2011 wurden erstmals variable Strahlteiler vorgestellt, bei denen sich der Transmissionsgrad über die Position des rechteckigen Strahlteilers ändert. Im Gespräch mit Uwe Schallenberg (US).
Wofür werden variable Strahlteiler benötigt?
US: Ein Kunde wollte innerhalb eines Aufbaus zwei Strahlengänge mit einem einzigen Laser umsetzen; nach der letzten Optik im System sollten die Laserleistungen beider Teilstrahlen identisch sein. Mit herkömmlichen Strahlteilern war das unmöglich, denn die unterschiedlichen Komponenten transmittieren das Licht ungleich. Eine variable Einstellung bei der Strahlteilung musste her und wir haben das mit einer inhomogenen Schichtverteilung auf einem rechteckigen Substrat realisiert.
Jetzt haben Sie ein neues Design vorgestellt, was hat Sie dazu veranlasst?
US: Die Reproduzierbarkeit war beim bisherigen Design besonders aufwändig und mit hohen Kosten verbunden. Unser Ziel war es daher, ein Design zu entwickeln, das eine effizientere Fertigung ermöglicht - natürlich mussten die Produktspezifikationen dabei gleich bleiben.
Waren Sie erfolgreich?
US: Ja. Aus spektraler Sicht haben wir keinen Ausrutscher mehr, der Prozess ist unter Kontrolle und die Reproduzierbarkeit deutlich gestiegen. Wir fertigen die Produkte jetzt auf einer Anlage mit geringeren Kapazitäten. Trotz der geringeren Stückzahlen pro Charge konnten wir den Preis halten, teilweise sogar reduzieren, denn der Aufwand in der Produktionsabteilung ist geringer geworden – dank der höheren Fertigungsgenauigkeit.
Welche Produktvarianten gibt es bereits?
US: Ganz unterschiedliche, denn alle basieren auf konkreten Kundenwünschen: So haben wir für 1064 nm Designs für 45% - 55% und 10% – 70% oder für die Wellenlänge 753 nm Transmissionen von 4% - 20%.
Wie haben Sie die variablen Strahlteiler verifiziert?
US: Innerhalb der Anlage haben wir umfangreiche Tests zur Charakterisierung der Schichtdickeninhomogenität durchgeführt. Basierend auf diesen Ergebnissen sind Halterungen für verschiedene Substratgrößen gefertigt und die Designs auf Reproduzierbarkeit optimiert worden.
Gibt es Einschränkungen bei der Umsetzung von Kundenwünschen?
US: Grundsätzlich haben wir zwei Standardabmessungen: 45 x 22 mm und 70 x 22 mm – bei abweichenden Abmessungen müssen neue Werkzeuge beschafft werden, was mit entsprechenden Wartezeiten verbunden ist.
Die Designs sind außerdem abhängig von der Wellenlänge - wenn ein variabler Strahlteiler auf eine Wellenlänge von 532 nm entwickelt wurde, funktioniert er nicht bei anderen Wellenlängen wie bspw. 515 nm.
Auch die maximale Länge der Substrate ist beschränkt: sie liegt bei 70 mm. Bei größeren Substraten ist keine Schichtdickenänderung und somit keine Reflexionsänderung möglich.
