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Technology Magazine "SCHOTT solutions" - Edition 2/2013 - Technologie Magazin "SCHOTT solutions"

A variety of SCHOTT innovations The latest issue of our technology magazine “solutions” discusses innovations our SCHOTT experts are developing, how they provide support for our customers as partners and how they are addressing tomorrow’s challenges today. Our broad range of products and materials opens up a wide variety of different topics ranging from the universe all the way to the nano cosmos. We wish you enjoyable reading! Spannende Stories über SCHOTT Innovationen Die neuste Ausgabe des Technologiemagazins „solutions“ verrät, was SCHOTT Experten entwickeln, wie sie Anwendern kompetenter Partner sind und die Herausforderungen von morgen schon heute anpacken. Unsere breite Produkt- und Materialpalette erschließt dabei ein weites Feld: vom Weltall bis in den Nanokosmos. Viel Spaß beim Lesen!

A variety of SCHOTT innovations
The latest issue of our technology magazine “solutions” discusses innovations our SCHOTT experts are developing, how they provide support for our customers as partners and how they are addressing tomorrow’s challenges today. Our broad range of products and materials opens up a wide variety of different topics ranging from the universe all the way to the nano cosmos. We wish you enjoyable reading!
Spannende Stories über SCHOTT Innovationen
Die neuste Ausgabe des Technologiemagazins „solutions“ verrät, was SCHOTT Experten entwickeln, wie sie Anwendern kompetenter Partner sind und die Herausforderungen von morgen schon heute anpacken. Unsere breite Produkt- und Materialpalette erschließt dabei ein weites Feld: vom Weltall bis in den Nanokosmos. Viel Spaß beim Lesen!

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2/<strong>2013</strong><br />

THE <strong>SCHOTT</strong> TECHNOLOGY MAGAZINE<br />

www.schott.com / solutions<br />

Photo Foto : <strong>SCHOTT</strong>/C. Costard<br />

EXTREMELY STRONG<br />

EXTREM BELASTBAR<br />

The material ZERODUR ® glass-ceramic demonstrates outstanding mechanical<br />

properties. This is proven in a new mathematical calculation model.<br />

Der Werkstoff ZERODUR ® Glaskeramik besitzt herausragende mechanische<br />

Eigenschaften. Den Nachweis liefert nun ein neues mathematisches<br />

Berechnungsmodell.


Delamination Controlled!<br />

<strong>SCHOTT</strong> Vials DC – Verified glass surface homogeneity<br />

for a significantly reduced delamination risk:<br />

• Superior inner surface homogeneity<br />

• Chemically tested and verified<br />

• Available now<br />

Pharmaceutical Systems<br />

<strong>SCHOTT</strong> AG<br />

Hattenbergstrasse 10<br />

55122 Mainz<br />

Germany<br />

Phone +49 (0)6131/66-1589<br />

Fax +49 (0)6131/66-1916<br />

pharmaceutical_packaging@schott.com<br />

www.schott.com/pharmaceutical_systems


<strong>SCHOTT</strong> SOLUTIONS 2 /13 EDITORIAL VORWORT<br />

Board of Management of <strong>SCHOTT</strong> AG:<br />

Dr. Frank Heinricht (Chairman, center),<br />

Klaus Rübenthaler (left) and<br />

Dr. Hans-Joachim Konz (right).<br />

Dear readers,<br />

Now as well as in the years to come, our technology group will<br />

continue to rely on its main strength, a broad portfolio of innovative<br />

products. Our unique know-how in the area of materials and<br />

advanced technologies enables us to develop intelligent solutions<br />

for various markets all over the world. And in our technology<br />

magazine “solutions,” we not only inform you as to what our<br />

experts are working on in the field of specialty glass and materials<br />

and how they partner with customers, but also how today they<br />

are already tackling the challenges of the future.<br />

Innovative pharmaceutical vials that allow for drugs to be packaged<br />

more safely are but one example of this. Or what about monolithic<br />

fiber plates that support progress in the area of digital x-ray<br />

technology? High-tech glass-ceramics are ideally suited for use in<br />

extreme applications in astronomy and lithography or as a dielectric<br />

in high-voltage technology. Our portfolio also includes safety<br />

glass laminates, high-performance optical filters that protect<br />

against harmful infrared radiation and innovative cover glasses for<br />

modern touch technologies.<br />

But, <strong>SCHOTT</strong>’s broad range of products and materials opens<br />

up yet another field that spans from the universe all the way to<br />

the nano world. Virtually all of our activities are accompanied by<br />

extensive research and development work and a constant flow of<br />

new ideas. This enables us to continually sharpen our profile as an<br />

expert in the best sense of the word, the leader in many market<br />

segments, an innovator and a source of inspiration to our customers<br />

and partners.<br />

We wish you interesting and inspiring reading.<br />

Liebe Leserinnen und Leser,<br />

ein breites Portfolio mit innovativen Produkten – das ist die Stärke,<br />

auf die der <strong>Technologie</strong>konzern <strong>SCHOTT</strong> auch künftig setzt.<br />

Unser Material-Know-how und anspruchsvolle <strong>Technologie</strong>n ermöglichen<br />

intelligente Lösungen, für unterschiedliche Märkte,<br />

weltweit. Was unsere Experten auf Basis von Spezialgläsern und<br />

-werkstoffen entwickeln, wie sie Anwendern kompetenter Partner<br />

sind und die Herausforderungen von morgen schon heute<br />

anpacken, darüber informieren wir Sie in unserem <strong>Technologie</strong>magazin<br />

