Ebene Keramiksubstrate und neue Montagetechnologien zum ...

Kapitel 1
1.4 Stand der Technik
Die klassische Variante des Aufbaus hybrid-optischer Systeme ist die optische Bank,
bei der die Bauelemente in mittelbaren Fassungen mechanisch fixiert und gegebenenfalls
justierbar, zusammen mit mechanischen und elektrischen Bauelementen auf
einer entsprechend angepassten ebenen, meist metallischen Plattform aufgebaut
werden (Bild 6). Die optische Achse verläuft dabei in einem festgelegten Abstand
oberhalb der Plattform. Als Plattform werden Optik-Tische z.B. aus zwei Stahlplatten
mit einer verbindenden und versteifenden Aluminium-Wabenstruktur oder massivem
Granitstein verwandt. Verschiedene Hersteller bieten Baukastensysteme mit einem
jeweils definierten Abstand der optischen Achse von der Basis an [THO-04]. Die
Fassungen selbst sind hochpräzise feinmechanische Komponenten, deren Konstruktion
und Fertigung seit Jahrzehnten beherrscht und optimiert wird. Zur Anwendung
kommen spanende Bearbeitungsverfahren mit geometrisch bestimmter oder unbestimmter
Schneide, die Strukturgenauigkeiten bis 20 µm (konventionelle Bearbeitung)
bzw. 5 µm (Präzisionsbearbeitung) bei vertretbarem Aufwand erreichen
[HES-02]. Während bei den mittelbaren Fassungselementen aus Gründen der
Bearbeitbarkeit und einfacher Möglichkeiten zum Schwärzen der Oberfläche
(Streulichtminimierung) vorwiegend Aluminium-Knetlegierungen verwendet werden,
kommen bei der Systemplattform häufig hochlegierte Stähle mit niedrigem Temperaturausdehnungskoeffizienten
und ausreichender Wärmeleitfähigkeit wie z.B.
X22CrNi17 (α = 10e -6 K -1 , λ = 15 W m -1 K -1 ) zum Einsatz.
Bild 6:
RGB-Lasermodul als miniaturisierte, klassische optische Bank (links), Fassungselemente
(rechts, [THO-04])
Die Montage derartig aufgebauter Systeme erfolgt im Labormaßstab und bei kleinen
bis mittleren Stückzahlen manuell, indem die optischen Bauelemente nacheinander
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