optolines Neu: che.x BeamProfiler

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1 optolines No Quartal 2007 Fachmagazin für Optomechanik und Optoelektronik Neu: che.x BeamProfiler Der che.x ist mit einer Megapixel-Kamera ausgestattet ideal zur optisch messenden Qualitätssicherung in der industriellen Fertigung Seite 6 Faseroptischer Strahlteiler Ideal beim Einsatz in UV-Lasermodulen Neu: Flüssigkeitslinsen Klein, robust, preisgünstig für viele Anwendungsfelder geeignet Hochpräzise OEM Bandpassfilter Fluoreszenzdetektion und weitere Anwendungen Töne sichtbar machen Institut für Wiener Klangstil

2 Editorial Content INSIGHT F.O.M.-Konferenz in Göttingen Jubiläum: 20 Jahre Laser-Laboratorium Göttingen e.v. APP Singapur neuer Kooperationspartner in Asien Seite 3 SPECIAL Zusammenschluss von LINOS und QIOPTIQ: Weichenstellung für Wachstum Seite 4 Liebe Leserin, lieber Leser! Im vergangenen Jahr hat LINOS wichtige Weichen in Richtung Zukunftssicherung gestellt: für mehr weltweite Marktpräsenz, für ein breiteres Produktportfolio und vor allem für mehr Kundennutzen. Grund ist der Zusammenschluss mit und die Übernahme durch die QIOPTIQ-Gruppe. QIOPTIQ entstand aus der Abteilung High Tech Optics von Thales. Die Gruppe ist heute weltweit führend im Design und in der Herstellung von hoch präzisen optischen Komponenten und Modulen für Defense- und zivile Anwendungen. In Verantwortung gegenüber unseren Kunden und Mitarbeitern haben wir die neue Konstellation vorab sehr intensiv analysiert und die Zusammenführung der beiden Unternehmen schließlich aus vielerlei Gründen als sehr zukunftsträchtig beurteilt. LINOS bleibt dabei als Name ebenso erhalten wie auch die Standorte und deren Belegschaft. Kernaussagen darüber lesen Sie auf Seite 4. Meine Aufgabe ist es, den Integrationsprozess gemeinsam mit den Teams aus beiden Firmen zu entwickeln und umzusetzen. Der Schwerpunkt meiner Tätigkeit als Vorstand wird darauf liegen, die erfolgreiche LINOS Strategie fortzuführen und die Synergien, die sich aus der besseren Präsenz, dem breiteren Produktspektrum und der erweiterten technologischen Basis ergeben, in unmittelbaren Kundennutzen zu wandeln. Auf diese Aufgabe freue ich mich. Freuen Sie sich auf eine neue Ausgabe von optolines und neue Produkte, die LINOS im Katalog anbieten wird. Ihr INNOVAS Faseroptischer Strahlteiler: ideal beim Einsatz in hochpreisigen UV-Lasermodulen Seite 5 INNOVAS Neu von LINOS: BeamProfiler und Software che.x misst Strahlqualität Seite 6 INNOVAS Neue Flüssigkeitslinsen: klein, robust, preisgünstig ideal für Handykameras, PDAs und mehr Seite 8 CHECKUP Töne sichtbar machen Institut für Wiener Klangstil Seite 10 Technology Hochpräzise OEM Bandpassfilter Fluoreszenzdetektion und weitere Anwendungen Seite 12 Innovas Unendlich korrigierte Objektive von QIOPTIQ bestmögliche Abbildungsleistung Seite 14 LINOS LIVE LINOS unterwegs Literaturtipp: Einführung in die industrielle Bildverarbeitung Messevorschau 2007 LINOS Redaktionsteam Impressum Seite 15 Volker Brockmeyer Vorstandsvorsitzender der LINOS AG 2 optolines No Quartal 2007

3 Insight LINOS mit APP in Singapur vertreten Kooperationspartner in Asien Halbleiter, Plasma, Dünnschicht Seit 2006 hat APP für LINOS den Vertrieb im südostpazifischen Raum übernommen. APP wurde 1982 gegründet und hat sich seit dem sehr erfolgreich zu einem sehr kompetenten Vertriebst- und Service- Center entwickelt. APP vertreibt eine breite Palette von Hochtechnologie-Produkten insbesondere aus den Bereichen Halbleiter, Dünnschicht- und Vakuum- Technologie sowie verwandten Anwendungen. Optische Produkte waren von Anbeginn ein strategischer Fokus von APP. Das Unternehmen hat seinen Sitz inmitten Singapurs Industrieregion. Durch die Zusammenarbeit mit APP erschließt sich LINOS Das Team von APP Singapur. weitere direkte Zugänge zu den südostasiatischen Märkten und China. Boom-Town Singapur in der Abenddämmerung. F.O.M.-Konferenz am 26. April 2007 in Göttingen Mit inzwischen drei laufenden und vier im kommenden Jahr startenden Projekten kann die Forschungsvereinigung Feinmechanik, Optik und Medizintechnik F.O.M. auf eine beachtliche Entwicklung seit der Wiederbelebung im Jahr 2004 zurückblicken. Den Mitgliedern der F.O.M. wird eine neue Plattform für den Austausch und Information zu Forschungsthemen angeboten. Tagungsort der F.O.M.-Konferenz am 26. April 2007 ist das SARTORIUS-College in Göttingen. Der erste Teil der Veranstaltung widmet sich der konzentrierten Darstellung der Projektinhalte, die mit Hilfe der Forschungsvereinigung F.O.M. aus Mitteln des Wirtschaftsministeriums gefördert werden. Der zweite Teil liefert interessante Beiträge zu forschungsrelevanten Themen wie der europäischen Technologieplattform Photonics21, dem BMBF-Förderprogramm Innovationen gegen Produktpiraterie und Forschungsbedarfe in der Medizintechnik. Prominente Beiträge zu Trends in der Mikro- und Nanotechnologie von Professor Tünnermann, Fraunhofer IOF, und zur STED-Mikroskopie von Prof. Stefan Hell runden das Programm ab. Am Vorabend kommen die schon angereisten Teilnehmer zu einem gemeinsamen Abendessen zusammen. Bereits am Nachmittag des 25. Aprils tagen die projektbegleitenden Ausschüsse der einzelnen Projekte von Uhr. Interessierte Firmen können sich jederzeit über die Mitarbeit in einem projektbegleitenden Ausschuss an den Projekten beteiligen. Weitere Infos: Festveranstaltung 20 Jahre Laser-Laboratorium e.v. 20 Jahre Laser- Laboratorium in Göttingen (LLG) das sind auch 20 Jahre Auf- und Ausbau von Grundlagenforschung und Kompetenz in Laserlichttechnik in der Region. Aus diesem Anlass laden der Geschäftsführer des LLG, Prof. Dr. Gerd Marowsky und Prof. Dr. Jürgen Troe, Vorsitzender des Trägervereins LLG, im April 2007 zu Empfängen und Festveranstaltungen nach Göttingen ein. Am 26. April bestimmen hochkarätige Fachvorträge von Prof. Paul B. Corkum, Kanada, Prof. Yaron Silberberg, Israel und Prof. Jürgen Wolfrum, Heidelberg das Programm. Themen sind Mikroskopie und Spektroskopie mit Femto-Sekunden, Die Rolle von Lasern im Umweltschutz und in der Biotechnologie sowie Die Welt der Atto-Sekunde. Dieses Thema ist deshalb besonders spannend, weil hier die Forschung noch Messepräsenz auf der LASER in München: Prof. Gerd Marowsky, Dr. Uwe Wachsmuth und Dr. Ines Lein von der LLG GmbH präsentieren einen neuen Messkopf für die Bestimmung der Lichtleistung von Laserstrahlen. LINOS arbeitet schon seit vielen Jahren eng mit dem LLG zusammen. am Anfang des Eindringens in diese neue Zeitdimension steht. Atto-Sekunden sind der trillionste Teil einer Sekunde (10-18 s). Kameras, die es schaffen, Aufnahmen in diesem schmalen Zeitfenster zu erstellen, eröffnen Einblicke in das Verhalten der atomaren und molekularen Grundbausteine unserer Welt. Den Abschluss der Veranstaltungsreihe bildet ein Young Scientists International Workshop zum Thema Applied Photonics, der sich vor allem an junge Forscher und Wissenschaftler richtet. Weitere Informationen erhalten Interessenten von Prof. Dr. Gerd Marowsky: No Quartal 2007 optolines 3