„solutions“.<br />

Beispiel hierfür sind neuartige Pharmafläschchen, mit denen<br />

sich Medikamente noch sicherer verpacken lassen. Oder monolithische<br />

Faserplatten, die den Fortschritt in der digitalen Röntgentechnik<br />

unterstützen. Hightech-Glaskeramiken eignen sich für<br />

extreme Anwendungen in der Astronomie und Lithografie oder<br />

als Dielektrikum in der Hochspannungstechnik. Zu unserem Portfolio<br />

zählen ebenso Sicherheitsglaslaminate, leistungsfähige optische<br />

Filter zum Schutz vor schädlicher Infrarotstrahlung sowie<br />

innovative Deckgläser für moderne Touch-<strong>Technologie</strong>n.<br />

Die breite Produkt- und Materialpalette von <strong>SCHOTT</strong> erschließt<br />

ein weites Feld, vom Weltall bis in den Nanokosmos.<br />

Nahezu jede unserer Aktivitäten wird von intensiver Forschungsund<br />

Entwicklungsarbeit und einem konstanten Fluss neuer Ideen<br />

begleitet. Auf diese Weise schärfen wir kontinuierlich unser Profil:<br />

als Spezialist im besten Sinne, führend in vielen Marktsegmenten,<br />

Innovator und Inspirator für Kunden und Partner.<br />

Photo Foto : <strong>SCHOTT</strong>/A. Sell<br />

Wir wünschen Ihnen eine anregende Lektüre.<br />

Dr. Frank Heinricht Klaus Rübenthaler Dr. Hans-Joachim Konz<br />

3


<strong>SCHOTT</strong> SOLUTIONS 2 /13 CONTENTS INHALT<br />

06<br />

06<br />

ACCURATE PREDICTIONS<br />

A new mathematical model for calculating the strength of ZERODUR ®<br />

glass-ceramic components provides better data on performance.<br />

Customers in fields such as aeronautics, astronomy and lithography<br />

stand to benefit.<br />

PRÄZISE VORHERSAGE<br />

Ein neues mathematisches Modell zur Berechnung der Festigkeit<br />

von ZERODUR ® Glaskeramik-Komponenten liefert verbesserte<br />

Kennzahlen. Davon profitieren Kunden aus Raumfahrt, Astronomie<br />

und Lithografie.<br />

Photo Foto : schott<br />

10<br />

Photo Foto : Cooke<br />

Photo Foto : schott/ C. Costard<br />

Photo Foto : esa<br />

Photo Foto : Celsius<br />

19<br />

42<br />

Photo Foto : schott/ A. Stephan<br />

38<br />

Photo Foto : R. Larcombe<br />

40<br />

32<br />

4


CONTENTS INHALT<br />

10<br />

DETECTIVE WORK IN THE NANO WORLD<br />

<strong>SCHOTT</strong> researchers use a scanning electron microscope to observe<br />

and prepare even the smallest possible surface structures.<br />

DETEKTIVARBEIT IN DER NANOWELT<br />

Mit einem Rasterelektronenmikroskop beobachten und präparieren<br />

<strong>SCHOTT</strong> Entwickler kleinste Oberflächenstrukturen.<br />

14<br />

INNOVATIVE TOUCH SOLUTIONS<br />

The special glass Xensation ® Cover ITS allows for touch sensors to be<br />

integrated so that thinner mobile devices can be produced.<br />

INNOVATIVE TOUCH-LÖSUNGEN<br />

Das Spezialglas Xensation ® Cover ITS ermöglicht die Integration von<br />

Touch-Sensoren und damit schlankere Mobilgeräte.<br />

16<br />

MINIMIZING RISKS<br />

<strong>SCHOTT</strong> is the first company to introduce pharmaceutical vials that<br />

minimize the risk of delamination.<br />

MINIMIERTES RISIKO<br />

<strong>SCHOTT</strong> führt erstmals Pharmafläschchen mit einem geprüften,<br />

reduzierten Delaminationsrisiko in den Markt ein.<br />

19<br />

REVOLUTIONIZING COMMUNICATION IN SPACE<br />

Special, hermetic high-power RF packages help transmit data from<br />

the satellite “Proba-V.”<br />

REVOLUTIONÄRE KOMMUNIKATION IM ALL<br />

Spezielle hermetische Hochfrequenz-Gehäuse helfen die Datenübertragung<br />

des Satellits „Proba-V“ zu verbessern.<br />

22<br />

FIRE-FREE<br />

For the first time ever, glass laminates were successfully tested against<br />

simultaneous multiple stresses from fire and bombardment.<br />

FEUER FREI<br />

Erstmals wurden Glaslaminate erfolgreich gegen simultane Mehrfachbelastung<br />

aus Brand und Beschuss getestet.<br />

26<br />

DON’T BE BLINDED<br />

The new VG filter glass effectively protects both people and devices<br />

against harmful infrared radiation.<br />

NICHT BLENDEN LASSEN<br />

Das neue Filterglas VG schützt Menschen und Geräte bestmöglich<br />

vor schädlicher Infrarot-Strahlung.<br />

30<br />

ELECTRIFYING GLASS-CERAMICS<br />

Glass-ceramic holds great promise when used as a dielectric material<br />

for high-voltage capacitors in power electronics.<br />

ELEKTRISIERENDE GLASKERAMIKEN<br />

Der Werkstoff Glaskeramik bietet große Chancen als Dielektrikum<br />

für Hochspannungskondensatoren in Leistungselektroniken.<br />

32<br />

AS STYLISH AS METAL<br />

<strong>SCHOTT</strong> MetalLook combines the advantages of glass with the luxurious<br />

look of stainless steel to produce trendy surfaces for appliances.<br />

STILVOLL WIE METALL<br />

<strong>SCHOTT</strong> MetalLook kombiniert die Materialvorteile von Glas mit<br />

schicker Edelstahl-Anmutung für trendige Geräteoberflächen.<br />

34<br />

SMART FIBER OPTICS<br />

FOR USE IN MODERN RADIOLOGY<br />

Optical fiber plates that offer high transmission and x-ray attenuation<br />

support the trend toward advanced x-ray technologies.<br />

SMARTE FASEROPTIK<br />

FÜR DIE MODERNE RADIOLOGIE<br />

Optische Faserplatten mit hoher Transmission und Röntgendämpfung<br />

unterstützen fortschrittliche Röntgen-<strong>Technologie</strong>n.<br />

38<br />

CLOCKWORK COMMUNICATOR<br />

<strong>SCHOTT</strong> fiber optics uses the model of a mechanical cell phone to<br />

develop an imaging system without a digital screen.<br />

DAS UHRWERK-TELEFON<br />

Das Modell eines mechanischen Handys nutzt <strong>SCHOTT</strong> Faseroptik für<br />

