Labor für Photonik und Lasertechnik (Raum I003)

Team

Laborleiter: Prof. Dr. Peter Bickel

Galgenbergstr. 30
Raum: H019

 

Tel.: 0941/943-9762
Fax: 0941/943-1252
Email: peter.bickel@oth-regensburg.de

Wissenschaftliche Mitarbeiter

  • Claudia Denk, M. Eng.

Tel.: 0941 / 943 - 9413

Email: Claudia1.denk@extern.oth-regensburg.de

 

  • Clemens Jaroschek, M. Eng.

Tel.: 0941 / 943 - 9414

Email: Clemens.jaroschek@extern.oth-regensburg.de

 

Zum Labor

Das Photon tritt aus seinem Schatten

Das 20. Jahrhundert stand in seinem technologischen Wandel im Zeichen des Elektrons. Diese Schlüsselposition hat für das 21. Jahrhundert das Photon eingenommen. Das hieraus abgeleitete hohe Innovationspotential optischer Technologien spiegelt sich in einem erhöhten Investitionsvolumen durch gezielte Förderprogramme und dem stetig steigenden wirtschaftlichen Interesse der Industrie wieder, sich die Kraft des Lichts nutzbar zu machen. Dies führt gegenwärtig zur Entwicklung einer Vielzahl neuartiger Verfahren und Produkte, welche die Zielsetzung der Effizienzsteigerung bei gleichzeitiger Schonung der natürlichen Ressourcen in sich vereinen.

Diese Innovationswellen bringen überdies auch neue Fragestellungen und Herausforderungen mit sich. Im Bereich der Mikrostrukturierung und der Materialbearbeitung mit Hilfe von Lasern sind grundlegende Aspekte zutage getreten, welche im Rahmen von Forschungs- und Entwicklungsthemen wissenschaftlich erforscht werden können. So laufen beispielsweise Bestrebungen, welche die Optimierung des Herstellungsprozesses von Halbleiterchips mit stetig wachsender Integrationsdichte zum Ziel haben, da die entscheidenden Prozessschritte zur Erzeugung der Halbleiterstrukturen sowie der Chipseparation von optischer Natur sind.

Das Labor für Photonik und Lasertechnik beschäftigt sich aktiv mit diesen aktuellen Fragestellungen aus dem Bereich der Mikrostrukturierung und Materialbearbeitung. Dabei setzen sich in diesem Zusammenhang die gegenwärtigen Forschungs- und Entwicklungsprojekte mit der Erforschung der Mechanismen des Laserdicings bzw. mit der optischen Untersuchung von Plasmen zum Verständnis der Mechanismen des Laserdicings, auseinander. Konkret handelt es sich um optische Untersuchungen mit Hilfe der Laserspektroskopie sowie der Schlieren-Diagnostik zum verbesserten Verständnis und Beschreibung der auftretenden Licht-Materie-Wechselwirkungen im Zuge des Entstehungs- und Zerfallsprozesses der Plasmen an verschiedenen Halbleitermaterialien.

 

Dazu erfreut sich das Labor für Photonik und Lasertechnik infolge des Umzuges in den neu in Dienst genommenen Forschungs- und Entwicklungstrakt (Haus der Technik) der OTH Regensburg seiner neuen und erweiterten Test- und Analysemöglichkeiten.

Die hierzu verfügbaren Lasersysteme erstrecken sich über Ultrakurzzeitsysteme im IR-Bereich – Wellenlängenbereich bis zu 1064nm - (Abbildung 1):

 

und diodengepumpte Nd:YAG Festkörperlaser sowohl im IR-Bereich als auch im sichtbaren Wellenlängenbereich mit einer Ausgangsleistungen von bis zu 10W (Abbildung 2 und Abbildung 3):

sowie weitere Gaslasersysteme wie z. B. Helium-Neon-Laser für den infraroten Wellenlängenbereich als auch Argon-Ionen-Laser für den sichtbaren Spektralbereich (Abbildung 4) und Excimerlaser speziell für den ultravioletten Wellenlängenbereich mit Pulslängen von 5ns – 50ns bei einer Ausgangsleistung von 50W (Abbildung 5).