4 SPECIAL Zusammenschluss von LINOS mit QIOPTIQ Weichenstellung für Wachstum In den letzten zehn Jahren hat das Management von LINOS aus dem kleinen, fast 100 Jahre lang familiär geführten Unternehmen ein global präsentes Unternehmen geformt. Bei Kunden weltweit ist es für seine Leistungen in den wachstumsstarken Geschäftsfeldern Information Technology & Communications, Health Care & Life Sciences und Industrial Manufacturing anerkannt. Mit dem Zusammenschluss von LINOS mit QIOPTIQ wird dieser Weg konsequent weiter geführt. Drei Kernfragen an Volker Brockmeyer, den neuen Vorstandsvorsitzenden der LINOS AG. Was bringt die neue Konstellation? Die LINOS AG ist traditionell in Europa sehr stark, hier insbesondere in Deutschland, dem größten europäischen Markt. In den USA und in Asien ist unsere Präsenz begrenzt. Qioptiq hingegen ist insbesondere in den Wachstumsmärkten USA und Asien stark aufgestellt. Gemeinsam decken wir die weltweit wichtigsten Märkte ab eine perfekte Konstellation. Gibt es nicht internen Wettbewerb? Unsere beiderseitigen Kompetenzen zum Einsatz von Photonics-Komponenten und -Systemen sowohl in der zivilen (LINOS) als auch in der Verteidigungstechnologie (Qioptiq) ergänzen sich ideal. Unsere bestehenden Kundengruppen überschneiden sich hingegen praktisch gar nicht. Das ist eine sehr gute Ausgangsposition und in der vergleichsweise engen Photonics- Industrie keineswegs selbstverständlich. Hat das unmittelbare Vorteile für bestehende Kundengruppen? Ergänzen werden wir uns auch in technologischer Hinsicht hier spreche ich vor allem von Fertigungstiefe und Systemintegrations-Kompetenz. LINOS ist traditionell stark als Entwicklungspartner und Systemlieferant. Für zahlreiche Kunden liefern wir komplett gefertigte, hoch komplexe optische Systeme, die wir häufig in enger Kooperation mit unseren Kunden entwickelt haben. Die Qioptiq-Gruppe wiederum ist stärker im Komponenten- Freuen sich über die breitere technologische Basis, die den Kunden angeboten werden kann: Benoit Bazire, CEO der QIOPTIQ-Gruppe, links, und Volker Brockmeyer (siehe Kasten). geschäft etabliert. Sie wird von unserer Systemkompetenz profitieren, wir vom etablierten Komponentengeschäft. Beide Unternehmen erweitern mit dem Zusammenschluss ihr Know-how-Spektrum. Volker Brockmeyer Seit 2007 ist Volker Brockmeyer neuer Vorstandsvorsitzender der LINOS AG. Er löste damit Prof. Dr. Gerd Litfin ab, der inzwischen den Vorsitz des Aufsichtsrats inne hat. Volker Brockmeyer war von 2002 bis 2006 im Vorstand für Finanzen & Controlling verantwortlich. Der Diplom- Kaufmann war nach seinem Studium der Betriebswirtschaft seit Mitte der 80er Jahre in leitenden Funktionen der Industrie, insbesondere bei Automobilherstellern in Europa und den USA beschäftigt. In der LINOS Gruppe fand unter Brockmeyers Führung im Jahr 2002 die Vereinigung der Rodenstock Präzisionsoptik mit der LINOS Photonics zu einer operativen Gesellschaft statt. In den Folgejahren gelang es Brockmeyer, die Konzernstrukturen zu verschlanken und die Liquidität erheblich zu steigern. In der Folge sank die Break-even-Schwelle deutlich, und das Unternehmen war schneller in der Lage, auf die sich wandelnden Erfordernisse des Marktes zu reagieren. > optolines No Quartal 2007