ein Abbildungssystem ohne digitalen Bildschirm.<br />

40<br />

WINE AND FIRE TO ENJOY<br />

ROBAX ® fireplace viewing panels enhance the enjoyment of a dual<br />

chamber fireplace at the Chain of Ponds Winery in Australia.<br />

WEIN UND FEUER GENIESSEN<br />

ROBAX ® Kaminsichtscheiben verschönern den Blick in einen Tunnelkaminofen<br />

im australischen Weingut „Chain of Ponds“.<br />

42<br />

GLASS FOR MAXIMUM CINEMA ENJOYMENT<br />

High-quality camera lenses from Cooke Optics shape the quality of<br />

motion pictures thanks also to optical glass from <strong>SCHOTT</strong>.<br />

GLAS FÜR GROSSES KINO<br />

Hochwertige Kameraobjektive von Cooke Optics prägen die Ästhetik<br />

von Kinofilmen. Mit dabei: optisches Glas von <strong>SCHOTT</strong>.<br />

03 Editorial / 24 Focus Fokus<br />

45 NEWS / 47 Imprint Impressum<br />

5


<strong>SCHOTT</strong> SOLUTIONS 2/13 GLASS-CERAMIC GLASKERAMIK<br />

Photo Foto : <strong>SCHOTT</strong>/ C. Costard<br />

ACCURATE PREDICTIONS<br />

PRÄZISE VORHERSAGE<br />

A new mathematical model for calculating the strength of ZERODUR ® glass-ceramic components developed<br />

by <strong>SCHOTT</strong> optics expert, Dr. Peter Hartmann, provides even better performance data. Customers in such<br />

fields as aeronautics, astronomy and lithography stand to benefit thanks to the higher operational reliability,<br />

dependability and efficiency of these components.<br />

Ein neues mathematisches Modell des <strong>SCHOTT</strong> Optik-Experten Dr. Peter Hartmann zur Berechnung der<br />

Festigkeit von ZERODUR ® Glaskeramik-Komponenten liefert verbesserte Kennzahlen. Kunden aus den<br />

Bereichen Raumfahrt, Astronomie und Lithografie profitieren: durch erhöhte Betriebssicherheit,<br />

Zuverlässigkeit und Effizienz der Bauteile.<br />

CHRISTINE FUHR<br />

A<br />

rocket must travel at a minimum speed of eight kilometers<br />

per second in order to resist the earth’s gravitational pull. Lift<br />

off takes place based on the so-called recoil principle: gases are<br />

produced by burning fuel, which then propel the rocket into the<br />

sky at incredible speeds under high pressure. Thrust, acceleration,<br />

pressure, and vibration exert enormous physical forces on the rockets<br />

U<br />

m ins All zu starten, ohne gleich wieder auf den Boden aufzuschlagen,<br />

muss eine Rakete mit einer Geschwindigkeit<br />

von mindestens acht Kilometern pro Sekunde die Anziehungskraft<br />

unseres Planeten überwinden. Das Abheben funktioniert nach<br />

dem sogenannten Rückstoß-Prinzip: Durch Verbrennung des<br />

Treibstoffs entstehen Gase, die mit großer Geschwindigkeit und<br />

6


Measurement of a lightweight ZERODUR ® mirror . meters in diameter that<br />

weighs only kilograms (left). The triangular-shaped pockets on the backside<br />

allow for up to percent weight reduction. High demands are placed on the<br />

strength of these filigree mirror substrates. After all, they must be able to withstand<br />

the incredibly high physical forces that result when satellites or space<br />

telescopes are launched (above).<br />

Vermessung eines ZERODUR ® Leichtgewichtsspiegels mit , Metern Durchmesser<br />

und nur Kilogramm Gewicht (links). Die dreieckigen Ausfräsungen auf der<br />

Rückseite ermöglichen eine Gewichtsreduktion von bis zu Prozent. An die<br />

Festigkeit der filigranen Spiegelträger werden hohe Anforderungen gestellt, denn<br />

beim Start von Trägerraketen für Satelliten oder Weltraumteleskope (oben) gilt<br />

es, enormen physikalischen Kräften standzuhalten.<br />

and instrument payloads, such as satellites or space telescopes, for<br />

example. An exact understanding of the physical properties of all<br />

the materials employed is of extreme importance for those who<br />

develop the sophisticated devices that orbit the earth, take high<br />

resolution photographs, and perform precise measurements in<br />

outer space. Ideally, they require extremely low failure probability<br />

of the respective components under maximum stress. This reduces<br />

the frustration of the failure of costly high-tech instruments to<br />

withstand extreme environmental stresses.<br />

Glass and glass-ceramic: brittle, yet stable and hard<br />

Strength is a decisive factor when it comes to using brittle glass and<br />

glass-ceramic materials in more sophisticated technical applications.<br />

The glass expert and technology company <strong>SCHOTT</strong> has been<br />

working intensely for many years in the area of research and<br />

development on such topics as strength and bending stress. The goal<br />

is to make glass much stronger (See also solutions 1/<strong>2013</strong>, p. 30).<br />

Due to their strong atomic bonds, glass and glass-ceramic materials<br />

theoretically resist high bending stresses. In reality, however,<br />

these capabilities deteriorate quite considerably after shaping with<br />

diamond grinding tools introduces microcracks in the surface. If<br />

they are deep too, they can lead to breakage and thus cause entire<br />

components to fail. For this reason, it is obviously very important<br />

for developers to understand accurately when this will happen.<br />

Photo Foto : Thinkstock<br />

unter hohem Druck ausströmen und die Rakete nach oben bewegen.<br />

Die physikalischen Kräfte, die durch Schub, Beschleunigung,<br />

Druck und Vibration sowohl auf die Trägerrakete als auch auf<br />

die mitgeführten Instrumente – wie beispielsweise Satelliten oder<br />

Weltraumteleskope – einwirken, sind enorm. Wichtig für die Entwickler<br />

der hochwertigen Geräte, die in der Erdumlaufbahn oder<br />

im All hochauflösende Aufnahmen und präzise Messungen durchführen,<br />

ist die möglichst genaue Kenntnis der physikalischen<br />

Eigenschaften aller eingesetzten Werkstoffe. Gefordert ist idealerweise<br />

eine möglichst geringe Ausfallwahrscheinlichkeit der jeweiligen<br />

Komponenten bei maximaler Belastung – denn nichts ist<br />

ärgerlicher, als wenn die kostspieligen Hightech-Instrumente den<br />

hohen Umgebungsbelastungen nicht standhielten.<br />

Glas und Glaskeramik: spröde, aber stabil und hart<br />

Beim Einsatz von spröden glas- und glaskeramischen Werkstoffen<br />

in anspruchsvollen technischen Anwendungen ist Festigkeit ein<br />

entscheidender Faktor. Mit dem Thema Festigkeit bzw. Biegespannung<br />

setzt sich der Glasspezialist und <strong>Technologie</strong>konzern<br />

<strong>SCHOTT</strong> seit vielen Jahren in Forschung & Entwicklung intensiv<br />

auseinander – das Ziel: Glas noch fester zu machen (s. auch<br />

solutions 1/<strong>2013</strong>, S. 30).<br />

Theoretisch halten Glas und glaskeramische Werkstoffe aufgrund<br />

ihrer starken atomaren Bindungen hohen Biegespannungen<br />

stand. In der Praxis verringern sich diese allerdings nach der formgebenden<br />

