen und optischen Baugruppen
  • Simulationsanalyse (thermisch, mechanisch, optisch, elektrisch)

Montageprozesse

  • Dünnschichtverfahren zur Lotschichterzeugung (PVD)
  • Pick & Align – aktive Justage optischer Komponenten
  • Reflowlötprozesse
  • Aktivlötprozesse
  • Greiferentwicklung
  • Planare Aufbauverfahren

Komponentenmontage

  • Laserkristalle
  • Nichtlineare Kristalle
  • Spiegel und Linsen
  • Faserkomponenten
  • Löten von optomechanischen Baugruppen
  • Aufbau hybrider Baugruppen bis hin zu komplexen Prototypen

Qualitätsprüfung/Qualifikation

  • Temperaturzyklustest inkl. Autokollimatormessung
  • Vibrations -und Schocktest inkl. Autokollimatormessung
  • Modalanalyse
  • Schertest
  • Zugtest
  • Metallurgische Untersuchungen
  • EDX und Rasterelektronenmikroskopie
  • Messung der Spannungsdoppelbrechung

Broschüren

Unsere Broschüren vermitteln einen schnellen Einblick in unsere Leistungsangebote. Detaillierte Informationen und einzelne Projektergebnisse finden Sie auch im Reiter »Projektergebnisse«.

 

»Packaging«

Studie

Licht als Schlüssel zur globalen ökologischen Nachhaltigkeit

Branchen

Lasertechnik trägt in unterschiedlichen Branchen zur Lösung anspruchsvoller Aufgabenstellungen bei. Ob als Werkzeug in der Automobilfertigung, als Messmittel im Umweltbereich, als Diagnose- oder Therapieinstrument in der Medizintechnik oder als Kommunikationsmedium in der Raumfahrttechnik, der Laser bietet vielfache Einsatzmöglichkeiten mit hoher Produktivität und hoher Effizienz.

Auf den Branchen-Webseiten finden Sie weitere Informationen und eine Auswahl aus unserem Angebot.

 

Forschen Sie mit uns!

Bei Fragen zu übergreifenden Themen nehmen Sie einfach Kontakt mit uns auf! Unsere Ansprechpartner stehen Ihnen gerne zur Verfügung.

Publikationen

Esser, D., Giesberts, M., Erben, B., Nyga, S., Kasemann, R., Wührer, C., Hahn, S., Leyendecker, M., Eßer, J., Wirz, W., Klein, S., Traub, M., Klein, J., Brandenburg, W., Luttmann, K., Mohr, D., Pérez Prieto, L., Hoffmann, H.-D,
Optomechanical design of a 150 mJ single frequency UV laser for the AEOLUS-2 mission.
International Conference on Space Optics — ICSO 2022, 3-7 October 2022, Dubrovnik, Croatia. Proceedings Volume 12777, International Conference on Space Optics — ICSO 2022; 127770N (2023).
https://doi.org/10.1117/12.2688830

Livrozet, M., Gronloh, B., Faidel, H., Luttmann, J., Hoffmann, D.:
Optical and Optomechanical Design of the MERLIN Laser Optical Bench.
International Conference on Space Optics — ICSO 2021| 30 March - 2 April 2021 | Online Only. Proceedings Volume 11852, International Conference on Space Optics — ICSO 2020; 118522Q- (14 S.) (2021)
https://doi.org/10.1117/12.2599445

Holters, M., Dirks, S., Stollenwerk, J., Loosen, P.:
Automated and model-based assembly of an anamorphic telescope.
SPIE OPTO, 22 February 2018, San Francisco, California, United States.
Proc. SPIE 10538, Optical Interconnects XVIII, 105380U (10 S.) (2018)
https://doi.org/10.1117/12.2291910

Löhring, J., Winzen, M., Faidel, H., Miesner, J., Plum, D., Klein, J., Fitzau, O., Giesberts, M.,
Brandenburg, W., Seidel, A., Schwanen, N., Riesters, D., Hengesbach, S., Hoffmann, H.-D.:
Key optical components for spaceborne lasers
Proc. SPIE 9730, 97300O-1 (11 S.) (2016)
https://doi.org/10.1117/12.2212319

Livrozet, M. J., Elsen, F., Wüppen, J., Löhring, J., Büdenbender, C., Fix, A., Jungbluth, B., Hoffmann, D.:
Feasibility and performance study for a space-borne 1645 nm OPO for French-German satellite mission MERLIN
Proc. SPIE 8959, 89590G (7 S.) (2014)
https://doi.org/10.1117/12.2041422

