optolines Mikro-Optiken Strahlhomogenisierung mit hocheffizienten Mikrolinsen-Arrays

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1 optolines No Quartal 2007 Fachmagazin für Optomechanik und Optoelektronik Mikro-Optiken Strahlhomogenisierung mit hocheffizienten Mikrolinsen-Arrays Sind Komponeten und Baugruppen immer kleiner, gewinnen mikro-optische Bau elemente an Bedeutung Seite 12 Neue Beamexpander für den Einsatz im UV-Bereich Neue Produkte für Mikrobank XY-Justier- und Magnetaufnahmeplatte Beleuchtungssysteme optimieren TracePro Software Ergänzung Neue Dienstleistung: Schwingungsmessung LINOS ermittelt präzise Messdaten

2 Editorial Content INSIGHT Laserzeichen wenn Licht spricht! Bundespräsident Köhler besucht Hell Gauß-Kuppel mobil Seite 3 INNOVAS Vorstoß in UV-Bereiche die erweiterte bm.x Serie Seite 4 INNOVAS A-Zoom 2 die neue Zoom- Generation Seite 5 Liebe Leserin, lieber Leser! Das Jahr 2007 geht zu Ende Zeit für einen kurzen Jahresrückblick. Für uns war das Jahr nachhaltig durch den Zusammenschluss mit der Qioptiq-Gruppe geprägt. Weltweite Marktpräsenz und ein breiteres Produktportfolio zeichnen die Gruppe aus, die an 12 Fertigungsstandorten auf drei Kontinenten tätig ist. Nach der Qioptiq Aßlar in Wetzlar stellen wir Ihnen in der aktuellen optolines ein weiteres Mitglied der Qioptiq-Gruppe vor: die Qioptiq Imaging Solutions im amerikanischen Rochester. Mit Licht Zeichen zu setzen, gelingt dem Göttinger Measurement Valley-Lasertelegrafen. Seit kurzem funkt der grüne Laserstrahl über den Dächern der Universitätsstadt entschlüsselbare Botschaften durch den Nachthimmel. Wesentliche Bauteile der Laserinstallation lieferte LINOS. Darüber hinaus wirbt der Laser für die 2. Messtechnikmesse measurement2008 im Februar kommenden Jahres. Unsere Produktmanager haben, teilweise in engem Dialog mit Ihnen, innovative Produkte entwickelt. Lesen Sie selbst, über welche Features die erweiterte bm.x-serie verfügt oder welche Produktneuheiten das bewährte LINOS Mikrobanksystem komplettieren. Ein Zoom-Objektiv der nächsten Generation präsentieren wir Ihnen mit dem Optem A-Zoom 2, das als hoch auflösendes longdistance Mikroskop-Objektive nahezu jede Anforderung erfüllt. Außerdem bietet Ihnen LINOS eine neue Dienstleistung an: Schwingungsmessung für Optische Tische. Bedanken möchten wir uns an dieser Stelle herzlich bei unseren Gastautoren vom Laser- Laboratorium Göttingen sowie unserem Schweizer Vertriebspartner SUSS MicroOptics und dem Bayerischen Laserzentrum für ihre interessanten Fachbeiträge. Eine schöne Weihnachtszeit und einen erfolgreichen Start in Neue Jahr wünscht Ihnen INNOVAS Mikrobank bekommt Erweiterungen XY-Justierplatte und Magnetaufnahmeplatte Seite 6 SERVICE Neue LINOS Dienstleistung Schwingungsmessungen Seite 7 MV-PARTNER Neue Absorbtions messungen photothermisches Verfahren für Hartmann-Shack-Sensor Seite 8 SPECIAL Varioptic Arctic 314 Autofokus Flüssigkeitslinsenreihe Seite 10 SPECIAL Hoher Besuch Bundeskanzlerin Merkel im Laser-Laboratorium Göttingen Seite 11 INNOVAS Mikro-Optik ermöglicht hocheffiziente Array-Generatoren Seite 12 CHECKUP Qioptiq Imaging Solutions in Rochester Neue Impulse von Qioptiq Seite 15 INNOVAS OptiBelPro: Automatisiert und Makrosprachen basiert Seite 16 LINOS LIVE LINOS Messebesuche weltweit Litera tur tipp: Optik. Lichtstrahlen Wellen Photonen Messevorschau 2008 Seite 19 Petra Aschenbach 2Marketingassistenz optolines No Quartal 2007 Business Unit Catalog