Bearbeitung mit Diamant-Schleifwerkzeugen. Diese<br />

führen zu Mikrorissen in der Oberfläche, die mit zunehmender<br />

Tiefe zum Bruch und damit zu komplettem Bauteilversagen führen<br />

können. Für Anwender ist es verständlicherweise wichtig,<br />

möglichst genau zu erfahren, wann dies eintritt. Für die ZERODUR®<br />

Glaskeramik mit extrem niedriger thermischer Ausdehnung können<br />

<strong>SCHOTT</strong> Materialexperten jetzt optimierte Daten zur Festigkeit<br />

liefern.<br />

Bisher wurde zur Vorhersage der Festigkeit von Glaskeramik<br />

standardmäßig die "2-parametrische-Weibull-Verteilung" angewendet.<br />

Bei dieser wird die Bruchspannung (in Megapascal/MPa)<br />

und die Ausfallwahrscheinlichkeit von Proben aus einem Doppelringversuch<br />

dargestellt und extrapoliert. Wie der <strong>SCHOTT</strong> Optik-<br />

Experte Dr. Peter Hartmann in seiner Arbeit „ZERODUR®: Deterministic<br />

Approach for Strength Design“ anhand größerer Stichprobendaten<br />

nachgewiesen hat, ist dieses konventionelle Verfahren<br />

nicht ausreichend, sondern muss durch einen modifizierten (Weibull-)<br />

Ansatz mit drei Parametern ergänzt werden. Dieser neue<br />

Ansatz liefert einen Mindestfestigkeitswert für definierte Oberflächenbedingungen<br />

und ermöglicht die Berechnung der Lebensdauer<br />

bei vorgegebener Spannung unter Berücksichtigung der<br />

Werkstoff-Ermüdung unter Belastung. Weiterer Vorteil: Das Modell<br />

verringert bisherige statistische Unsicherheiten sowie zu konservativ<br />

angesetzte Sicherheitsfaktoren und erlaubt damit in der<br />

Konsequenz deutlich höhere zulässige mechanische Belastungen<br />

von ZERODUR® Komponenten als bisher. Davon profitieren Kunden<br />

aus Astronomie, Raumfahrt und Lithografie, die ZERODUR®<br />

7


<strong>SCHOTT</strong> SOLUTIONS 2/13 GLASS-CERAMIC GLASKERAMIK<br />

The optics expert Dr. Peter Hartmann was awarded the <br />

<strong>SCHOTT</strong> Prize for special achievements in the area of research<br />

and development for his work on the strength of temperature<br />

resistant ZERODUR ® glass-ceramic.<br />

Optik-Experte Dr. Peter Hartmann erhielt für seine Arbeit über<br />

die Festigkeit von temperaturstabiler ZERODUR ® Glaskeramik<br />

den <strong>SCHOTT</strong> Preis für besondere Leistung in Forschung und<br />

Entwicklung .<br />

Photo Foto : <strong>SCHOTT</strong>/A. Sell<br />

ZERODUR® Komponenten übernehmen ebenso Präzisionsaufgaben<br />

in der Elektronik- und Halbleiterindustrie: als Spiegeloptiksubstrat<br />

in Lithografiegeräten zur Herstellung Tausender oder<br />

gar Millionen von Schaltkreisen für die Farbgestaltung bei LCDbei<br />

immer höheren statischen und dynamischen Belastungsprofilen<br />

einsetzen wollen. Und dies jetzt auch können – dank präziser<br />

Vorhersage der Festigkeit.<br />

Mit ZERODUR® Glaskeramik werden u. a. filigrane Leichtgewichtsspiegelträger<br />

für Satelliten oder Weltraumteleskope hergestellt,<br />

bei denen durch dreieckige Ausfräsungen auf der Rückseite<br />

eine Gewichtsreduktion von bis zu 90 Prozent erreicht wird.<br />

THE STRENGTH OF ZERODUR ®<br />

Breakage probability for different surface conditions<br />

FESTIGKEIT VON ZERODUR ®<br />

Bruchwahrscheinlichkeit bei unterschiedlicher Oberflächenbeschaffenheit<br />

Now, the material experts at <strong>SCHOTT</strong> are in a position to offer<br />

better data on strength for the extremely low thermal expansion<br />

material ZERODUR® glass-ceramic. In the past, the “two-parameter<br />

Weibull distribution” method was normally used to predict the<br />

strength of a glass-ceramic. Here, the breaking stress and probability<br />

of sample failure generated in a double ring test are displayed<br />

in megapascal (MPa) and extrapolated. As <strong>SCHOTT</strong> optics expert<br />

Dr. Peter Hartmann was able to prove in his work “ZERODUR®:<br />

Deterministic Approach for Strength Design” that included a considerable<br />

amount of sample data, this conventional approach no<br />

longer suffices, but rather must be enhanced by using a modified<br />

(Weibull) approach that takes three parameters into account. This<br />

new approach provides a minimum strength value for defined surface<br />

conditions and allows the service life to be calculated under<br />

specified stress while taking into consideration material fatigue<br />

under stress. There is another advantage to the approach over the<br />

previous one. This model reduces statistical uncertainties and<br />

overly conservative safety facts, and thus allows substantially higher<br />

mechanical stresses to be applied to ZERODUR® components.<br />

Customers in the fields of astronomy, aeronautics and lithography<br />

who are interested in using ZERODUR® glass-ceramic with<br />

significantly higher static and dynamic stress profiles will now be<br />

able to do so thanks to more accurate predictions of its strength.<br />

ZERODUR® glass-ceramic is used to manufacture filigree lightweight<br />

mirror substrates for satellites and space telescopes. Their<br />

weight can even be reduced by up to 90 percent by carving out<br />

triangular-shaped structures from the backside. ZERODUR® components<br />

also perform high-precision tasks in electronics and the<br />

semiconductor industry. They are used as mirror substrates in li-<br />

Probability of failure in % / Ausfallwahrscheinlichkeit in %<br />

99,9<br />

90,0<br />

50,0<br />

10,0<br />

5,0<br />

1,0<br />

0,5<br />

0,1<br />

5,0 E-2<br />

1,0 E-2<br />

10<br />

D151<br />

D64<br />

100<br />

D25<br />

D64E73<br />

D64E73-2<br />

Breakage stress in MPa / Bruchwahrscheinlichkeit in MPa<br />

The three parameter Weibull curves all drop to zero breakage probability depending<br />