5 INNOVAS Ideal beim Einsatz in hochpreisigen UV-Lasermodulen Faseroptischer Strahlteiler Die Faseroptik ist seit vielen Jahren aus den modernen Bereichen der Nachrichtentechnik, der optischen Messtechnik und der Mikroskopie nicht mehr wegzudenken. Mit Hilfe der Faseroptik können Licht, Informationen und Energie über teilweise große Strecken transportiert werden. Am Faserende wird das Laserlicht meist durch eine Optik wieder in einen kollimierten Strahl gewandelt. Auch die Übertragung von mehreren Wellenlängen in einer Singlemodefaser ist heute möglich. Doch was ist, wenn zwei Lichtquellen am Zielort gebraucht werden und aus Kosten- oder Platzgründen nur ein Laser eingesetzt werden kann? Für diese Herausforderung hat LINOS ein neues faseroptisches Strahlteilermodul entwickelt. Auf Basis eines Intensitätsstrahlteilers wird das Licht einer Laserquelle in zwei einzeln schaltbare Faserkanäle aufgeteilt. Interessant bei hochpreisigen UV-Lasern Besonders interessant ist der Faseroptische Strahlteiler von LINOS im Einsatz Das neue faseroptische Strahlteilermodul von LINOS ideal dort, wo ein oder mehrere Faserkanäle hoch präzise aufgeteilt werden müssen. mit teuren UV-Lasermodulen. In der konfokalen Mikroskopie wird das UV-Licht beispielsweise zum Beleuchten wie auch zum Bleichen der Proben eingesetzt. Mit dem neuen faseroptischen Strahlteiler von LINOS ist es jetzt möglich, beide Modi mit ein und der selben Laserquelle zu versorgen oder in anderen Anwendungen allgemein das Licht einer Laserquelle in zwei Kanäle aufzuteilen. Die aktuelle Version des faseroptischen Strahlteilermoduls von LINOS erlaubt bei Wellenlängen zwischen 400 nm und 450 nm eine 70:30 Teilung (T:R). Selbstverständlich sind auch andere Wellenlängenbereiche und Teilungsverhältnisse denkbar. Hohe Präzision In der vorliegenden Form erreicht das Strahlteilermodul bei 405 nm und 458 nm eine Effizienz von 70 Prozent. Die Ein- und Ausgangsfasern werden über FC-Stecker angeschlossen, wodurch eine hohe Präzision in der Reproduzierbarkeit der Steckerposition gesichert ist. Beide Kanäle lassen sich durch manuell bedienbare Shutter einzeln ein- und ausschalten. Insgesamt ist das Modul überall einsetzbar, wo ein oder mehrere Faserkanäle mit hoher Präzision aufgeteilt werden müssen. Datenblatt Faseroptischer Strahlteiler 70:30 von LINOS Artikelnummer Beschreibung Teilungsverhältnis Wellenlängenbereich Material Shutter Transmission Eingangsfaser (empfohlen) (nicht im Lieferumfang) Ausgangsstrahl G Faseroptischer Strahlteiler 70:30 T = 70 ± 5% R = 30 ± 5% nm Umgebungsbedingungen schwarz eloxiertes Aluminium (Gehäuse) Edelstahl (Faserkoppler) zwei mechanische Shutter, manuelle Bedienung > 405 nm und 458 nm polarisationerhaltende Singlemodefaser Extinktion > 100:1 Singlemodefaser TEM00, divergenter Strahl Lagertemperatur -10 C bis 50 C Ausgangsfaser (nicht im Lieferumfang) Betriebstemperatur Luftfeuchtigkeit während des Betriebs Zubehör (im Lieferumfang enthalten) 10 C bis 40 C nicht kondensierend Montage Säule M (G ) Stativ 14x40, M6/M6 (G ) > Das neue faseroptische Strahlteilermodul von LINOS ideal dort, wo ein oder mehrere Faserkanäle hoch präzise aufgeteilt werden müssen. Kontakt: sales@linos.de No Quartal 2007 optolines

6 Innovas Neu von LINOS: BeamProfiler und Software che.x misst Strahlqualität Laserlichtquellen haben wegen ihrer besonderen optischen Eigenschaften wie Wellenlänge, Puls und Kohärenz ihren festen Platz in vielen Anwendungsbereichen gefunden. Dabei ist die Kontrolle der Laserstrahlqualität und -lage für die Qualitätssicherheit eines Laserbearbeitungsprozesses höchst wichtig. Mit dem neuen che.x von LINOS können Hersteller von Faser-, Excimer- oder Diodenlasern wie auch Anwender die Strahlqualität einer Laserlichtquelle schnell und sicher überprüfen und die Messwerte dokumentieren. Der neue che.x BeamProfiler von LINOS besteht aus einer highspeed Megapixel Kamera mit Firewire-Anschluss, einer Auswertesoftware sowie umfangreichem Zubehör (optional). Die Software kann im Multikamerabetrieb arbeiten. So kann z.b. ein gesplitteter Laserstrahl zeitgleich aufgenommen werden. Auf diese Weise lässt sich der Laserstrahl z.b. vor und hinter dem Material vergleichen. Anwenderfreundliche Software Die Anwendungssoftware baut auf dem Betriebssystem Windows auf und bietet eine intuitiv zu bedienende Benutzeroberfläche. Messkonfigurationen können festgelegt und jederzeit geladen werden. Alle Funktionen sind online in Echtzeit abrufbar. Schnell sind die richtigen Einstellungen getroffen und entscheidende Werte abgelesen. Zahlreiche Funktionen erfolgen automatisiert beispielsweise die Optimierung der Kameraeinstellungen, das Nachführen und Ausrichten der Laserschnitte oder der Area of Interest. Fenster können benutzerdefiniert angeordnet werden, wodurch die Oberfläche übersichtlich bleibt. Daten und Graphen werden so angezeigt, dass sie selbst auf weiter entfernt stehenden Monitoren mühelos ablesbar sind. Die Auswertung der Strahlmessungen erfolgt nach dem internationalen Standard ISO 11146, wodurch exakt vergleichbare Messergebnisse sicher gestellt sind. Ein kundenorientierter Support und ein regelmäßiger Update-Service runden das Leistungsspektrum des che.x ab. Neu: Megapixel Kamera-ideal zur optisch messenden Qualitätssicherung in der industriellen Fertigung. Fertigungsnahes Messen Alles in allem bietet der neue che.x Beam- Profiler von LINOS für Forschung und Industrie ein leicht anwendbares Messsystem, das hochgenaue Ergebnisse zur Strahlqualität einer Laserlichtquelle während der täglichen Arbeit in der Forschung oder im industriellen Fertigungsprozess liefert. Es spricht den Karies behandelnden Zahnmediziner und den Augenheilkundler, der Sehschärfen per Lasik-Chirurgie kor- 6 optolines No Quartal 2007