Überdies verfügt das Labor sowohl über hochauflösende Spektralapparate zur Detektion einzelner Spektrallinien (Gitter- und Primaspektrometer, Monochromator – Abbildung 6) zzgl. einer Referenzmessstation mit einem digitalen Spektrometersystem von OceanOptics, sowie spezielle Kamerasysteme mit einem Auflösungsvermögen im Bereich von Nanosekunden zur Aufnahme der Entstehungs- und Zerfallsprozesse von Plasmen während des Laserdicings (Abbildung 7) und zur Aufnahme von Strahlprofilen.

Durch die im Zuge der neuen Infrastruktur gestiegene Attraktivität des Labors werden die bereits existierenden Industriekooperationen (z. B. mit Infineon Regensburg AG, ARGUS GmbH) weiter ausgebaut, um sich weiteren aktuellen Themen aus Forschung und Entwicklung zu widmen. Dabei besteht vermehrt die Möglichkeit der Durchführung von referenzfähigen Projekt- und Abschlussarbeiten (Bachelor- und Masterarbeiten).

Neben den Forschungs- und Entwicklungsprojekten finden im Labor für Photonik und Lasertechnik die Praktika parallel zu den Vorlesungen der Technischen Optik und Optischen Sensorik statt. Zudem bietet das Labor die Möglichkeit der Durchführung von Demonstrationsversuchen und Vorführungen in Form von Lehrfilmen aus dem Bereich der Lasertechnik und Grundlagen der Strahlenoptik (z. B. Michelson-Interferometer).

 

Die zunehmende internationale Ausrichtung der Studiengänge der Fakultät Mikrosystemtechnik fördert und unterstützt das Labor für Photonik und Lasertechnik tatkräftig. Hier wird sowohl heimischen Studenten als auch Studenten aus aller Welt die Möglichkeit geboten durch ihr Mitwirken an interdisziplinären Projekten neue Erfahrungen zu sammeln und dabei das erlernte Fachwissen  in spannenden und faszinierenden Forschungsvorhaben, aus den Bereichen der Optik, Festkörperphysik, Materialwissenschaft und Lasertechnologie sowie Elektronik, anzuwenden.

Lasersysteme

Staccato (High-Power Diode-Pumped Picosecond Laser)

  • Lumera Laser GmbH
  • Output average: 9.5 W
  • Wavelength: 1064, 532, 355, 266 nm

LPX 300 (2x) , LPX 200 (Excimer Laser)

  • Lambda-Physic-Lasertechnik
  • Output average: 50 W
  • Wavelength: 157-800 nm

M6-20S+ (Fiberlaser)

  • VON.JAN Technology GmbH
  • Output average: 20 W
  • Wavelength: 1064 nm

Nd:YAG-Lasers (FPSSL - Flashlamp Pumped Solid State Laser)

  • Eigenentwicklung des Labors Photonik und Lasertechnik OTH Regensburg
  • Output average: 20 W
  • Wavelength: 1064, 532 nm
  • Puls duration: 8 - 10 ns

Kameras

  • PCO DiCam Pro
  • PCO SensiCam
  • IR-Kamera HD ELP
  • PULNiX CCD-Kamera TM-540

Projekte

Laufende Projekte

  • Untersuchungen zur Detektion von Mikrorissen in Halbleiterstrukturen im Zuge des Laserdicings mithilfe der Schlieren-Diagnostik

Abgeschlossene Projekte

  • Entwicklung einer Testumgebung zur Analyse unbekannter Materialproben auf Basis der laser-induzierten Plasmaspektroskopie - Masterarbeit Claudia Denk
  • Untersuchungen zur Plasmaausdehnung von Aluminium und Zink im erweiterten LIPS-Versuchsaufbau mit Hilfe des Einsatzes verschiedener Lasersysteme - Masterarbeit Clemens Jaroschek
  • Construction and characteristics analysis of a flash lamp pumped actively q-switched Nd:YAG laser system - Bachelor Thesis
  • Investigation on construction of air-cooled diode pumped solid-state laser - Bachelor Thesis
  • Simulation of laser dynamics in active q-switched flash lamp pumped Nd:YAG laser using MATLAB - Bachelor Thesis
  • Design of a high sensitive photodetector with a gigahertz bandwidth for NIR radiation - Bachelor Thesis