Slim licht

LIMO is wereldwijd het enige bedrijf dat 300-mm glazen wafers kan fabriceren voor de productie van hoogprecisie cilindrische lenzen. (Afbeelding: LIMO) / LIMO is het enige bedrijf ter wereld dat in staat is om 300-mm glazen wafers te vervaardigen voor de productie van hoogprecisie cilindrische lenzen. (Afbeelding: LIMO)

De randlengte van een glaswafer, die met de nieuwe methode gelijktijdig over het hele oppervlak kan worden gestructureerd, kon van oorspronkelijk 35 mm (1,4 inch) in vijf stappen worden verhoogd tot maximaal 300 mm (12 inch). Aangezien het gestructureerde oppervlak kwadratisch schaalt met de randlengte, en de bewerkingsduur slechts minimaal toeneemt, is het LIMO gelukt om met elke wafer-generatie de productiekosten per mm² te verlagen. (Afbeelding: LIMO)

De randlengte van een glazen wafer, die met de nieuwe methode gelijktijdig over het gehele oppervlak gestructureerd kan worden, kon van oorspronkelijk 35 mm (1,4 inch) in vijf stappen worden verhoogd tot maximaal 300 mm (12 inch). Aangezien het gestructureerde oppervlak kwadratisch schaalt met de randlengte, en de bewerkingstijd slechts gering toeneemt, is het LIMO gelukt om met elke wafer-generatie de productiekosten per mm² te verlagen. (Beeldbron: LIMO)

Door een nieuw productieproces zijn hoogwaardige glaslasersystemen voor het eerst beschikbaar voor prijsgevoelige massatoepassingen zoals LIDAR- en ID-sensoren. Het bedrijf LIMO GmbH, fabrikant van uiterst precieze microoptieken voor lasersystemen, is erin geslaagd om wereldwijd als eerste fabrikant grote glaswafers van 300 mm x 300 mm met hoge precisie te verwerken en daar kosteneffectieve microoptieken van te maken.

De uitdaging bij de massaproductie van complexe glasoptieken ligt in het verwerken van grote wafervlakken met ongewijzigde hoge precisie. Hier behaalde de fabrikant LIMO in 2018 een technologische doorbraak. LIMO slaagde erin om 140-mm-glaswafers te produceren voor de fabricage van hoogprecisie cilinderlenzen, zonder concessies te doen aan de kwaliteit.

Met de verder ontwikkelde methode is het bedrijf nu in staat om 300-mm-glaswafers (12 inch x 12 inch) te vervaardigen. Van slechts één van deze wafers kunnen 25.000 FAC-lenzen van typische grootte worden gemaakt, maar ook andere azylindrische lensarrays kunnen in constante hoge optische kwaliteit worden geproduceerd. Door de vooruitgang in de fabricagetechnologie dalen de stukkosten voor hoogwaardige glasdiodelaserlinsen in een bereik dat voorheen uitsluitend voor goedkope kunststoflenzen was voorbehouden. Hoogwaardige glasoptieken kunnen voor het eerst ook worden ingezet voor prijsgevoelige consumenten- en massatoepassingen. Typische toepassingsgebieden zijn onder andere:

- LIDAR voor autonoom rijden en autonoom vervoer (logistiek, drones etc.)
- Communicatie en gegevensuitwisseling, bijvoorbeeld voor slim computing en smartphones met optische ID-sensoren
- Gedefinieerde homogene laserverlichting voor optische meettechniek
- Beveiligingstechniek (smart home, gegevensdeling of financiële transacties)
- Industrie 4.0-toepassingen (machinevisie).

De voordelen van hoogprecisie glasoptieken

De belangrijkste voordelen van glasoptieken liggen in de hoge optische kwaliteit, de lange termijn stabiliteit en de grote prestatievermogen:

- Glasoptieken werken foutloos en betrouwbaar binnen een temperatuurbereik van -40 tot minimaal +105 graden. Glasoptieken zijn langdurig stabiel met een gelijkmatige prestatie over het gehele temperatuurbereik.
- Glasoptieken garanderen ook bij hogere vermogens een constante optische functie. Door de hotspotvrije stralingsvorming zijn glasoptieken ook geschikt voor laserverlichting in veiligheidskritische toepassingen.
- Het fabricageproces van LIMO maakt een vrij vormbare oppervlakte mogelijk in één as. Hierdoor kan een willekeurig verlichtingsveld met een zeer grote hoek (Field of View tot 120 graden) worden gegenereerd. Per sensor resulteert dit in een groter gezichtsveld, een voordeel zowel voor het aantal benodigde sensoren bijvoorbeeld in LIDAR-systemen als voor alle soorten consumenten-elektronica.

Glasoptieken voor veiligheidskritische componenten

Qualitatief hoogwaardige en betaalbare glaslasersystemen hebben het potentieel om innovatieve toepassingen zoals in de additieve productie (3D-printen) en voor LIDAR-systemen (Laser-gebaseerd "Light Detection and Ranging") geschikt te maken voor massaproductie. LIDAR-systemen en 3D-sensoren voor autonoom rijden vormen een bijzonder veiligheidskritisch onderdeel en worden bovendien in ruwe omgevingen ingezet. Ze vereisen naast hoge kwaliteit ook een veilige en langdurig stabiele werking. Deze eisen kunnen uitsluitend worden vervuld door lasersystemen met high-end glas-microoptieken.

Verbeterd fabricageproces voor glaslasersystemen

De LIMO GmbH uit Dortmund heeft in 2018 een nieuwe verwerkingsmethode ontwikkeld die aanzienlijk productiever is dan de eerdere methoden voor klassieke en microoptieken. Door de verwerking bij kamertemperatuur is het mogelijk om de wafergrootte voor microoptieken te vergroten zonder kwaliteitsverlies, de cyclustijd per wafer te verkorten en de productiekosten duurzaam te verlagen. LIMO is wereldwijd het enige bedrijf dat zo'n productieproces voor grote aantallen beheerst.