7 Innovas Als Lichtquelle mit besonderen optischen Eigenschaften hebt sich der Laserstrahl deutlich von klassischen Lichtquellen ab. Diese Unterschiede zeigen sich im Wesentauf die Kosten aus. Richtig angewandt hilft die Laserstrahlanalyse, die im einfachsten Fall mit der Messung von Laserleistung und Strahlradius beginnt, Prozesse zu verstehen und zu optimieren. Messung der Strahlqualität mit dem che.x räumliche Leistungsdichteverteilung Energiedichteverteilung Strahldurchmesser Strahldivergenz/-stabilität Strahlrichtung Nahfeld-/Fernfeldmessung Strahlhomogenität Pass/Fail-Funktion Eliptizität BeamProfiler Software im Multikamerabetrieb mit drei Kameras. Zu sehen sind 2D- und 3D-Helligkeitsprofile sowie Schnitte durch das Helligkeitsprofil zweier Laser und ein Interferenzmuster. rigiert ebenso an wie Materialbearbeiter, Steuerungs-, Daten- oder Messtechniker. Allen ist gemeinsam, dass sie sich auf eine dauerhafte, gleichbleibende Bearbeitungsqualität des Laserstrahls verlassen können, diesen prüfen und Messergebnisse protokollieren und dokumentieren. Ein abgestimmtes Preis-Leistungs-Verhältnis macht den kompakten che.x BeamProfiler als leistungsstarke, bedienerfreundliche Innovation komplett. Hintergrund Laserstrahldiagnostik lichen in der geringen spektralen Bandbreite, einer entsprechend großen Kohärenzlänge, der geringen Strahldivergenz sowie der hohen spektralen Energiedichte. Die Einsatzgebiete von Lasern in Forschung und Industrie sind sehr vielfältig, zumal es seit vielen Jahren eine große Auswahl an kommerziell erhältlichen Lasergeräten unterschiedlicher Bauart und Qualität gibt. Der Begriff Qualität bezieht sich auf das Gesamtprodukt Laser, wobei das unterscheidende Merkmal zumeist die Strahlqualität ist. Für die Weiterentwicklung von Lasersystemen wie auch für die Anwendung des Lasers beispielsweise in der fertigungsnahen Umgebung der industriellen Produktion wirkt sich die Strahlqualität unmittelbar auf die Fertigungsqualität und Prozessgeschwindigkeit und damit auch Fokus auf den che.x synchroner Multikamerabetrieb Auswertung bis zu 4mal schneller als vergleichbare Software intuitiv bedienerfreundliche Software konfigurierbare Benutzerprofile automatisiertes Optimieren von Einstellungen, z.b. der Kamera Firewire-Anschluss 1394 Hinweis: In der nächsten Ausgabe von optolines veröffentlichen wir einen BASICS- Artikel, der das Thema Beamprofiling/ Laserstrahldiagnostik grundlegend abhandeln wird. No Quartal 2007 optolines 7

8 INNOVAS Klein, robust, preisgünstig ideal für Handykameras, PDAs Neu: Flüssigkeitslinsen Die Technologie der Flüssigkeitslinsen von VARIOPTIC stellt einen Durchbruch für das Design von Linsensystemen mit kleiner Apertur dar. Die Flüssigkeitslinsen erlauben einen variablen Fokus ohne jegliche bewegliche Bauteile. Die Technologie der Flüssigkeitslinsen passt perfekt in Anwendungen, bei denen kleine Baugröße, geringer Preis, geringer Energieverbrauch und Robustheit entscheidend sind beispielsweise in Handykameras, PDAs und Videokameras. Ab sofort bietet LINOS Flüssigkeitslinsen der Firma VARIOPTIC an. Elektrische Befeuchtung Die von VARIOPTIC entwickelten Flüssigkeitslinsen basieren auf dem Phänomen der elektrischen Befeuchtung: Ein Wassertropfen liegt auf einem Metallsubstrat, welches mit einer dünnen Isolierung abgedeckt ist. Die zwischen Substrat und Wassertropfen angelegte Spannung verändert den Kontaktwinkel des Wassertropfens zur Unterlage. Die Flüssigkeitslinsen von VARIOPTIC benutzen zwei Flüssigkeiten, eine Flüssigkeit als Isolator, die andere Ab sofort bietet LINOS Flüssigkeitslinsen der Firma Varioptic an. als leitende Schicht. Eine Änderung der angelegten Spannung führt so zu einer Änderung der Krümmung der Grenzfläche zwischen den Flüssigkeiten. Dies führt zu einer Brennweitenänderung der Linse. VARIOPTIC besitzt zwei grundlegende weltweite Patente zu dieser Technologie und widmet einen Großteil seiner Entwicklungskapazität der Verbesserung und Erweiterung dieser Patente. Merkmale der Flüssigkeitslinsen: großer Brennweitenbereich robust keine bewegten Bauteile schnelle Reaktionszeit sehr gute optische Qualität gute Transmission im sichtbaren Wellenlängenbereich großer Einsatztemperaturbereich sehr gute Stabilität der optischen Achse geringe Leistungsaufnahme einfache, preiswerte Konstruktion Für künftige Handys, PDAs Entsprechend der verwendeten Technologie werden die elektrisch gesteuerten Linsen von VARIOPTIC auch Flüssigkeitslinsen genannt. Flüssigkeitslinsen sind abgestimmt auf die nächste Generation mobiler Geräte mit Kamerafunktion: Handys, PDAs, Digitalkameras und viele mehr. Für diese Geräte bietet die Technologie von VARIOPTIC entscheidende Vorteile: sehr kleine Baugröße Durchmesser 8 mm, Dicke 2 mm einfacher Einbau schnelle Reaktionszeit < 2/100 s geringe Leistungsaufnahme Medizintechnik Das große Potential von VARIOPTIC in Bezug auf die Miniaturisierung eröffnet viele neue Möglichkeiten im Gebiet der Bildgebung. Zum Beispiel eignen sich die Flüssigkeitslinsen zum Einbau in Endoskope, konfokale Mikroskope oder zur Laserfokussierung. Die Ophthalmologie wird ebenso Nutzen aus dieser neuen Technologie der Flüssigkeitslinsen ziehen. Biometrie und Identifikation Flüssigkeitslinsen nutzen das Phänomen der elektrischen Befeuchtung. Die geringe Reaktionszeit von 2/100 s ist ein bedeutender Vorteil, um besondere Merkmale zu lesen: Strichcodes oder Biometrische Merkmale wie Iris- oder Fingerabdrücke. > Kontakt: sales@linos.de optolines No Quartal 2007