on the surface conditions. The minimum values are now much higher<br />

than the previously used MPa, which means that ZERODUR ® can be used<br />

with higher mechanical loads in the future.<br />

Die dreiparametrischen Weibull-Kurven fallen alle zu einer Bruchwahrscheinlichkeit<br />

von Null, abhängig von der Oberflächenbeschaffenheit. Die Minimalwerte<br />

liegen jetzt wesentlich höher als die bisher verwendeten MPa, was künftig<br />

den Einsatz von ZERODUR ® bei höheren mechanischen Belastungen ermöglicht.<br />

600<br />

Source Quelle : <strong>SCHOTT</strong>/ P. Hartmann<br />

8


thography devices for manufacturing thousands or even millions<br />

of circuits for controlling the colors that LCD monitors display, as<br />

well as in chip manufacturing, where the structural sizes will continue<br />

to become smaller and shrink to just a few nanometers in the<br />

years to come. Essentially, ZERODUR® glass-ceramic components<br />

are found in applications that require the highest precision, reliability<br />

and operational security of the components used in order<br />

to ensure that these complex processes run smoothly. “Thanks to<br />

this optimized calculation model and reliable data on strength, we<br />

have been able to prove that ZERODUR® glass-ceramic is even<br />

stronger and more stable under severe conditions than we had first<br />

assumed. This opens up new prospects for designers in building<br />

their instruments and devices,” explains Dr. Peter Hartmann, who<br />

was awarded the <strong>SCHOTT</strong> R&D Prize for his model.<br />

“This work documents a high degree of scientific and technical<br />

professionalism and demonstrates the outstanding material and<br />

technological expertise <strong>SCHOTT</strong> has,” explained <strong>SCHOTT</strong> Board<br />

Member Dr. Hans-Joachim Konz at the award ceremony. “Furthermore,<br />

this work underscores our goal of offering benefits to our<br />

customers through our profound understanding of materials. This<br />

is thus an example of the successful link between science on the<br />

one hand and technical marketing on the other,” he added. <<br />

peter.hartmann@schott.com<br />

Bildschirmen. Oder in der Chipproduktion, bei der die Strukturgrößen<br />

in den nächsten Jahren auf wenige Nanometer schrumpfen.<br />

Kurz: Anwendungen, bei denen höchste Präzision, Zuverlässigkeit<br />

und Betriebssicherheit der Komponenten von größter Bedeutung<br />

für das reibungslose Funktionieren komplexer Prozesse sind. „Mit<br />

dem optimierten Berechnungsmodell und belastbaren Daten zur<br />

Festigkeit konnte nachgewiesen werden, dass ZERODUR® Glaskeramik<br />

unter verschärften Umständen fester und stabiler ist als<br />

bisher angenommen. Das eröffnet Anwendern neue Perspektiven<br />

bei der Konstruktion ihrer Instrumente und Geräte“, erklärt<br />

Dr. Peter Hartmann, der für sein Modell mit dem <strong>SCHOTT</strong><br />

F&E-Preis ausgezeichnet wurde.<br />

„Die Arbeit dokumentiert einen hohen Grad an wissenschaftlich-technischer<br />

Professionalität und demonstriert die hervorragende<br />

Material- und <strong>Technologie</strong>kompetenz bei <strong>SCHOTT</strong>“,<br />

erklärt Vorstandsmitglied Dr. Hans-Joachim Konz bei der Preisverleihung.<br />

„Zudem unterstreicht die Arbeit unseren Anspruch,<br />

Kundennutzen durch exzellentes Materialverständnis zu schaffen.<br />

Sie ist Beispiel für die gelungene Verknüpfung zwischen Wissenschaft<br />

einerseits und technischem Marketing andererseits.“ <<br />

peter.hartmann@schott.com<br />

EXTREMELY LOW THERMAL EXPANSION<br />

ZERODUR ® glass-ceramic, which consists mainly of the ingredients<br />

lithium oxide, aluminum oxide and silicon oxide (LAS), is melted as<br />

glass and then transformed into a glass-ceramic through the process<br />

of ceramization. Here, the glass is first heated to a temperature that<br />

initiates the cultivation of seed crystals, which are then grown in a<br />

second step. After it has cooled, it leaves behind a material that<br />

consists of nanometer sized crystallites that are embedded in a residual<br />

glass phase. By cleverly selecting the type of crystal and having<br />

precise knowledge of how seeds form and crystals grow, the properties<br />

of these glass-ceramics can be precisely controlled. The negative<br />

thermal expansion of the LAS crystals compensates for the positive<br />

thermal expansion of the residual glass and makes ZERODUR ® from<br />

<strong>SCHOTT</strong> an extremely homogeneous, zero-expansion material. Here,<br />

the “zero” is meant in terms of physical/technical properties, and is<br />

expressed physically in a range of error. For scientists and engineers,<br />

the narrowest tolerance degree available for ZERODUR ® is ± . x<br />

- /K. This equates to a CTE* (Coefficient of Thermal Expansion) that<br />

is times lower than that of conventional glasses and roughly<br />

times lower than metals. If necessary, ZERODUR ®' s expansion<br />

behavior can be adjusted to suit the actual temperature progression<br />

in a customers application. <<br />

*CTE (° C; ° C) describes the median coefficient of linear thermal expansion<br />

(CTE) within the temperature range ° C to ° C.<br />

EXTREM NIEDRIGER AUSDEHNUNGSKOEFFIZIENT<br />

ZERODUR ® Glaskeramik mit den Hauptbestandteilen Lithiumoxid,<br />

Aluminiumoxid und Siliciumoxid wird als Glas geschmolzen und<br />

durch die sogenannte Keramisierung in die Glaskeramik überführt.<br />

Dazu wird das Glas in einem ersten Schritt auf eine Temperatur erwärmt,<br />

in der gezielt Kristallkeime gezüchtet und in einem zweiten<br />

Schritt zum Wachsen gebracht werden. Nach Abkühlung ist ein Material<br />

aus nanometergroßen Kristalliten entstanden, die in einer Restglasphase<br />

eingebettet sind. Durch geschickte Wahl des Kristalltyps<br />

und die genaue Kenntnis von Keimbildung und Kristallwachstum ist<br />

es möglich, die Eigenschaften der Glaskeramiken gezielt einzustellen.<br />

Die negative thermische Ausdehnung der LAS-Kristalle kompensiert<br />

die positive thermische Ausdehnung des Restglases und macht<br />

ZERODUR ® von <strong>SCHOTT</strong> zu einem äußerst homogenen Nullausdehnungsmaterial<br />

