SILIKATISCHES BONDEN

Anforderungen: moderate Rauheit und Ebenheit

der Oberflächen

Reinigung der Oberflächen Auftragen einer

Silikat-Lösung Kontaktieren der Oberflächen

Wärmebehandlung

Ergebnis: feste Verbindungen bei sehr gutem

Transmissionsverhalten

Demonstrator Achromat

Ziel: Herstellung einer Achromatenbaugruppe mit Transmission und

Festigkeit vergleichbar mit konventionellen Fügeverfahren (Kitten)

Evaluierung neuer Materialpaarungen für

silikatisches Bonden mit einfachen

Substratgeometrien N-BK7 + N-SF6

Herstellen von Achromat-Baugruppen in

Kittvorrichtung

Demonstrator Zylinderlinse

Material: Kieselglas + Kieselglas

Bondversuche an Testsubstraten:

Hohe Biegebruchfestigkeit: > 45 MPa

Spektrale Absorption <1% für l > 200 nm

Erster Probedemonstrator gebondet

Demonstrator Faserendkappe

Ziel: Befestigung einer Faserendkappe

mittels Ultrakurzpuls-Laserbondens

an eine Großkernfaser

Potential für „cladding only“ Bonding

Demonstrator Zylinderlinse

Herstellung von Linsen großer Abmessung

Material: Kieselglas + Kieselglas

Komplexe Geometrie: seitliches

Bonden

Bonden von dicken Substraten

(bis zu 17 mm)

Einfluss der Poliergüte gering

IGF-Projekt 18360 BR der Forschungsstellen

- Fraunhofer-Institut f. Angewandte Optik u. Feinmechanik IOF - FSU Jena, Institut f. Angewandte Physik

Projektlaufzeit 01.06.2015 - 30.11.2017

BMWI-Fördersumme EUR 410.500

Industriemittel EUR 153.700

Projektbegleitender Industrieausschuss

- asphericon GmbH - Berliner Glas KGaA - Coherent Laser Systems GmbH & Co. KG - Hellma Optik GmbH Jena - Laserline GmbH - LIMO Lissotschenko Mikrooptik GmbH - Optikron GmbH - POG Präzisionsoptik Gera GmbH - Qioptiq Photonics GmbH & Co. KG - Trumpf Laser- und Systemstechnik GmbH

Gefördert über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages.

Opti-Bond Integriert-Optische Module durch neue Bondtechnologien

Im Rahmen der stetigen Miniaturisierung und wachsenden Komplexität mikrooptischer Komponenten stellt die permanente Verbindung transparenter Materialien eine Herausforderung für die Fertigungstechnik dar. Insbesondere stoßen klebende Fügetechniken aufgrund mangelnder Gasdichtheit, Einsätzen bei erhöhter Temperatur oder Anwendbarkeit im UV-Bereich an ihre Grenzen.

ZIELSTELLUNG

Erarbeitung neuer Bondverfahren für:

Anwendungen bei Temperaturen > 100 °C und/oder hohen Leistungsdichten

Feste Verbindung gekrümmter Oberflächen

Erhöhung der Transparenz des Laserbond-Verfahrens und Realisierung von

Verbindungen optischer Qualität im IR-Bereich

BONDEN MITTELS ULTRAKURZER LASERPULSE

Anforderungen: geringe Rauheit, hohe Ebenheit, Spalthöhen von wenigen µm

Ausrichten der Oberflächen Fokussieren des Laserstrahls in Spalt

Aufschmelzen der benachbarten Fügepartner

Ergebnis: feste Verbindungen (bis zu 85% des Volumenmaterials),

verschiedene Materialkombinationen, z.B. Saphir auf Kieselglas

Spaltüberbrückendes Bonden von Kieselglas Laserbonden von Saphir auf Kieselglas

Seitliches Bonden von Kieselglas

Laserbonden einer Faserendfacette

Skizze Achromat

Kieselglas + Kieselglas

DIREKTES BONDEN

Anforderungen: geringe Rauheit, sehr hohe

Ebenheit der Oberflächen

Reinigung der Oberflächen

Plasmaaktivierung direktes Kontaktieren der

Oberflächen Wärmebehandlung

Ergebnis: feste Verbindungen bei sehr gutem

Transmissionsverhalten

Demonstrator Strahlteiler

Herstellung von Strahlteiler-Würfeln mit

geringer Toleranz bei der Ausrichtung der

Prismen

Fügen von (beschichteten) Prismenriegeln zur

genaueren

Ausrichtung

Sehr gute Festigkeiten für Kieselglas- und

Prismenriegel

Skizze Strahlteiler

Direkt gebondete Prismenriegel

Skizze Zylinderlinsen