9 Innovas Automotive Die Möglichkeiten des Autofokus mit Flüssigkeitslinsen bieten neue wirtschaftliche Lösungen für Telemetrie-Anwendungen oder Überwachungssysteme. Es sind zwei Typen von Linsen erhältlich: Arctic 320 und Arctic 416 SL: Arctic 416 SL Arctic 320 Freie Öffnung 2,3 mm 3 mm Abmessungen in mm Ø 7,75 x 1,6 Ø 10,5 x 2,5 60 mm bis unendlich 50 mm bis unendlich Brennweitenbereich Wellenfrontdeformation Transmission (@ 587 nm) < 0,5 µm < 0,5 µm > 90% > 90% Das Wirkungsprinzip der zwei Flüssigkeiten. Developer Kits Die Flüssigkeitslinsen können in einem Temperaturbereich von 20 C bis +60 C eingesetzt werden. Als Ansteuerelektronik steht mit dem DrivIC 60 ein kompakter Chip zur Integration in eigene Geräte bereit. Zum Testen bietet LINOS Lens Evaluation Kits an. Diese Kits bestehen aus mehreren Linsen sowie einem Linsenhalter mit Spannungsanschluss und Spannungsversorgung. Mit diesen Kits kann die Linse einfach in ein System integriert werden. Wird die Spannung manuell verändert, variiert die Brennweite der Linse. Um Autofokus-Systeme zu entwickeln, stehen ebenfalls Developer Kits zur Verfügung, bestehend aus Linsen, Halter, Spannungsversorgung und Treiberelektronik. Damit lassen sich sowohl die Optik, als auch die Treiberelektronik in ein Kundensystem integrieren. Das AFL872 ist ein Autofokus-Modul bestehend aus einer Arctic 320 Flüssigkeitslinse und einer fixen Optik Sunex DSL 872. Dieses ergibt ein fertiges Autofokus-Modul mit einem M8 x 0,35 Gewindeanschluss. Es ist geeignet für Sensoren bis zu einer Größe von 1/3 und 3 Megapixeln. Dieses Modul ermöglicht eine kompakte Alternative zu bisherigen Autofokus- Technologien und bietet einen schnellen und preiswerten Weg zum Markt, da die Entwicklung kundenspezifischer Linsen entfällt. Fokus auf VARIOPTIC VARIOPTIC ist führend in der Entwicklung und Herstellung elektrisch steuerbarer optischer Flüssiglinsen für die optische Industrie. So ist VARIOPTIC beispielsweise das erste Unternehmen, dem internationale Patente für eine ein-elementige Fokussierungslinse, die auf nicht mischbaren Flüssigkeiten basiert, erteilt wurde. Um seinen technologischen Vorsprung zu erhalten und weiter zu entwickeln, investiert VARIOPTIC verstärkt in Forschung und Entwicklung. VARIOPTIC hat seinen Sitz in Lyon, Frankreich und wurde 2002 gegründet. Kompakte Alternative zu bisherigen Autofokustechnologien des AFL 872. No Quartal 2007 optolines

10 CHECKUP Optisches Messen im Institut für Wiener Klangstil Töne sichtbar machen Von Dipl.-Ing. Dr. techn. Wilfried Kausel, Wien Zahlreiche neueste Erkenntnisse auf dem Gebiet der musikalischen Akustik werden durch Technologien gewonnen, deren Anwendung Schall und Schwingungszustände sichtbar und messbar macht. Darum gehören optische Labore, in denen sich Schall sichtbar machen lässt, auch zunehmend zur Standardausstattung akustischer Forschungsgruppen. Ganz besonders gilt dies für die Akustik von Musikinstrumenten. Sie erforscht beispielsweise, wodurch bestimmte Instrumente Klänge höchster Qualität hervorbringen. Ein weiteres Forschungsziel ist, wie Instrumentenbauer die Klangerzeugung beeinflussen können. Drei moderne Verfahren stehen dabei im Zentrum des Interesses: Die High- Speed-Kamera (HS), die Superzeitlupenstudien von Einschwingvorgängen oder Bewegungsabläufen ermöglicht, etwa beim Anblasen von Blechblasinstrumenten. Mit der Electronic Speckle Pattern Interferometrie (ESPI) können wiederum Schwingungsmoden von vibrierenden Oberflächen sichtbar und vergleichbar gemacht werden beispielsweise am Resonanzboden des Klaviers. Schall in der Luft wird schließlich mit der Particle Image Velocimetry (PIV) sichtbar unter anderem bei klangrelevanten Verwirbelungen bei offenen Tonlöchern. Daraus resultiert, dass Einschwingvorgänge nur mit einer HS- Kamera, gleichförmig schwingende Oberflächen nur mit ESPI und strömende Luftwirbel nur mit PIV erfassbar sind. Da aber eine Qualitätsanalyse von Musikinstrumenten meist alle drei Bereiche umfasst, heißt das, dass man auch alle Systeme benötigt. Eigener Laboraufbau Statt für drei komplette Systeme hat sich das Institut für Wiener Klangstil letztlich aber für einen eigenen Laboraufbau entschieden. Denn neben einer Kostenersparnis bringt ein Aufbau auch mehrere überwältigende Vorteile mit sich. Hinzu kommt, dass das Institut langjährige Beziehungen zu LINOS unterhält. Der Aufbau ist einfach: Vier Spiegel, zwei Linsen, zwei Strahlteiler, ein verstellbarer Abschwächer und eine Milchglasscheibe, starr oder magnetisch auf einem optischen Tisch montiert, sind neben der Laserquelle und einer normalen Kamera die einzigen Komponenten eines derartigen Systems. Zudem ist der Aufbau flexibel, weil Laser und Kamera bei Bedarf für andere Zwecke verwendet bzw. durch leistungsfähigere Geräte ersetzt werden können. Schließlich lässt sich der Aufbau auch leicht adaptieren, so dass extrem kleine und große Objekte analysiert werden können. Ein weiterer Vorteil ist, dass die noch jungen Mess- und Auswertungsverfahren laufend verbessert werden. Fazit: Die benötigten Komponenten sind so günstig, dass um den Preis eines ESPI Systems mit 5 Milliwatt Laserdiode ein Aufbau mit einem Festkörperlaser, der eine mal größere Leistung besitzt, samt einer Highspeed-Kamera finanzierbar ist, die Einzelbilder ( Doppelbilder) pro Sekunde erstellt. Damit sind Superzeitlupe mit normalem Licht ebenso wie ESPI und PIV, beides sogar mit Aufzeichnung von 3 Sekunden langen Einschwingvorgängen, möglich. Eine Publikation der Ergebnisse folgt im Sommer 2007 im Rahmen zweier Fachmessen. Schall wird sichtbar gemacht. Horntrichter bei 281 Hz und bei 965 Hz. Der Schall wurde durch einen Lautsprecher im Mundstück mit einem Sinuston angeregt. Vibrationsmessung auf dem Seitenhalter einer Geige bei 322 Hz. 10 optolines No Quartal 2007