– die Null ist hier physikalisch-technisch gemeint und<br />

daher als solche nicht mathematisch exakt, sondern physikalisch mit<br />

einer Fehlerbandbreite angegeben. Für Experten: Der engste verfügbare<br />

Toleranzgrad für ZERODUR ® mit ± , x - /K entspricht einem<br />

-mal niedrigeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten CTE*<br />

(Coefficient of Thermal Expansion) bei konventionellen Gläsern und<br />

einem etwa -mal geringeren bei Metallen. Bei Bedarf kann man<br />

das Ausdehnungsverhalten von ZERODUR ® auf den konkreten Temperaturverlauf<br />

der Kundenanwendung einstellen. <<br />

*CTE (° C; ° C) beschreibt den mittleren thermischen Längenausdehnungskoeffizienten<br />

(CTE) im Temperaturbereich ° C bis ° C.<br />

9


<strong>SCHOTT</strong> SOLUTIONS 2/13 RESEARCH & DEVELOPMENT FORSCHUNG & ENTWICKLUNG<br />

DETECTIVE WORK<br />

IN THE NANO WORLD<br />

DETEKTIVARBEIT IN DER NANO-WELT<br />

A high-performance scanning electron microscope enables <strong>SCHOTT</strong> to work even harder on exploring and<br />

developing micro- and nano-structured materials and products. Even the surfaces of various types of material<br />

combinations can be prepared down to the nano level.<br />

Ein leistungsstarkes Rasterelektronenmikroskop ermöglicht es <strong>SCHOTT</strong>, die Erforschung und Entwicklung von<br />

mikro- und nanostrukturierten Werkstoffen und Produkten voranzutreiben. Selbst Oberflächen von verschiedenartigen<br />

Materialkombinationen lassen sich bis auf Nanoebene präparieren.<br />

THILO HORVATITSCH<br />

T<br />

he image on the screen shows the fissured surface of a plastic<br />

foil with integrated glass particles in micrometer resolution<br />

through the electronic beam optics of the “Neon 40” scanning<br />

electron microscope from Zeiss. The material combination shown<br />

here helps our company to manufacture a special separator foil for<br />

the energy storage systems of the future. The scanning electron<br />

microscope itself is also highly sophisticated. It not only allows for<br />

high resolution imaging of samples as small as 1.1 nanometers with<br />

the scanning electron microscope (SEM), but the focused ion beam<br />

D<br />

as Bild auf dem Monitor zeigt die zerklüftete Oberfläche<br />

einer Kunststofffolie mit eingearbeiteten Glaspartikeln,<br />

betrachtet in Mikrometer-Auflösung durch die Elektronenstrahloptik<br />

des Rasterelektronenmikroskops „Neon 40“ von Zeiss. Die<br />

abgebildete Materialkombination dient der Herstellung einer speziellen<br />

Separatorfolie für Energiespeichersysteme von morgen.<br />

Fortschrittlich ist auch das Elektronenmikroskop selbst. Es erlaubt<br />

nicht nur den hochauflösenden, bis auf 1,1 Nanometer genauen<br />

Blick auf Proben mittels SEM (Scanning Electron Microscope).<br />

10


The scanning electron microscope Neon 40 helps <strong>SCHOTT</strong><br />

researchers to find answers to difficult questions on developmental<br />

and damage analysis more quickly. The photos to the<br />

right show how a sample is placed inside the system.<br />

Mit dem Rasterelektronenmikroskop Neon 40 können <strong>SCHOTT</strong><br />

Forscher komplexe Fragen der Entwicklungs- oder Schadensanalytik<br />

nun schneller beantworten. Die Bilder rechts zeigen<br />

das Einbauen einer Probe.<br />

Photos Fotos : schott/ C. Costard<br />

(FIB) optics that are aligned diagonally to the electron beam also<br />

allow for preparation of the smallest surface structures by scraping<br />

off small amounts of material. Cuts through or exposure of material<br />

surfaces are possible down to the nano level with the FIB.<br />

In fact, they can be examined and prepared at the same time with<br />

the SEM and the FIB.<br />

A mixed type – such as brittle, porous glass embedded in a<br />

ductile (plastically preformed) polymer matrix – could never be<br />

processed using traditional techniques such as grinding, polishing,<br />

breaking or cutting, without destroying or altering the material<br />

structure. For use in innovative rechargeable batteries, the goal is<br />

to manufacture the separator material to be as thin as possible.<br />

After all, the thinner the foil, the higher the energy density of the<br />

battery. At the same time, however, its mechanical, chemical and<br />

temperature stability needs to be maintained. Here, the Neon 40<br />

helps us learn more about surface structures in order to ultimately<br />

be able to improve them, by determining the right degree of<br />

porosity of a material, for example. “Our research and development<br />

is in need of clear images and information on materials and<br />

structures that we can work with. Otherwise, we won’t be able to<br />

Die diagonal zum Elektronenstrahl ausgerichtete Ionenstrahloptik<br />

FIB (Focused Ion Beam) ermöglicht auch die Präparation<br />

kleinster Oberflächenstrukturen durch Abtragen winzigster Materialmengen.<br />

Schnitte durch oder Freilegen von Werkstoffoberflächen,<br />

das gelingt mit FIB bis auf Nano-Ebene. Dabei lässt sich<br />

mit SEM und FIB gleichzeitig beobachten und präparieren.<br />

Selbst kombinierte Materialien wie das erwähnte Beispiel bereiten<br />

keine Probleme: Sprödes, poröses Glas, eingebettet in eine<br />

duktile (plastisch verformbare) Polymermatrix – ein solcher Mix<br />

wäre mit klassischen Verfahren wie Schleifen, Polieren, Brechen<br />

oder Schneiden nicht zu bearbeiten, ohne das Materialgefüge zu<br />

zerstören oder zu verändern. Dieses Separatormaterial für innovative<br />

wiederaufladbare Batterien soll möglichst dünn hergestellt<br />

werden. Denn je dünner diese Folie, desto höher die Energiedichte<br />

des Akkus. Zugleich darf aber ihre mechanische, chemische und<br />

Temperatur-Stabilität nicht leiden. Hier trägt das Neon 40 dazu<br />

bei, Oberflächenstrukturen genau kennenzulernen, um diese letztlich<br />

optimieren zu können – zum Beispiel mit der Bestimmung<br />

einer passenden Porositätsgröße des Materials. „Unsere Forschung<br />

und Entwicklung braucht klare Bilder und Aussagen über die<br />

11


<strong>SCHOTT</strong> SOLUTIONS 2/13 RESEARCH & DEVELOPMENT FORSCHUNG & ENTWICKLUNG<br />

