Ultrakurzpulslaser – Märkte, Anwendungen, Laser - TRUMPF Laser
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<strong>Ultrakurzpulslaser</strong> – Märkte, <strong>Anwendungen</strong>, <strong>Laser</strong>Christof SiebertLeiter Branchenmanagement Mikro<strong>TRUMPF</strong> <strong>Laser</strong>- und Systemtechnik GmbHDitzingenUKP-<strong>Laser</strong> © <strong>TRUMPF</strong>Christof Siebert - Technologietag LZH
Geschichte<strong>Anwendungen</strong>Branchen<strong>Laser</strong>ZusammenfassungUKP-<strong>Laser</strong> © <strong>TRUMPF</strong>Christof Siebert - Technologietag LZH
Geschichte<strong>Anwendungen</strong>Branchen<strong>Laser</strong>ZusammenfassungUKP-<strong>Laser</strong> © <strong>TRUMPF</strong>Christof Siebert - Technologietag LZH
UKP-<strong>Laser</strong> © <strong>TRUMPF</strong>Christof Siebert - Technologietag LZH
1960 – Maiman: <strong>Laser</strong><strong>Laser</strong> – light of hope<strong>Laser</strong>: Eine Lösung aufder Suche nach einemProblemUKP-<strong>Laser</strong> © <strong>TRUMPF</strong>Christof Siebert - Technologietag LZH
1963 - ModenkopplungUKP-<strong>Laser</strong> © <strong>TRUMPF</strong>Christof Siebert - Technologietag LZH
Quelle: Strategies Unlimited: The worldwide Market for <strong>Laser</strong>s - 2012UKP-<strong>Laser</strong> © <strong>TRUMPF</strong>Christof Siebert - Technologietag LZH
Bild:Max. Breite = 212 mmHöhe = 125 mmDas Bild beginnt auf der gleichen Breite wie der Text. Die Höhe des Bildes istfix, die Breite kann bei Bedarf geändert werden.Quelle: Strategies Unlimited: The worldwide Market for <strong>Laser</strong>s - 2012UKP-<strong>Laser</strong> © <strong>TRUMPF</strong>Christof Siebert - Technologietag LZH
Quelle: Strategies Unlimited: The worldwide Market for <strong>Laser</strong>s – 2012; UKP-Markt: eigene AbschätzungUKP-<strong>Laser</strong> © <strong>TRUMPF</strong>Christof Siebert - Technologietag LZH
Geschichte<strong>Anwendungen</strong>Branchen<strong>Laser</strong>ZusammenfassungUKP-<strong>Laser</strong> © <strong>TRUMPF</strong>Christof Siebert - Technologietag LZH
<strong>Ultrakurzpulslaser</strong>-BearbeitungUKP-<strong>Laser</strong> © <strong>TRUMPF</strong>Christof Siebert - Technologietag LZH
ApplikationenDünneSchichtenDünneFolienSprödeMaterialienUKPMetallePCBsKunststoffeUKP-<strong>Laser</strong> © <strong>TRUMPF</strong>Christof Siebert - Technologietag LZH
DünnschichtabtragSchichtmaterialien• Metalle Au, Ag, Cu, Mo• Halbleiter Si, CdTe, CI(G)S, IGZO• TCOs ITO, ZnO, SnO 2• Dielektrika SiO 2 , SiNSubstratmaterialien• Glas• Saphir• Metalle• Halbleiter• Keramik (Al 2 O 3 , ALN)• KunststoffeUKP-<strong>Laser</strong> © <strong>TRUMPF</strong>Christof Siebert - Technologietag LZH
Dünne FolienMaterialienProzessPETPolyimide (PI)SchneidenBohrenMetalle Au, TiUKP-<strong>Laser</strong> © <strong>TRUMPF</strong>Christof Siebert - Technologietag LZH
Spröde MaterialienMaterialienProzessSaphir c-plane, a-planeSchneidenHalbleiter Si, GeKeramik AlN, Al 2 O 3 , SiC, ZrO 2GlasDisplay-GlasChemisch gehärtetes GlasBohrenScribe andBreakUKP-<strong>Laser</strong> © <strong>TRUMPF</strong>Christof Siebert - Technologietag LZH
Geschichte<strong>Anwendungen</strong>Branchen<strong>Laser</strong>ZusammenfassungUKP-<strong>Laser</strong> © <strong>TRUMPF</strong>Christof Siebert - Technologietag LZH
UKP-<strong>Laser</strong> © <strong>TRUMPF</strong>Christof Siebert - Technologietag LZH
UnterhaltungselektronikUKP-<strong>Laser</strong> © <strong>TRUMPF</strong>Christof Siebert - Technologietag LZH
HalbleiterUKP-<strong>Laser</strong> © <strong>TRUMPF</strong>Christof Siebert - Technologietag LZH
Beleuchtung (LED)UKP-<strong>Laser</strong> © <strong>TRUMPF</strong>Christof Siebert - Technologietag LZH
Beispiel für Bildaufbau mit TextIn Bio USDHier können bei Bedarf zusätzliche Informationen zur Abbildung stehen.UKP-<strong>Laser</strong> © <strong>TRUMPF</strong>Christof Siebert - Technologietag LZH
