Laserprozessierung

Digitalisierte laserbasierte Herstellungsprozesse gewinnen zunehmend an Bedeutung. Wir beschäftigen uns in diesem Themenfeld mit der laserbasierten Bearbeitung von Glas.

Wir fertigen miniaturisierte optische Komponenten direkt aus dem Glasblock. Basierend auf einem CAD Modell werden feinste 3D Strukturen und Bauteile mit einem neuartigen Laserverfahren hergestellt. Damit die fertigen Komponenten die geforderten hohe optischen Oberflächenqualitäten aufweisen, werden am Institut zusätzlich Laserpolierverfahren entwickelt.

Mit Hilfe eines Ultrakurzpulslasers können wir durch geschickte Kombination einer Laservorbehandlung und nasschemischen Ätzen 3D Strukturen im Glas herstellen.

Ultrakurzpulslaser werden bei uns auch eingesetzt um Wellenleiter direkt ins Glas zu schreiben. Das ermöglicht die 3D Führung von Licht im Glas.

Für optisch wirksame Oberflächen sind glatte Oberfläche entscheidend. Wir setzen zur Glättung von rauen Glasoberflächen einen CO2-Laser ein.

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David Bischof

IMP Institut für Mikrotechnik und Photonik Projektleiter, Fachverantwortlicher 3D Laserbearbeitung von Glas

+41 58 257 34 91 david.bischof@ost.ch

References

Publications

  • Bischof, David; Kahl, Michael; Michler, Markus (2021): Laser-assisted etching of borosilicate glass in potassium hydroxide. In Opt. Mater. Express 11 (4), p. 1185. DOI: 10.1364/OME.417871.
  •  Widmer, Remo N.; Bischof, David; Jurczyk, Jakub; Michler, Markus; Schwiedrzik, Jakob; Michler, Johann (2021): Smooth or not: Robust fused silica micro-components by femtosecond-laser-assisted etching. In Materials & Design 204, p. 109670. DOI: 10.1016/j.matdes.2021.109670.

Conference papers

  • Bischof, David; Kahl, Michael; Michler, Markus (2022): Ultra-short pulse laser-based fabrication process for lightweight structures in quartz glass applied for mirrors. In EPJ Web Conf. 266, p. 3003. DOI: 10.1051/epjconf/202226603003.
  • Bischof, David; Canal, Per; Stahel, Martin; Michler, Markus (2022): Femto-second laser processing in Boro-Aluminosilicate Glass – a technology platform for the combination of mechanical structures and integrated waveguides. DOI:  10.5281/zenodo.7431582
  • Goetze, Kerstin; Bischoff, Juergen; Bliedtner, Jens; Faehnle, Oliver; Kahl, Michael (2022): Laser polishing of new materials: healing of scratch & dig defects. DOI: 10.5281/zenodo.7431743
  • David Bischof, Sven Lämmler, Hansruedi Moser, Martin Forrer, Oliver Faehnle (2024): Novel laser-based manufacturing chain for wafer-level mini-optics. Eleventh European Seminar on Precision Optics Manufacturing (POM24). DOI: 10.1117/12.3034606 
  • Lämmler, Sven; Bischof, David; Walder, Simon; Fähnle, Oliver (2024): Laser-based fabrication chain enabling high quality mini aspheres. In EPJ Web Conf. 309, p. 3014. DOI: 10.1051/epjconf/202430903014.
  • Lämmler, Sven; Bischof, David; Fähnle, Oliver (2024): Twyman effect in laser polishing of fused silica wafers. In EPJ Web Conf. 309, p. 3026. DOI: 10.1051/epjconf/202430903026.

Master Theses

  • Stahel, Martin (2020): Herstellung integriert optischer Strukturen durch Materialmodifikation mit fs-Laserpulsen. Master. NTB Interstaatliche Hochschule für Technik Buchs, Buchs, Switzerland. Institute for Micro- and Nanotechnology.
  • Lämmler, Sven (2021): Herstellung und Charakterisierung von Lichtwellenleiter in Lithiumniobat. Master. OST Eastern Switzerland University of Applied Sciences, Buchs, Switzerland. Instiute for Microtechnology and Photonics.

Bachelor Theses

Application of selective laser etched parts

  • Lendemann, Valentin; Mindel, Ramon (2020): Mikrofluidischer Mischer in Glas. Bachelor. NTB Interstaatliche Hochschule für Technik Buchs, Buchs, Switzerland. Institute for micro- and nanotechnology.
  • Keller, Emanuel (2021): Teststand zur Qualifizierung von FAC Linsen im blauen Spektralbereich. Bachelor. OST Eastern Switzerland University of Applied Sciences, Buchs, Switzerland.
  • Rechsteiner Lucas, Lucas; Müller, Nathanael (2021): Kopplung von optischen Fasern mittels selektiv lasergeätzten Glasbauteilen. Bachelor. OST Eastern Switzerland University of Applied Sciences, Buchs, Switzerland. Institute for Microtechnolog and Photonics.
  • Özdemir, Samet; Cornelius, Thomas; Balsiger, Tina (2021): Miniaturisierter SpO2 Sensor zur Integration in Textilien. Bachelor. OST Eastern Switzerland University of Applied Sciences, Buchs, Switzerland. Institute for Microtechnology and Photonics.

Application of laser-written optical waveguides

  • Weber, Luzian; Stoffel, Mauro (2020): RGB Farbmischung. Konzepte und Systeme. Bachelor. NTB Interstaatliche Hochschule für Technik Buchs, Buchs, Switzerland. Institute for micro- and nanotechnology.