11 CHECKUP Aufbau zur Vibrationsmessung an einer Violine (oben links im Bild) auf einem Optischen Tisch und vielen weiteren Komponenten von LINOS. Fokus auf das Institut für Wiener Klangstil Das Institut für Wiener Klangstil betreibt praxisbezogene Forschungstätigkeit auf dem Gebiet der Musikalischen Akustik. Instrumentalisten und Pädagogen werden hier Möglichkeiten geboten, die Funktionsweise der Musikinstrumente im allgemeinen sowie die akustischen Besonderheiten der Wiener Instrumente besser zu verstehen und zu nützen. Das Institut, das seit mehr als 25 Jahren besteht und zur Universität für Musik und darstellende Kunst Wien gehört, sieht als vorrangige Aufgabe, die Musikinstrumenten-Akustik und die Analyse von musikalischen Klängen wissenschaftlich zu erforschen. Weltweit führend ist das Institut im Bereich der Vermessung und Optimierung von Blechblasinstrumenten: Die 50 größten Musikinstrumentenhersteller von Europa über Japan bis Brasilien arbeiten mit den Untersuchungsergebnissen des Wiener Institutes. Hintergrund Tonerzeugung Um realistische Aussagen zu Intonation, Ansprache und Klang eines Blechblasinstruments machen zu können, ist es wichtig, den Mechanismus der Klangerzeugung zu verstehen. Vorarbeiten von Ayers, Campbell et.al. zeigten, dass es auf der Lippenoberfläche zu multimodaler Wellenausbreitung kommt, die samt ihrer nicht-linearen Kopplung mit dem Luftstrom durch herkömmlichen Feder-Masse- Modelle nicht beschrieben werden kann. Das vorgestellte Modell berücksichtigt die verteilte Natur der Lippen im Ersatzschaltbild als verlustbehaftete Übertragungsleitung, in der es zu einer Reihe von stehenden Wellen kommen kann, deren Frequenzen der Musiker mit der Lippenspannung verändern kann. Die Eingangsadmittanz des Lippenmodells gibt den Zusammenhang zwischen Bernoullikraft und Schnelle der Lippenbewegung quer zum Luftstrom durch den Lippenspalt. Fundamentale Erhaltungssätze liefern die Zusammenhänge zwischen Druckabfällen und Volumsgeschwindigkeit, die im Ersatzschaltbild als nichtlineare, gesteuerte Spannungsquellen modelliert werden. Das Modell berücksichtigt die Lunge des Bläsers, seine Luftröhre, den Rachenraum, die schwingenden Lippen und das Instrument samt Mundstück. Das ganze Ersatzschaltbild wurde mit einer aktuellen SPICE-Variante im Zeit- und Frequenzbereich untersucht. Die Simulationsergebnisse zeigen den Zusammenhang zwischen Lippenspannung und den erklingenden Naturtönen des Instruments, den Einfluss des Luftdrucks in der Mundhöhle auf die Tonhöhe und den Modenwechsel bei Spieldruckveränderungen ( kieksen ). Wilfried Kausel Universitätsassistent Dipl.-Ing. Dr. techn. Wilfried Kausel, Jahrgang 1957, studierte Elektrotechnik an der TU-Wien. Nach Abschluss des Studiums war er hier auch von 1987 bis 1997 als Vertragsassistent tätig. Dabei wirkte er als Mitbegründer der Initiative UNICHIP in deren Rahmen Chipentwurfsprojekte mit Industriepartnern durchgeführt wurden und werden. In dieser Zeit wurden 14 internationale Patente im Bereich Tonund Signalübertragungssysteme erteilt. Seit 1997 ist Wilfried Kausel, der 1999 promovierte und 2004 habilitierte, als a.o. Universitätsprofessor am Institut für Wiener Klangstil (musikalische Akustik) tätig. Forschungsschwerpunkte sind: Optimierung von Blechblasinstrumenten, Charakterisierung von Streichinstrumenten, Signalverarbeitung, numerische Simulationsverfahren. > No Quartal 2007 optolines 11