PhotovoltaikUKP-<strong>Laser</strong> © <strong>TRUMPF</strong>Christof Siebert - Technologietag LZH
Book-to-Bill-Ratio PVQuelle: SEMIUKP-<strong>Laser</strong> © <strong>TRUMPF</strong>Christof Siebert - Technologietag LZH
BrancheRepräsentative Applikation• Strukturieren Gleit-/Wälzflächen• Schleifen von HM-WendeschneidplattenDruck-/Prägetechnik• Strukturieren vonPrägewalzen/ -stempelnMaschinenbauMikrowerkzeugbau• Strukturieren vonMikrospritzgussformenMedizin• Schneiden von StentsUhren,Schmuck• Schneiden von Uhrwerk-ElementenUKP-<strong>Laser</strong> © <strong>TRUMPF</strong>Christof Siebert - Technologietag LZH
Geschichte<strong>Anwendungen</strong>Branchen<strong>Laser</strong>ZusammenfassungUKP-<strong>Laser</strong> © <strong>TRUMPF</strong>Christof Siebert - Technologietag LZH
<strong>Laser</strong>konzeptePulsed YAGPulsed YAGPulsed YAGMarkingPulsed YAGMarkingPulsed YAGMarkingMicroCO 2 cw YAGCO 2CO 2cw YAGCO 2Pulsed YAGMarkingMicrocw Fibercw YAGPulsed YAGMarkingMicrocw FiberDiodecw YAG1970CO 2heuteCO 2UKP-<strong>Laser</strong> © <strong>TRUMPF</strong>Christof Siebert - Technologietag LZH
TruMicroTruMicro Series 3000TruMicro Series 5000 TruMicro Series 7000UKP-<strong>Laser</strong> © <strong>TRUMPF</strong>Christof Siebert - Technologietag LZH
Aufbau ScheibenlaserDiodengepumpterYb:YAG-ScheibenlaserPumplicht(λ = 940 nm)LASER(λ = 1030 nm)<strong>Laser</strong>scheibeUKP-<strong>Laser</strong> © <strong>TRUMPF</strong>Christof Siebert - Technologietag LZH
TruMicro 5000 – Regenerativer VerstärkerScheibe alsaktives MediumOscillator OszillatorSeed <strong>Laser</strong>Erzeugt pikosekunden Pulsemit niedriger Pulsenergie(modelocked Fiber laser)Scheiben-VerstärkerRingResonatorHöchsteSpitzenleistungMillionenfachverstärkte Pulse:Spitzenleistungenim Bereichmehrerer 10 MWExternerModulatorPulsauswahl& Modulationbei konstantenStrahlparameternUKP-<strong>Laser</strong> © <strong>TRUMPF</strong>Christof Siebert - Technologietag LZH
TruMicro 5000 – Regenerativer VerstärkerpS-OszillatorPolarisator 3Polarisator 2Faraday-Isolatorλ/2-PlattexEOMExterner ModulatorStrahlfalle2. Regelkreis:ÜberwachtPulsausbeugungPolarisator 11. Regelkreis:ÜberwachtPulsaufbauScheibeλ/4-PlatteiEOMTEM 00 -ResonatorUKP-<strong>Laser</strong> © <strong>TRUMPF</strong>Christof Siebert - Technologietag LZH
TruMicro 5000TruMicro 5050 TruMicro 5250 TruMicro 5350Durchschnittsleistung 50 W 30 W 10 WWellenlänge 1030 nm 515 nm 343 nmPulsdauer < 10 ps < 10 ps < 10 psMax. Pulsenergie 250 µJ 150 µJ 50 µJRepetitionsrate 200-800 kHz 200-800 kHz 200-800 kHzStrahlqualität M ² < 1.3 M² < 1.3 M² < 1.3TruMicro 5000 © <strong>TRUMPF</strong> - confidentialTLD272he - 25.04.2012
TruMicro 5000TruMicro 5070 TruMicro 5270Durchschnittsleistung 100 W 60 WWellenlänge 1030 nm 515 nmPulsdauer < 10 ps < 10 psMax. Pulsenergie 500 µJ 250 µJRepetitionsrate 400-600 kHz 400-600 kHzStrahlqualität M ² < 1.3 M² < 1.3TruMicro 5000 © <strong>TRUMPF</strong> - confidentialTLD272he - 25.04.2012
TruMicro IR-Portfolio1000TruMicro 5070100TruMicro 5050TruMicro 5070peak power [MW]1010,1TruMicro 705030 ns0,010,001TruMicro 312040 ns1 10 100 1000average power [W]bubble size:log(E p )UKP-<strong>Laser</strong> © <strong>TRUMPF</strong>Christof Siebert - Technologietag LZH
Geschichte<strong>Anwendungen</strong>Branchen<strong>Laser</strong>ZusammenfassungUKP-<strong>Laser</strong> © <strong>TRUMPF</strong>Christof Siebert - Technologietag LZH
Zusammenfassung• <strong>Ultrakurzpulslaser</strong> sind bereits etablierte Arbeitstiere in der Industrie• Der Markt für UKP-<strong>Laser</strong> wird weiter wachsen• UKP-<strong>Laser</strong> kommen immer dann zum Einsatz, wenn herkömmliche Methodenscheitern• Die <strong>Anwendungen</strong> sind vielfältig – UKP-<strong>Laser</strong> erobern neue BereicheUKP-<strong>Laser</strong> © <strong>TRUMPF</strong> Christof Siebert - Technologietag LZH38
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