3 Insight Laserzeichen wenn Licht spricht! Botschaften am Göttinger Abendhimmel Mit 532 nm Richtung Johanniskirche Göttingens Abendhimmel hat in den Wintermonaten ein ausdrucksstarkes Highlight gelang es den Göttinger Professoren Carl Friedrich Gauß und Wilhelm Weber, erstmals mittels einer elektromagnetischen Datenleitung Botschaften zu senden. Sie führte mit ein paar Zwischenstationen von der Sternwarte bis zum ehemaligen Physikalischen Kabinett nahe der Johanniskirche. 174 Jahre später, seit dem 19. November 2007, zeichnet der Measurement Valley-Lasertelegraf in Göttingen jeden Abend den historischen Telekommunikationsweg nach und sendet codierte Botschaften von der Sternwarte bis zur Johanniskirche. Allabendlich können nun die Bürger Göttingens diese Botschaften entschlüsseln und attraktive Preise gewinnen. Der grüne Laserstrahl (532 nm) sowie das gesamte Projekt wurden mit Unterstützung mehrerer Mitgliedsfirmen des Kompetenznetzwerks Measurement Valley (MV) realisiert. Wesentliche Bauelemente des Aufbaus wie Spiegel, Strahlteiler und Beamexpander stellte LINOS in Göttingen zur Verfügung. Die Lichtinstallation ist zugleich ein Promotionelement, das auf die MV-Messe Measurement08 Enabling Processes im Februar 2008 hinweist. Bundespräsident bei Stefan Hell Horst Köhler besucht Träger des Deutschen Zukunftspreises 2006 Gauß-Sternwarte Verein(t) für mobile Kuppel Die historische Sternwarte der Georg-August-Universität an der Geismarlandstraße wurde 1803 bis 1816 als bis heute einzige staatliche (früher königliche) Sternwarte in Niedersachsen beziehungsweise dem früheren Königreich Hannover errichtet. Von 1807 bis 1855 war sie Wohn- und Arbeitsstätte des genialen Gelehrten Carl Friedrich Gauß. Für die Wiederherstellung der aus dem Jahr 1886 stammenden Kuppel, die sich bei der nahen Detonation einer Luftmine im Zweiten Weltkrieg verzog und seither nicht mehr gedreht und geöffnet werden kann, werden voraussichtlich Euro benötigt. Dafür hat sich die Göttinger Gauß-Kuppel Gemeinschaft e.v. gegründet. Der Verein hat sich zur Aufgabe gemacht, alles daran zu setzten, dass die Sternwarten- Kuppel in der Zukunft wieder gedreht und geöffnet werden kann. Das denkmalgeschützte Gebäude ist weltweit bekannt, seine Abbildung auf dem letzten 10-Mark-Schein der Bundesrepublik Deutschland spiegelt dies wider. Weitere Informationen Die Sternwarte (nach 1817, Heinrich Grape) in historischer Bundespräsident Horst Köhler mit dem Preisträger Stefan Hell (2. v. rechts), Prof. Peter Gruss (links) und Ministerpräsident Christian Wulff (rechts). Am Freitag, dem 28. September 2007 besuchte Bundespräsident Horst Köhler Professor Stefan Hell im Max-Planck-Institut für Biophysikalische Chemie in Göttingen. Dem Physiker und Forscher Hell gelang es durch einen Trick mit dem so genannten STED- Mikroskop, die Abbesche Beugungsgrenze des Lichtes um das Zehnfache zu unterlaufen. Damit gelingen bisher nicht mögliche Einblicke in die Vorgänge im Inneren lebender Zellen. Bei der anschließenden Besichtigung der Abteilung NanoBiophotonik von Professor Hell konnte Bundespräsident Horst Köhler selbst einen Blick durch das STED-Mikroskop werfen und erfuhr dabei, dass die Firma Leica Microsystems in Mannheim dieses Mikroskop am 2. November 2007 auf einem Kongress in San Diego vorstellen würde. Das von Hell konzipierte Mikroskop ist das erste kommerzielle Mikroskop mit einer Auflösung jenseits der Beugungsgrenze. und zeitgenössischer Abbildung. Hier lebte und forschte Carl Friedrich Gauß 48 Jahre lang bis zu seinem Tod > Kontakt: No Quartal 2007 optolines 3

4 Innovas LINOS erweitert bm.x-serie Vorstoß in UV-Bereiche UV-Laserlichtquellen werden immer interessanter für den Einsatz in Forschung und Industrie. Die speziellen Eigenschaften des UV-Lichtes stellen im Vergleich zum sichtbaren bzw. infraroten Licht besondere Anforderungen an optische Komponenten und Systeme. Diesen Trend greift LINOS auf und erweitert die bm.x-serie um eine neue Produktreihe, die speziell für den Einsatz mit Lichtquellen im UV-Bereich von 266 nm bis 405 nm entwickelt wurde. Das modulare Strahlaufweitungssystem von LINOS besteht aus einem Grundmodul und einer Reihe von leicht austauschbaren, fokussierbaren Einsätzen, die das Aufweitungsverhältnis bestimmen. So ist ein schneller