Brecher, C., Schmitt, R., Loosen, P., Guerrero, V., Pyschny, N., Pavim, A., Gatej, A.:
Self-optimizing approach for automated laser resonator alignment 
Opt. Lasers Eng. 50, 287-292, (2012)
https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2011.08.001

Faidel, H., Gronloh, B., Winzen, M., Liermann, E., Esser, D., Morasch, V., Luttmann, J., Leers, M., Hoffmann, D.:
Passive alignment and soldering technique for optical components 
Proc. SPIE 8235, (10 S.) (2012)
https://doi.org/10.1117/12.906726

Gatej, A., Pyschny, N., Loosen, P., Brecher, C.:
Robot-based Resistance Soldering of Optical Components
Soldering & Surface Mount Technology Vol. 24, no. 2, pp. 112-119, (2012)
https://doi.org/10.1108/09540911211214686

Leers, M., Winzen, M., Liermann, E., Faidel, H., Westphalen, T., Miesner, J., Luttmann, J., Hoffmann, D.:
Highly precise and robust packaging of optical components
Proc. SPIE 8244, (6 S.) (2012)
https://doi.org/10.1117/12.920016

Leers, M., Winzen, M., Liermann, E., Faidel, H., Westphalen, T., Miesner, J., Luttmann, J., Hoffmann, D.:
Pick and align - high precision active alignment of optical components
IEEE Electronic Components & Technology Conference, San Diego,pp. 208-212 (2012)
https://doi.org/10.1117/12.920016

Funck, M. C., Dolkemeyer, J., Morasch, V., Loosen, P.:
Design of a miniaturized solid state laser for automated assembly
Proc. SPIE 7721, 77210X, (10 S.) (2010)
https://doi.org/10.1117/12.855017

Funck, M. C., Loosen, P.:
The effect of selective assembly on tolerance desensitization
Proc. SPIE 7652, 76521M, (9 S.) (2010)
https://doi.org/10.1117/12.868922

Leers, M., Westphalen, T., Liermann, E.:
Both sides cooled packages for high-power diode laser bars
60th Electronic Components and Technology Conference (ECTC), Las Vegas, IEEE, pp. 708-712, (2010)
https://doi.org/10.1109/ECTC.2010.5490770

Leers, M., Liermann, E., Imgrund, P., Kramer, L., Volkert, J.:
Expansion matched heat sinks made by μ-metal injection molding
Proc. SPIE 7583, 75830H, (11 S.) (2010)
https://doi.org/10.1117/12.842064

Miesner, J., Timmermann, A., Meinschien, J., Neumann, B., Wright, S., Tekin, T., Schröder, H., Westphalen, T., Frischkorn, F.:
Automated assembly of Fast Axis Collimation (FAC) lenses for diode laser bar modules
Proc. SPIE7198, 71980G, (10 S.) (2009)
https://doi.org/10.1117/12.809190

Leers, M., Westphalen, T., Pathak, R., Scholz, C.:
Investigation of n-side cooling in regards to bar geometry and packaging style of diode laser
Proc. SPIE 7198, 71980H, (9 S.) (2009)
https://doi.org/10.1117/12.809508

Schmidt, H., Rota, A. C., Imgrund, P., Leers, M.:
Micro metal injection moulding for thermal management applications using ultrafine powders
Powder Injection Moulding Int. 3, Nr. 2, 55-59, (2009)

Westphalen, T., Leers, M., Werner, M., Traub, M., Hoffmann, H.-D., Ostendorf, R.:
Packaging influence on laser bars of different dimensions
Proc. SPIE 7198, 71980K, (8 S.) (2009)
https://doi.org/10.1117/12.810483

Brecher, C., Pyschny, N., Loosen, P., Funck, M., Morasch, V., Schmitt, R., Pavim, A.:
Self-optimising flexible assembly systems
Self-x in Engineering. Benjamin Klöpper, Wilhelm Dangelmaier (Eds.)
Münster: MV-Wissenschaft, pp. 23-38, (2009)

 

Unsere Leistungsangebote decken ein weites Themenspektrum ab. Verwandte Themen zum Packaging und weitere Schwerpunkte aus Forschung und Entwicklung finden Sie unter den folgenden Links.