12 Technology Fluoreszenzdetektion und weitere Anwendungen Hochpräzise OEM Bandpassfilter Mit Hilfe neuester optischer in situ Messtechnik werden hochgenaue Filtersysteme auf einer plasmagestützten Beschichtungsanlage realisiert. Ohne aufwändige und kostspielige Prozessentwicklungen können somit anspruchvollste Filtersysteme innerhalb kürzester Zeit produziert werden. Voraussetzungen für die Fertigung der hier exemplarisch vorgestellten Bandpassfilter sind einerseits eine extrem genaue optische Messtechnik, die in situ auf der zu beschichtenden Optik arbeitet, und weiterhin ein hochstabiles Beschichtungsverfahren. Letzteres wird mit Hilfe der Leybold APS-Technologie gewährleistet. Dieses plasmagestützte Verfahren ermöglicht die Herstellung von Schichten mit sehr guten optischen Eigenschaften, vernachlässigbarer Wellenlängen-Shift und hoher Stabilität gegenüber Umwelteinflüssen. Für die hochpräzise Schichtdickenkontrolle stehen zwei optische in situ Messverfahren zur Auswahl: Breitbandmonitoring-Verfahren Messung von 400 nm bis 1000 nm OMS5000 Single Wavelength Monitoring von Leybold Je nach Filtertyp kann das optimale Messverfahren ausgewählt und eingesetzt werden. Aufgrund der Autokompensation bei kleinen Schichtfehlern bieten optische Schichtdickenmessverfahren die höchste derzeit verfügbare Genauigkeit bei der Schichtdickenkontrolle. Beschichtungstechnologien Die Möglichkeiten der Beschichtungstechnologie bei LINOS werden im Folgenden an zwei Beispielen exemplarisch dargestellt: schmalbandige Filter und Fluoreszenzdetektion im visuellen Spektralbereich. Gefasste Fluoreszenzfilter mit Standarddurchmesser 25 mm. Filtern dargestellt. Die Spezifikation dieser Filter ist wie folgt festgelegt: optische Dichte > 5 im sichtbaren Spektralbereich Halbwertsbreite: 10 nm Genauigkeit der Zentralwellenlänge: ± 3 nm max. Transmission für die Zentralwellenlängen (450 nm,, 700 nm) (T > 70 %) Dieser Filtersatz konnte aufgrund der hochpräzisen Schichtdickenkontrolle ohne jegliche Probecharge hergestellt werden und belegt damit eindrucksvoll die Leistungsfähigkeit der Beschichtungstechnologie bei LINOS. Fluoreszenzdetektion dabei jeweils auf die Anregung und Emission spezieller Farbstoffe abgestimmt. Die Filter werden im abbildenden Strahlengang eingesetzt und müssen eine Reihe von Anforderungen erfüllen wie z.b. hohe Transmission und extrem hohe Blockung, um einen sehr hohen Kontrast in der Fluoreszenzdetektion zu ermöglichen. Ein wichtiges Entscheidungskriterium ist dabei auch die hohe Umweltbelastbarkeit der hier verwendeten APS-Schichten, gerade im Vergleich zu den sonst häufig eingesetzten weichen Schichten, die ohne zusätzliche Kapselung nicht einsetzbar sind. Die Spezifikation dieser Filter ist wie folgt: optische Dichte > 6 vom UV bis NIR optional auch höher typische Halbwertsbreite: 20 nm bis 40 nm Genauigkeit der Zentralwellenlänge: ± 2 nm Transmission > 70 % bis 85 % hohe Kantensteilheit Die Abbildungen 3 und 4 zeigen Transmission und optische Dichte von vier Fluoreszenzfiltern. Diese Filter zeichnen sich nicht nur durch eine hohe Transmission, sondern auch durch eine extrem hohe Blockung aus. Sie kann auf Kundenwunsch sogar ohne Verwendung von Farbgläsern nur durch die Interferenzschichtsysteme erreicht werden. Als erstes Beispiel für hochpräzise OEM Bandpassfilter sind in den Abbildungen 1 und 2 eine Serie von schmalbandigen Weitere Beispiele sind OEM-Bandpassfilter für die Fluoreszenzdetektion im visuellen Spektralbereich. Die Spezifikationen sind Zentralwellenlänge, Halbwertsbreite, Blockung und Kantensteilheit der Bandpassfilter können Ihren Anforderungen > Kontakt sales@linos.de 12 optolines No Quartal 2007

13 technology Abb. 1: Transmission von schmalbandigen OEM-Bandpassfiltern mit Halbwertsbreite 10nm. Abb. 3: Transmission von OEM-Fluoreszenzfiltern mit hoher Transmission. Abb. 2: Optische Dichte der Bandpassfilter mit Halbwertsbreite 10 nm. Oberhalb von etwa OD 6.5 ist die standardmäßige spektralphotometrische Messung nicht mehr möglich und das Messsignal beginnt zu rauschen. Abb. 4: Optische Dichte der OEM Fluoreszenzfilter mit hoher Blockung und Kantensteilheit. Oberhalb von etwa OD 6.5 ist die standardmäßige spektralphotometrische Messung nicht mehr möglich und das Messsignal beginnt zu rauschen. entsprechend angepasst werden. Neben den hier vorgestellten Bandpassfiltern können natürlich auch andere Filtertypen wie Kantenfilter, dichroitische Strahlteiler oder Notchfilter mit höchster Präzision hergestellt werden. No Quartal 2007 optolines 13

14 Innovas QIOPTIQ: Höchste Auflösung bei langen Arbeitsabständen Unendlich korrigierte Objektive Erste Synergien des Zusammenschlusses von LINOS und QIOPTIQ (siehe Seite 4) werden sichtbar: Die bewährten OPTEM Long Distance Mikroskopobjektive sind ab sofort direkt bei LINOS erhältlich. Verwendung finden diese Objektive zum Beispiel in Forschungs- und Analyse-Anwendungen, wo bestmögliche Abbildungsleistungen gefordert werden. Mit der neu ausgebauten Reihe der Optem Infinity-Corrected Objektive können Sie die Abbildungsleistung Ihres Mikroskops oder optischen Systems steigern. Diese Objektive sind hervorragende optische Systeme mit plan und chromatisch korrigiertem Bild im gesamten Sichtfeld. Im Vergleich zu Mitutoyo s M Plan Apo Serie bieten die Optem unendlich korrigierten Objektive eine gesteigerte Auflösung, bei ebenfalls langem Arbeitsabstand und einer Abbildungsleistung nahe der Beugungsgrenze. So ist es mit diesen Objektiven möglich, eine Probe mit Stufen, die mit herkömmlichen Objektiven und kurzem Arbeitsabstand nicht anvisiert werden können, mühelos zu betrachten. Alle Optem TM IC Objektive besitzen das Standard M 26 x 36 T Gewinde und sind somit kompatibel zu den modernsten Mikroskopen. Mit einer Abgleichlänge von 95 mm können diese Objektive auch mit Mikroskopen und Zubehör z.b. von Mitutoyo verwendet werden. Tubuslinse notwendig Für ein unendlich korrigiertes System ist der Einsatz einer Tubuslinse notwendig. Alle Vergrößerungen basieren auf einer Tubuslinse mit einer Brennweite von 200 mm. Die 5X, 10X und 20X Optem High- Resolution Objektive sind ausgelegt, um bestmögliche optische Abbildungsleistung über ein großes Sichtfeld zu gewährleisten. Der neueste Zuwachs der Optem Reihe, das 10X Long Working-Distance Objektiv, wurde optimiert, um eine ausgezeichnete optische Abbildungsleistung Unendlich korrigierte Objektive für hohe Auflösung LINOS bietet jetzt die neu ausgebaute Reihe der Optem Infinity Corrected Objektive an. zum erschwinglichen Preis auch für konventionelle Mikroskope zu gewährleisten. Fazit: Optem Long Distance Mikroskopobjektive finden überall dort Anwendung, wo bestmögliche Abbildungsleistung bei vergleichsweise langem Arbeitsabstand gefordert wird, beispielsweise in Forschungsund Analyse-Anwendungen. Ebenso sind diese Objektive für konventionelle Anwendungen geeignet, wenn höhere Auflösungen verlangt werden. Bestellnummer Produktbezeichnung Numerische Apertur Fokus auf unendlich korrigierte Objektive hohe Auflösung langer Arbeitsabstand ebene Bildfläche über des gesamte Feld gute Farbwiedergabe kompatibel mit Mitutoyo Mikroskopen und Zubehör Arbeitsabstand, WD (mm) Brennweite (mm) Preis/EUR* zzgl. MWSt. G Objektiv High-Res. 5x G Objektiv High-Res. 10x G Objektiv High-Res. 20x G Objektiv LWD 10x *Preise gültig für Deutschland. 14 optolines No Quartal 2007