Wechsel der Aufweitung von 1,5x, 2x und 2,5x problemlos möglich. Zusätzlich können eventuell beschädigte Komponenten kostengünstig ausgetauscht werden. Die bestehende Reihe der modularen Strahlaufweitungssysteme bm.x für 450 nm bis 650/1064 nm und den NIR Bereich 725 nm bis 1050 nm wurde um weitere drei Varianten speziell für den UV-Bereich erweitert. Hochwertige Antireflexvergütung Geringe Reflexion über den nutzbaren Wellenlängenbereich durch Hochleistungsreflexbeschichtung ARB 2 UV. Mit dieser Innovation ermöglicht LINOS den Einsatz in neuen Anwendungsgebieten. Wie bei der bestehenden bm.x- Reihe erlaubt das spezielle Optik-Design den Einsatz mit minimaler Wellenfrontdeformation bei Wellenlängen von 266 nm bis 405 nm. Speziell für diesen Bereich sind alle optischen Komponenten mit einer hochwertigen Antireflexvergütung mit einer Restreflexion R < 0,5 Prozent im Bereich 266 nm bis 405 nm beschichtet. Die bewährte Kombination aus Beschichtung und absorptionsarmen Materialien führt zu hohen Zerstörschwellen, die besonders für den Einsatz mit Lasersystemen interessant sind. LINOS UV-Serie: Problemloser Wechsel der Aufweitung durch austauschbare, fokussierbare Einsätze. Fokus auf die neue bm.x-serie Kompaktes Design Antireflex-Beschichtung 266 nm bis 405 nm für hohe Laserleistung alle Optiken aus Quarzglas kompatibel zum LINOS Aufbausystem präzise fokussierbar Aufweitungsverhältnisse 1,5x, 2x und 2,5x > Kontakt: sales@linos.de 4 optolines No Quartal 2007

5 Innovas Das Zoom der nächsten Generation Inspektionsaufgaben mit dem A-Zoom 2 Die Mikroelektronik wird derzeit von einem aktuellen Trend geprägt: schnelles und flexibles Lösen optischer Inspektionsaufgaben. Zum Einen werden unterschiedliche Arbeitsabstände benötigt, zum Anderen unterschiedliche Objektfelder. Diese vielfältigen Ansprüche muss ein optisches System heute erfüllen. Die Anpassung der Beleuchtung an die jeweilige Situation ist eine zusätzliche Herausforderung. Speziell entwickelt für die Hersteller von Semicon ductor Probing-Systemen bietet das A-Zoom 2 von LINOS die Performance, die moderne Inspektions-Arbeitsplätze in der Mikroelektronik benötigen. Das System aus moderner Zoomoptik, Kamera und Beleuchtung kann sowohl als Stand alone-inspektionssystem eingesetzt werden, als auch als Vision System in automatischen Anlagen, beipielsweise in Pick & Place-Maschinen. Dabei lassen sich Fokus, Zoom und Beleuchtung individuell einstellen und auf Knopfdruck wieder abrufen. Selbstverständlich können alle Parameter auch durch einen externen PC angesteuert werden. Stand alone-inspektion Objektive für unendliche Brennweite Arbeitsabstand Visuelle Vergrößerung Um auch einen manuellen Einsatz als Stand alone-inspektionssystem zu ermöglichen, ist beim A-Zoom 2 optional eine Ausstattung mit einem Stereo-Okular möglich. So kann das System als vollständiger Mikroskopersatz dienen, wobei Vergrößerungen von 75x bis 3000x (Modell 40:1 / 10x LD Mikroskop-Objektiv) erreicht werden. Der Benutzer sieht hier exakt dasselbe Objektfeld wie die Kamera, so dass die manuelle Arbeit gleichzeitig digital dokumentiert werden kann. Laser-Materialbearbeitung und mehr Sowohl die 10x-Serie als auch die 40x-Serie kann zusätzlich mit einem Lasersystem ausgestattet werden. Je nach Lasertyp kommt das System bei der Laser-Mate rialbearbeitung, Passivierung von einzelnen Layern oder Reparatur von elektronischen Schaltkreisen zum Einsatz. Über einen Halter an der rechten Seite des A-Zoom 2 ist eine Adaption von Lasern verschiedener Hersteller realisierbar. Dabei ist ein Wellenlängenbereich von 355 nm bis 1064 nm möglich. Mit kleinen Modifikationen können sogar Laser mit 266 nm Wellenlänge adaptiert werden. Das A-Zoom 2 wurde als flexibel konfigurierbares Video-Mikroskop entwickelt Visuelles Bildfeld Ø Video-Bildfeld 10x Serie Optem 5x 34 mm 70x 700x 3,4 0,34 mm 2,1 x 2,8 0,21 x 0,28 