Ion optics FIB<br />

Ionenstrahloptik FIB<br />

Gallium ion beam<br />

Gallium-Ionenstrahl<br />

Gas injection system<br />

Gasinjektionssystem<br />

µm<br />

Electron<br />

optics SEM<br />

Elektronenstrahloptik<br />

SEM<br />

Electron beam<br />

Elektronenstrahl<br />

Organic<br />

precursor<br />

Organischer<br />

Prekursor<br />

Source Quelle : <strong>SCHOTT</strong>/ wissen + konzepte<br />

Sample<br />

Probe<br />

Protective layer<br />

Schutzschicht<br />

HIGH-PRECISION MICROSCOPE AND TOOL<br />

The electron beam optics and ion beam optics in the CrossBeam workstation<br />

Neon with an SEM (Scanning Electron Microscope) and an FIB (Focused Ion<br />

Beam) allow for simultaneous observation and preparation of micro- and nanostructured<br />

samples. In this photograph, a protective coating is vapor deposited<br />

with the help of a gas injection system to allow for a defined amount of material<br />

to be removed inside the zone to be prepared (see micro photo to the right).<br />

HOCHPRÄZISES MIKROSKOP UND WERKZEUG<br />

In der CrossBeam Workstation Neon mit SEM (Scanning Electron Microscope)<br />

und FIB (Focused Ion Beam) erlauben Elektronenstrahloptik und Ionenstrahloptik<br />

die gleichzeitige Beobachtung und Präparation von mikro- oder nanostrukturierten<br />

Proben. Hier wird mit Hilfe eines Gasinjektionssystems eine Schutzschicht<br />

abgeschieden, um einen definierten Materialabtrag in der zu präparierenden Zone<br />

zu ermöglichen (siehe Mikrofoto oben).<br />

make progress,” emphasizes Dr. Markus Kuhr, Senior Manager for<br />

Technical Service Analytics at <strong>SCHOTT</strong>. Today, this progress<br />

extends deep into the depths of the nano cosmos and requires<br />

extremely high-power analytical tools because opening up unique<br />

product worlds that are modeled to the highest extent possible is<br />

driven by ever shorter development times and innovation cycles.<br />

“These issues are becoming increasingly complex. We need extremely<br />

advanced equipment in order to be able to come up with answers<br />

more quickly and support our divisions more effectively,” explains<br />

Dr. Stephan Corvers, <strong>SCHOTT</strong> Technical Service Analytics.<br />

Conventional preparation methods that previously needed significantly<br />

more time or could not be done at all can now be executed<br />

and more quickly accomplished with the FIB in the Neon 40.<br />

Areas like development and damage analytics will benefit from<br />

this. For example, phosphate glasses that are connected to electroconductive<br />

glass-to-metal feedthroughs showed signs of deterioration<br />

after being stored in a refrigerator, despite the fact that a protective<br />

coating against humidity had been applied. Only FIB<br />

preparation of a cross section through the corroded surface caused<br />

nano scale defects in the layer. Humidity chewed its way through<br />

it and caused the glass to dissolve. “These types of insights enable<br />

us to improve the structure, adhesion and chemical stability of the<br />

Materialien und Strukturen, mit denen wir arbeiten. Sonst gibt es<br />

keinen Fortschritt“, betont Dr. Markus Kuhr, Senior Manager<br />

Technical Service Analytics bei <strong>SCHOTT</strong>. Dieser Fortschritt dringt<br />

heute bis in die Tiefen des Nanokosmos vor – und benötigt dafür<br />

höchst leistungsfähige analytische Werkzeuge. Denn die Erschließung<br />

neuartiger, bis ins Kleinste modellierter Produktwelten wird<br />

getrieben von immer kürzeren Entwicklungszeiten und Innovationszyklen.<br />

„Die Fragestellungen werden immer komplexer. Um<br />

Antworten noch schneller geben und unsere Geschäftsbereiche<br />

noch besser begleiten zu können, benötigen wir hochmodernes<br />

Equipment“, erläutert Dr. Stephan Corvers, <strong>SCHOTT</strong> Technical<br />

Service Analytics.<br />

Wofür übliche Präparationsmethoden viel Zeit brauchen oder<br />

nicht anwendbar sind, gelingt mit dem FIB des Neon 40 oft in<br />

kurzer Zeit oder wird überhaupt erst möglich. Davon profitieren<br />

Entwicklungs- wie auch Schadensanalytik. Ein Beispiel: Phosphatgläser,<br />

die mit Metallen etwa zu stromführenden Glas-Metall-<br />

Durchführungen verbunden werden, wiesen nach Lagerung im<br />

Klimaschrank Auflösungsmerkmale auf – trotz einer aufgebrachten<br />

Schutzschicht gegen Feuchtigkeit. Erst die FIB-Präparation<br />

eines Querschnitts durch die korrodierte Oberfläche brachte<br />

nanoskalige Defekte in der Schicht zum Vorschein. Durch diese<br />

12


layer and ultimately the entire glass-to-metal compound. In<br />

addition, we are able to detect defects more accurately and more<br />

quickly for internal and external customers. We are able to answer<br />

questions such as, ,What caused the system to fail?, Now, we have<br />

just the right magnifying glass we need to do this type of detective<br />

work,” Dr. Kuhr notes.<br />

In fact, this high-performance tool even sees things that<br />

<strong>SCHOTT</strong> could never see before. For example, the multicomponent<br />