15 Linos live Buchen Sie Fachvorträge LINOS Produktexperten bei Kunden Ende Dezember 2006 hielt LINOS an der Westsächsischen Hochschule in Zwickau den letzten Fachvortrag des Jahres. Entwicklungsleiter Thomas Thöniß referierte in der Sparte Technische Optik über Abbildungsfehler und Abbildungsleistung optischer Systeme, Objektive in der Industriellen Bildverarbeitung sowie Optikdesign von der Aufgabenstellung zum System. Abgerundet wurde die Veranstaltung durch ein praktisches Grundlagenseminar mit dem Optik-Design Programm WinLens. Den Startvortrag für das Jahr 2007 hielt Dr. Georff Adams (LINOS UK) zum Thema Optische Systeme für Anwendungen im Bereich Machine Vision am 14. Februar auf der IPOT. Auf der führenden Messe für Machine Vision and Display Technology in Birmingham UK präsentierte LINOS auch sein umfangreiches Produktprogramm und als Highlight ein Head Up System für Flugzeuge. LINOS 2007 Auf allen wichtigen Messen und Tagungen Termin Messe Ort weitere Infos 20. bis DPG Frühjahrstagung Düsseldorf duesseldorf07.dpg-tagungen.de 21. bis LASER China Shanghai, China bis Vision East New York, USA bis DPG Frühjahrstagung Regensburg regensburg07.dpg-tagungen.de 08. bis CLEO Baltimore, USA bis DGaO Tagung Usedom www2.physik.uni-greifswald.de 18. bis LASER München bis Interopto Tokio, Japan bis Semicon West San Francisco, USA wps2a.semi.org IPS Greifswald idw-online.de 25. bis Opto Paris, Frankreich Redaktion optolines Sag beim Abschied leise servus... Mitte Februar hieß es für Janine Jagemann, Abschied von LINOS in Göttingen zu nehmen vom optolines Redaktionsteam jedoch noch nicht ganz! Zumindest noch dieses Jahr wird Janine Jagemann zu Hause zweigleisig fahren: rechts in der Hand das optolines Manuskript zum Korrekturlesen und links auf dem Arm der Nachwuchs... Janine Jagemann mit Abschiedsposter und v.l.: Thomas Thöniß, Bastian Dzeia und Norbert Henze. > Kontakt: Diskutieren auch Sie mit LINOS Produktexperten vor Ort. Wenn Sie Interesse an einem persönlichen Vortragswunsch in ihrem Haus haben, dann freuen wir uns auf Ihren Anruf oder Ihre Mail: IPOT 2007, Norbert Henze (m.) am LINOS Stand mit Jake Sharpstone und Jim Green (v.l.) Literaturtipp Einführung in die industrielle Bildverarbeitung Bildverarbeitung beeinflusst als Querschnittstechnologie praktisch alle Bereiche der industriellen Produktion bis in das Privatleben der Konsumenten hinein. Die Einführung in die industrielle Bildverarbeitung LINOS hat hierfür wesentliche Artikel beigesteuert orientiert sich an realen Fragen zur Anwendung in der Industrie. Alle Autoren sind auf ihrem Fachgebiet in der Branche seit Jahren tätig und mit den unterschiedlichsten Applikationen vertraut. Der inhaltliche Aufbau folgt dem Weg des Lichts: Die Möglichkeiten zur Erzeugung von Licht und der Einstrahlung auf das Objekt stehen am Anfang. Dem folgt die Abbildung des Motivs auf den Bildsensor durch Objektive, deren Eigenschaften ihrer Bedeutung entsprechend ein besonders ausführliches Kapitel gewidmet wird. Anschließend werden die Schlüsselmerkmale einer industrietauglichen Kamera als eigentliche Komponente zur Umsetzung der bildhaften Information in einen Datenstrom diskutiert. Ergänzend wird in diesem Fachbuch ausführlich auf die Leistungsfähigkeit von Komplettsystemen und intelligenten Kameras (Smart-Kameras) eingegangen. Die Einführung in die industrielle Bildverarbeitung ist ein Fachbuch für Anwender, die die Komplexität ihrer jeweiligen Applikation sicher einschätzen und bei der Beschaffung von Komponenten oder Systemen vorab die entscheidenden Fragen beantworten wollen. Dr. Gerhard Weißler, Einführung in die industrielle Bildverarbeitung, 216 Seiten, Hardcover, ISBN-13: , ISBN-10: , 69,00 EUR. Impressum Herausgeber: LINOS Photonics GmbH & Co. KG, Geschäftsbereich Industrial Manufacturing Königsallee 23, D Göttingen FON +49 (0)5 51 / , Konzeption, Layout und Produktion: BEISERT & HINZ UNTERNEHMENSKOMMUNIKATION GbR Prinzenstraße 21a, D Göttingen Fotonachweis: Fotostudio Czerwonski Göttingen, BEISERT-HINZ.de, LINOS Göttingen > No Quartal 2007 optolines 15

16 Photonics for Innovation LINOS Katalog 2007 Qualität macht den Unterschied Optik Optik Kompetenz mit Durchblick Präzisionsoptik Optische Systeme Elektrooptik Mechanik Mechanik Das Besondere als Standard Banksysteme Positionierer Laser & Lichtquellen Hier gibt s den Aktuellen Holen Sie sich den aktuellen Katalog LINOS Photonics GmbH & Co. KG Telefon +49 (0) sales@linos.de