Optem 10x 19 mm 140x 1400x 1,7 0,17 mm 1,0 x 1,3 0,10 x 0,13 Optem 20x NA 280x 2800x 0,9 0,09 mm 0,5 x 0,7 0,05 x 0,07 40x Serie Optem 5x 34 mm 37,5x 1500x 6,4 0,16 mm 3,7 x 5,0 0,09 x 0,12 Optem 10x 19 mm 75x 3000x 3,2 0,08 mm 1,8 x 2,4 0,045 x 0,060 Optem 20x 20 mm 150x 6000x 1,6 0,04 mm 0,9 x 1,2 0,022 x 0,030 Das A-Zoom 2 von LINOS bietet genau die Performance, die moderne Halbleiter-Arbeitsplätze benötigen. und ist durch seine zahlreichen Optionen universell einsetzbar ob als Stand alone, als manuelles Forschungsinstrument oder als OEM-Modul in modernen Probing- Systemen. Optionen Optem hochauflösende long distance Mikroskop-Objektive Einfach- und Doppel-Objektivschlitten digitale Steuerpulte extrem stabiler mechanischer Aufbau Beleuchtungssteuerung flexible Laseradaption No Quartal 2007 optolines 5

6 Innovas XY-Justierplatte und Magnetaufnahmeplatte Neue Produkte für die Mikrobank LINOS entwickelt kontinuierlich das Mikrobank-Konzept weiter. Ziel ist es, Kundenanregungen zu realisieren und Anwendungsmöglichkeiten zu optimieren. Immer mehr Industriekunden vertrauen der hohen Qualität der Mikrobank. Dies zeigt, dass die Mikrobank auch nach über 40 Jahren ein interessantes Produkt für Forschung, Labor und Industrie ist. Aktuell vereinfachen die neuen Produkte nun auch das manuelle Arbeiten mit der Mikrobank. Mit der neuen XY-Justierplatte sowie der Magnetaufnahmeplatte wird das hoch präzise Arbeitsprinzip der LINOS Nanobank aufgegriffen und neu angewandt. XY-Justierplatte M Für die Nanobank gibt es sie schon einige Zeit nun ist sie auch für die Mikrobank erhältlich: eine manuelle XY-Justierplatte. Die XY-Justierplatte M bietet eine manuelle Justiermöglichkeit für gefasste Optiken oder andere Bauelemente mit 25 mm und 30 mm Durchmesser. Zwei mit Federn gegeneinander verspannte Platten lassen sich per Hand feinfühlig gegeneinander verschieben und mittels Schrauben fixieren. Mit einem Stellweg von +/ 1 mm ist diese Justierplatte sowohl für die Justierung und exakte Zentrierung von Optiken als auch für Blenden geeignet. Schnelles Wechseln von Optiken mit der Magnetaufnahmeplatte Mit der Magnetaufnahmeplatte für die Mikrobank reagiert LINOS auf den Kundenwunsch nach mehr Flexibilität, ohne auf die gewohnt hohe Qualität der Mikrobank verzichten zu müssen: Die neue Magnetaufnahmeplatte ermöglicht das schnelle und unkomplizierte nachträgliche Einsetzen von Bauelementen in Mikrobank-Aufbauten mit vier oder zwei Stangen. Die Aufnahmeplatte ist mit Magneten aus Neodymium-Eisen-Bor (NdFeB) ausgestattet. Dadurch wird die Aufnahmeplatte sicher an der gewünschten Position gehalten. Auch eine Montage kopfüber ist möglich, die Platte ist dabei bis zu 5 N belastbar. Für Aufnahmedurchmesser 25 mm und 30 mm ist jeweils eine Variante erhältlich. XY-Justierplatte M. Magnetaufnahmeplatte. > Kontakt: sales@linos.de 6 optolines No Quartal 2007

7 Service Neue Dienstleistung von LINOS Schwingungsmessung In der optolines Nr. 7, 3. Quartal 2005*, wurde bereits über äußere Störquellen, durch die empfindliche Messaufbauten negativ beeinflusst werden, und die Theorie der Schwingungsisolation berichtet. In der Praxis ist es jedoch recht schwierig, die auftretenden Schwingungsamplituden und Eigenfrequenzen zu bewerten und Rückschlüsse auf das optimale Schwingungsisolationssystem zu ziehen. Für diese Analyseaufgaben bietet LINOS jetzt eine neue Dienstleistung an: Schwingungsmessung. Mobiles Schwingungsmess- und Analysesystem. Simultane Einzelmessung am Boden (rot) und auf einem Optischen Tisch (blau) sowie die Übertragungsfunktion (unten), die sich daraus errechnet. Häufig kann sich der Anwender nur auf sein Gefühl verlassen oder von der Gebäudekonstruktion und Umgebungseinflüssen, wie Straßenverkehr und Trittschall, Rückschlüsse auf das Vorhandensein von Schwingungen ziehen. Letztendlich bleibt jedoch immer die Unsicherheit, die richtige Entscheidung bei der Auswahl des Schwingungsisolationssystems getroffen zu haben. LINOS Messtechnik LINOS hilft seinen Kunden in Zukunft bei der Entscheidungsfindung. Mit moderner, umfangreicher Messtechnik können vertikale und horizontale Gebäudeschwingungen über einen breiten Frequenzbereich gemessen werden. Diese werden je nach Anforderung als Geschwindigkeit, Beschleunigung oder direkt als Amplitude dargestellt. Das zweikanalige Messsystem ist außerdem in der Lage, direkt die Übertragungsfunktion zwischen den Schwingungen aus der Umgebung und der auf der Arbeitfläche zu ermitteln. LINOS und TMC benutzen bei der Messtechnik und der Auswertungssoftware einen einheitlichen Standard. Dadurch können Daten von kritischen Messungen schnell ausgetauscht und diskutiert werden. Die LINOS Produktmanager und die Applikationsingenieure von TMC ermitteln dann das jeweils optimale Isolationssystem für ihre Anwendungen. Hierfür steht ein breites Spektrum zur Verfügung. Es reicht von einfachen passiven bis hin zu aktiven piezoelektrischen Isolatoren. Mit diesem neuen Dienstleistungsangebot rundet LINOS seinen Service von der Schwingungsmessung über die Systemoptimierung bis zur Einbringung, Installation und Einweisung ab. Die Kosten für die Schwingungsmessung können je nach Volumen ganz oder anteilig mit dem Auftrag verrechnet werden. > * siehe mediabase/original/w061221_optolines7_4805.pdf No Quartal 2007 optolines 7

8 MV-Partner Photothermisches Verfahren für Hartmann-Shack-Sensor Neue Absorptionsmessungen Von Dr. Klaus Mann und Dr. Bernd Schäfer, Laser-Laboratorium Göttingen In der Halbleiterlithografie werden heutzutage als Strahlquellen vor allem Excimerlaser eingesetzt, die bei der Wellenlänge 193 nm, also im tiefen UV-Spektralbereich (DUV) emittieren. Die dabei verwendeten Optiken müssen höchsten Ansprüchen hinsichtlich Verlustarmut, Langzeitstabilität und Abbildungsqualität genügen. Im Laser- Laboratorium Göttingen wurde nun ein neues photothermisches Messverfahren entwickelt, das unter Ausnutzung des Effektes der thermischen Linse eine schnelle Bewertung der Qualität (UV-) optischer Komponenten erlaubt. Steigende Anforderungen an die Auflösung in der Halbleiterlithografie erfordern heutzutage die exakte Kenntnis der Abbildungseigenschaften kritischer Komponenten unter Prozessbedingungen. Neben Alterungsprozessen wie Farbzentrenbildung oder Kompaktierung kommt es durch die unvermeidliche Absorption an den Oberflächen und im Volumen zu Temperaturerhöhungen. Diese haben bei inhomogener Bestrahlung lokale Brechzahländerungen und damit die Ausbildung einer thermischen Linse zur Folge. Um die zu erwartenden Einflüsse auf die optische Qualität einschätzen und gegebenenfalls schon in der Designphase von Lithografieobjektiven berücksichtigen zu können, ist die Kenntnis der Materialabsorption bei der Einsatz-Wellenlänge unabdingbar. Ein anderes Beispiel, in dem thermische Effekte eine wichtige Rolle spielen, ist der Aufbau von leistungsstarken Festkörperlasern. Will man eine gute Stabilität erzielen und die Optiken vor Zerstörung schützen, kommt man nicht daran vorbei, die thermische Linse durch den Laserstab zu berücksichtigen. Vorteile der photothermischen Methode Bisher gängige Methoden zur Bestimmung der Absorptionsverluste beruhen auf Transmissionsmessungen oder kalorimetrischen Verfahren. Hinsichtlich der erreichbaren Präzision, des erforderlichen Zeitaufwandes oder anderer methoden- spezifischer Begrenzungen wie limitierter Probendimension oder fehlender Trennung von Streu- und Absorptionsanteil besitzen diese Verfahren erhebliche Nachteile. Demgegenüber setzt die photothermische Methode unmittelbar an der laserinduzierten Wellenfrontdeformation an. Sie gestattet daher die direkte Beurteilung der optischen Qualitätseinbußen. Die Abb. 1 zeigt einen Aufbau für Messungen an Quarzglas und CaF 2 mit N 2 -gespülter Probenkammer, dem 193 nm ArF Heizlaser koaxial zur zylindrischen Probe sowie als Teststrahl einen im Winkel von 12 zur Probe geneigten kollimierten Diodenlaser bei 639 nm. Der verwendete Hartmann- Shack-Sensor wurde hinsichtlich Empfindlichkeit und Kamerarauschen optimiert. Leermessungen (s. Abb. 3) ergeben eine Restwellenfrontrauigkeit von 0,1 nm Peak-Valley bzw. 0,015 nm RMS, entsprechend einem RMS-Wert von < l /10000 bei 193 nm. Abb. 1a: Aufbau des Messplatzes zur photothermischen Wellenfrontdeformation laser-bestrahlter optischer Komponenten (siehe Text). Dabei wird mit Hilfe eines hochempfindlichen Hartmann-Shack-Wellenfrontsensors quantitativ der Effekt der thermischen Linse ausgemessen. Abb. 1b: Demonstrationsmessplatz zur photothermischen Absorptionsmessung mit Anordnung der optischen Komponenten und online Auswertung im Hintergrund. 8 optolines No Quartal 2007

9 MV-Partner Abb. 3: Wellenfront einer Messung ohne Bestrahlung der Probe. Die durch Rauscheffekte und Drifts hervorgerufene Restdeformation beträgt ca. 0.1 nm (Peak-Valley) bzw nm (RMS). Damit liegt die Empfindlichkeit des Messsystems bei Absorptionsverlusten von ca. 100ppm. Abb. 2: Durch inhomogene Bestrahlung des Materials kommt es zur Ausbildung eines räumlich veränderlichen Temperaturprofils δt(r,z). In Folge der thermischen Ausdehnung α sowie der Temperaturvariation dn/dt des Brechungsindex n 0 resultiert eine Wellenfrontdeformation δw(r). Es entsteht eine thermische Linse. Wellenfront verbiegt Abbildung 4a zeigt die photothermische Messung an einer Quarzprobe, die bei der Wellenlänge 193 nm bestrahlt wurde. Die ebene Wellenfront des kollimierten Laserstrahls verbiegt sich nach Einschalten des Excimerlasers innerhalb weniger Sekunden durch Brechungsindexänderung sowie thermische Ausdehnung der Probe zu einer rotationssymmetrischen Mulde. Dies entspricht der Ausformung einer Konvexlinse. Deren Brennweite (Defokus) beträgt im gezeigten Beispiel rund 17 km (!) bei einer Gesamtauslenkung der Wellenfront (Spitze-Spitze) von etwa 2,5 nm. Den umgekehrten Effekt (s. Abbildung 4b) beobachtet man an CaF 2. Im Gegensatz zu Quarzglas sinkt der Brechungsindex von CaF 2 mit wachsender Temperatur und es kommt für bestimmte Probendimensionen und Oberflächenabsorptionen zur Ausbildung einer Konkavlinse. Fazit Mit diesem neuen photothermischen Verfahren lassen sich die induzierten Wellenfrontveränderungen durch Zernike-Analyse genau und quasi in Echtzeit vermessen. Maßnahmen zur Kompensation (z.b. durch adaptive Optiken) können somit ergriffen werden. Andererseits kann die photothermische Messung auch zur schnellen Bewertung der Qualität optischer Komponenten eingesetzt werden, da das Ausmaß der Wellenfrontänderung direkt proportional zu den thermischen Absorptionsverlusten ist. Damit erschließt sich ein weiteres Einsatzgebiet des Hartmann-Shack-Sensors, der auch zur Echtzeit-Charakterisierung von Laserstrahlung (Strahlprofil, Propagation, M²) sowie zur Vermessung der Formtreue von Optiken verwendet wird. Abb. 4: Laserinduzierte Wellenfrontdeformation bei Bestrahlung mit 193 nm in Quarzglas (oben/4a) und CaF 2 (unten/4b). Das gegensätzliche Vorzeichen der Temperaturabhängigkeit dn/dt des Brechungsindex n beider Materialien führt zu thermischen Linsen positiver bzw. negativer Brennweite. > Kontakt: No Quartal 2007 optolines 9

10 Special Varioptic Arctic 314 für 1/3"-Optiksysteme Autofokus Flüssigkeitslinsenreihe Nach dem erfolgreichen Start der Arctic 416-Linse, die für kompakte Kameramodule konzipiert wurde, hat Varioptic eine neue Linse speziell zur Einhaltung der Anforderungen von 1/3"-Kameramodulen entwickelt und für Sensoren mit drei bis fünf Megapixeln ausgelegt. Die Arctic 314-Reihe ist für hochleistungsfähige, zuverlässige und kostengünstige Autofokuslösungen die ideale Innovation. Die Varioptic-Flüssigkeitslinse hat keine beweglichen Teile und zeichnet sich gegenüber traditionellen Autofokus- Technologien durch entscheidende Vorteile in den Bereichen Kosten, Abmessungen, Robustheit und Geschwindigkeit aus. Die neue, dünnere Arctic 314-Flüssigkeitslinse bietet eine unübertroffene Reaktionszeit und ermöglicht einfachere Autofokusstrategien für scharfe und brillante Fokusergebnisse in weniger als 500 ms. Schnelles, zuverlässiges Arbeiten Die neue Arctic 314 ist für die Anforderungen von 1/3"-Sensoren in Bildgebungssystemen entwickelt worden. Die Robustheit, geringe Leistungsaufnahme und schnelle Reaktionszeit der Arctic 314 von Varioptic bedeuten, dass sich Autofokuskameras auf der Grundlage dieses Produktes hervorragend für Endverbraucher-, Geschäfts- und Industrieanwendungen eignen. Anwendungsbeispiele sind Webcams, PDAs, die Medizintechnik, industrielle Bildverarbeitung sowie der Endoskopiebereich. Durch ihre kleinen Abmessungen, ihre schnelle Reaktionszeit, ihren dynamischen Bereich und ihre niedrige Wellenfrontdeformation sorgt die Linse auch bei schlechten Lichtbedingungen für ausgezeichnete Leistungseigenschaften. Fokus auf Arctic 314: kompakt: Durchmesser 7,75 mm / Dicke 1,4 mm erweiterter Fokusbereich: von 10 cm bis unendlich schnelle Reaktionszeit niedrige Wellenfrontdeformation, entspricht 3MP- und 5MP-Anforderungen Über Varioptic Varioptic entwickelt und vertreibt optische Autofokus-Lösungen auf der Grundlage von Flüssigkeitslinsen. Nach der Gründung im Jahr 2002 übernahm Varioptic die Vorreiterrolle bei der Entwicklung der Elektrobenetzungstechnologie zur Schaffung von revolutionären Autofokuslinsen ohne bewegliche Teile. Diese Produkte zeichnen sich gegenüber herkömmlichen Autofokus-Technologien durch Robustheit, geringe Kosten, kleine Abmessungen, Leistungsaufnahme und Geschwindigkeit aus. Varioptic ist der Weltmarktführer in der Flüssigkeitslinsentechnologie und hat seinen Sitz in Lyon, Frankreich. Parameter Eigenschaft Einheit Arctic 314 Mechanisch Pupillenduchmesser mm 2.5 Abmessungen mm 7,75 x 1.4 Optisch Brennweitenbereich dpt 12 Reaktionszeit (0 60 V) ms < 50 Wellenfront deformation (RMS) nm 60 typ Minimale Transmission (587 nm) % 97 typ Elektrisch Steuerspannung (bei 1kHz) Vrm 0 60 Umwelt Betriebstemperatur C 20 bis +60 Lagertemperatur C 40 bis +85 Arbeitszyklen Anzahl der Zyklen > 1,000,000 > Kontakt: shop-optik/varioptic/liquid-lenses 10 optolines No Quartal 2007

11 Special Bundeskanzlerin erstmals in der Region Merkel im Laser-Laboratorium Bundeskanzlerin Angela Merkel stattete dem Forschungszentrum Laser-Laboratorium Göttingen (LLG) im Oktober einen Besuch ab. Sie informierte sich über zukunftsträchtige Innovationen sowie über die Schnittstellenfunktion des LLG zwischen Forschung und Industrie. Bundeskanzlerin Angela Merkel mit Professor Jürgen Troe (außen links), Professor Stefan Hell und Professor Gerd Marowsky. die anspruchsvollsten und vielfältigsten Lichtquellen, daher stehen Laserforschung und Laseranwendung im Mittelpunkt der Agenda der optischen Technologien des 21. Jahrhunderts. Deshalb agiert das Laser-Laboratorium Göttingen in enger Kooperation mit Forschungseinrichtungen und Industrieunternehmen in aller Welt auf dem Gebiet der anwendungsorientierten Laserforschung. Es trägt somit als Mittler zwischen Forschung und Wirtschaft zur Erschließung neuer, zukunftsträchtiger Märkte bei. Zahlreiche Produkte für Forschungsaufgaben, Messungen und Experimente von Hightech-Unternehmen bezieht das LLG aus der Region Göttingen, natürlich auch von LINOS. Gerade die Mittlerfunktion zwischen Forschung und Industrie zeichnet das Laser-Laboratorium Göttingen aus, das sich aus einem Verein und einer GmbH zusammensetzt. Prof. Jürgen Troe, Vorstandsvorsitzender des LLG, und Prof. Gerd Marowsky, Geschäftsführer, leiteten die Bundeskanzlerin durch das High-Tech- Institut. Das Besucherprogramm umfasste die Präsentation anwendungsorientierter Grundlagenforschung im Bereich der optischen Messtechnik sowie eine spezielle Lasertechnik, um Hologramme zur Fälschungssicherung von Zwei-Euro-Münzen einsetzen zu können. Das Verfahren will die Bundesbank einsetzen. Angela Merkel war von den Leistungen des LLG höchst angetan; schließlich arbeitete sie selbst in den 80er Jahren als Physikochemikerin. Physikerin regiert Wir sind außerordentlich stolz, dass eine Physikerin unser Land regiert, sagte Troe. Merkel entgegnete, dass sie Professor Troe schon als Doktorantin bewundert habe. Seit den Zeiten als ich noch Lochkarten in großen Kästen hin und her getragen habe. Der erste Besuch der Kanzlerin in der Region und zudem in einem Hightech- Institut war von einem regen Medieninteresse begleitet. Licht als Werkzeug Licht als Werkzeug zu nutzen, ist eine der wichtigsten technologischen Herausforderungen der Zukunft. Laser repräsentieren Fälschungssicher durch Hologrammtechnik vom Laser-Laboratorium Göttingen Angela Merkel mit einer Zwei-Euro-Münze, links Christian Wulff. > Kontakt: No Quartal 2007 optolines 11

12 Innovas Hocheffiziente Array-Generatoren dank moderner Mikro-Optik Formtreue Mikro-Optiken Von Dr. Reinhard Völkl, Andreas Bich sowie Kenneth J. Weible von SUSS MicroOptics und Maik Zimmermann vom Bayerischen Laserzentrum GmbH Viele Anwendungen in der Laser-Materialbearbeitung, der Biotechnik, der Medizin und der optischen Messtechnik erfordern die Beleuchtung einer Oberfläche mit einem Punkt- oder Linienraster. Anwendungsbeispiele hierfür sind das Laserbohren von mikroskopisch kleinen Löchern in Werkstücke, die Beleuchtung von Mikrotiterplatten in der Bioanalytik, die Lasertherapie (Tattoo- und Haarentfernung) sowie in der 3D-Oberflächenmesstechnik, der Deformationsanalyse und beim Lasertracking. Bei diesen Anwendungen soll das Beleuchtungslicht in eine Matrix von Punkten mit gleichmässiger Intensität verteilt werden. Hocheffiziente Array- Generatoren können mit moderner Mikro-Optik realisiert werden. In Zusammenarbeit mit dem Bayerischen Laserzentrum (Erlangen) und der SUSS MicroOptics (Neuchâtel) wurden verschiedene Array-Generatoren entwickelt. Mikrolinsen-Array. Mikrolinsen-Array-Generator (Wabenkondensor). Ein Array-Generator ist ein optisches System, das einen Lichtstrahl in ein einoder zweidimensionales Array von kleinen Strahlen oder beamlets aufspaltet. [N. Streibl, Beam shaping with optical array generators, Journal of Mod. Optics, Vol. 36, No. 12, S (1989)]. Array- Generatoren wurden in den 80er Jahren als eine der Schlüsselkomponenten für optische Computer angesehen. Mit einer Lichtquelle sollte beispielsweise eine Matrix von 16x16 optischen Schaltelementen möglichst gleichförmig beleuchtet werden. Mit dem optischen Computer gerieten die damals entwickelten Konzepte für Array- Generatoren in Vergessenheit. Heute lassen sich auf dem Gebiet der Lasermaterialbearbeitung, der optischen Messtechnik, der Biotechnik und der Medizin viele neue Anwendungen für lichteffiziente Array- Generatoren finden. Mikrolinsen-Arrays Eine sehr einfache Methode zur Erzeugung einer Punktmatrix ist die Beleuchtung eines Mikrolinsen-Arrays mit einem aufgeweiteten Laserstrahl. Die Orte (xn,ym) und die Intensitäten (In,m) der einzelnen Fokuspunkte im Array werden von der Wellenfront und der Intensitätsverteilung des einfallenden Laserlichts bestimmt. Bei Beleuchtung mit einer ebenen Welle ergibt sich eine regelmässige Punktmatrix. Abweichungen der Wellenfront führen zu einer lateralen Verschiebung der Fokuspunkte. Dies erlaubt bei Shack- Hartmann-Sensoren eine hochauflösende Vermessung der Wellenfront. [J. Pfund, M. Beyerlein, Shack-Hartmann-Sensoren für Qualitätskontrolle in klassischer und Laser-Optik, Photonik 4, S. 6-8 (2002)]. Bei Laserbeleuchtung mit gaussförmigem Intensitätsprofil nimmt die Intensität der 12 optolines No Quartal 2007