nano structure of the cermet layer can now be displayed. This<br />

absorber layer absorbs the radiation from the sun in the receivers<br />

used in solar power plants. It contains extremely small metal particles<br />

that increase efficiency, but would be too small to be used for<br />

display purposes with the devices previously available. “Now, we<br />

are able to optimize these particles and thus further increase the<br />

efficiency of the receiver,” Dr. Corvers explains. This instrument<br />

also provides more reliable results than other techniques because<br />

sometimes the sample has to be destroyed to allow for target<br />

preparation of extremely small defects. Small porous particles only<br />

10 micrometers in size that initially only occur as colored points<br />

and lie under the surface of a glass or glass-ceramic are only one<br />

example. This type of defect is extremely difficult to detect.<br />

Grinding or polishing is usually either too risky or impossible.<br />

FIB characterization, however, increases the probability of deriving<br />

useful analytical results. “And the possibilities an electron microscope<br />

offers are far from being exhausted,” Dr. Kuhr notes. <<br />

markus.kuhr@schott.com<br />

stephan.corvers@schott.com<br />

drang Feuchtigkeit, was dann zur Zersetzung des Glases führte.<br />

„Solche Aufschlüsse erlauben es uns zum einen, Aufbau, Haftung<br />

oder chemische Beständigkeit der Schicht zu optimieren und letztlich<br />

den gesamten Glas-Metall-Verbund zu verbessern. Zum anderen<br />

können wir für interne und externe Kunden nun viel<br />

besser und schneller Defekte aufspüren und Fragen beantworten<br />

wie: Warum versagt ein System? Wir haben jetzt die richtige Lupe<br />

für diese Detektivarbeit“, beschreibt Dr. Kuhr.<br />

Dabei sieht das leistungsstarke Werkzeug Dinge, die vorher<br />

für <strong>SCHOTT</strong> nicht sichtbar waren. Mit seiner Hilfe gelang es erstmals,<br />

die mehrkomponentige Nanostruktur der sogenannten<br />

Cermet-Schicht abzubilden. Diese Absorber-Schicht nimmt in<br />

Receivern von Solarkraftwerken die Strahlung der Sonne auf. Sie<br />

enthält winzigste Metallpartikel, die den Wirkungsgrad erhöhen,<br />

aber für eine Darstellung mit bisherigen Mitteln zu klein waren.<br />

„Nun können wir die Partikel optimieren und somit die Effizienz<br />

des Receivers weiter steigern“, so Dr. Corvers. Das Instrument liefert<br />

außerdem zuverlässiger Resultate als andere Verfahren. Denn<br />

zur Zielpräparation winzigster Defekte gilt es manchmal die Probe<br />

zu zerstören. Ein Beispiel hierfür sind 10 Mikrometer kleine poröse<br />

Partikel, die zunächst nur als verfärbte Punkte in Erscheinung<br />

traten und unter der Oberfläche von Glas oder Glaskeramik lagen.<br />

Ein solcher Defekt ist sehr schwierig freizulegen; Schleifen oder<br />

Polieren ist hier meist zu riskant oder unmöglich. Eine FIB-<br />

Charakterisierung dagegen bietet eine hohe Sicherheit, ein verwertbares<br />

Analyse-Ergebnis zu bekommen. „Und damit sind die<br />

Möglichkeiten des Elektronenmikroskops noch längst nicht ausgeschöpft“,<br />

verrät Dr. Kuhr. <<br />

markus.kuhr@schott.com<br />

stephan.corvers@schott.com<br />

Photo Foto : <strong>SCHOTT</strong>/ C. Costard<br />

The ion beam optics FIB (Focused Ion Beam) of the Neon can often<br />

do very quickly what conventional preparation methods either can't do<br />

at all or take much longer to do.<br />

Wofür übliche Präparationsmethoden viel Zeit brauchen oder nicht anwendbar<br />

sind, gelingt mit der Ionenstrahloptik FIB (Focused Ion Beam)<br />

des Neon oft in kurzer Zeit oder wird überhaupt erst möglich.<br />

13


<strong>SCHOTT</strong> SOLUTIONS 2/13 TOUCH PANELS TOUCHPANELS<br />

Photo Foto : Thinkstock<br />

Xensation ® Cover ITS is available in large<br />

sheet sizes of up to Gen. .<br />

Xensation ® Cover ITS ist als große Glasscheibe<br />

bis Format Gen. verfügbar.<br />

Photo Foto : <strong>SCHOTT</strong>/ R. Weitnauer<br />

INNOVATIVE TOUCH SOLUTIONS<br />

INNOVATIVE TOUCH-LÖSUNGEN<br />

Xensation ® Cover ITS glass sheets allow for touch sensors and cover glass to<br />

be integrated into large sheets.<br />

Xensation ® Cover ITS Scheiben ermöglichen die Integration von Touch-Sensor<br />

und Deckglas auf großen Scheiben.<br />

DR. HAIKE FRANK<br />

D<br />

riven by the growing popularity of tablets and emerging<br />

applications for notebooks, the electronics and computer<br />

markets are increasingly relying on integrated touch technologies.<br />

In this case, touch sensors can be installed on the underside of<br />

the cover glass to avoid having to use an additional glass sheet as<br />

a carrier plate for the sensors, and consequently be able to manufacture<br />

thinner and lighter displays.<br />

This market has been booming since <strong>2013</strong>. <strong>Technologie</strong>s like<br />

OGS (One Glass Solution) in particular are gaining ground.<br />

A<br />

ngetrieben durch die rasante Verbreitung von Tablet-PCs<br />

und neu entstehende Anwendungen bei Notebooks, wendet<br />

sich der Elektronik- und Computermarkt zunehmend integrierten<br />

Touch-<strong>Technologie</strong>n zu. Dabei wird der Touch-Sensor auf der<br />

Unterseite des Deckglases angebracht, um eine Glassubstratscheibe<br />

als Trägerplatte für die Sensoren einzusparen und folglich dünnere<br />

und leichtere Displays herzustellen.<br />

Seit <strong>2013</strong> boomt dieser Markt. Vor allem <strong>Technologie</strong>n wie<br />

OGS (One Glass Solution) haben deutlich an Wachstum zugelegt.<br />

14


According to KDB Daewoo Securities, the use of OGS in touch<br />

notebooks has more than quadrupled since last year alone from<br />

12 to 65 percent and continues to rise. Growth was also observed<br />

with smartphones and tablets, but to a lesser extent.<br />

We get an even clearer picture if we look at what is happening<br />

in Northeast Asia, where most of the touch panel manufacturers<br />

are based. According to DIGITIMES, Taiwanese manufacturers<br />

expect to see significant growth with lower cost OGS solutions for<br />

the entry level notebook market, and Chinese and Korean manufacturers<br />

are also looking to get a piece of the action. “Particularly<br />

with laptops, we have been seeing a clear trend toward less expensive<br />

OGS solutions,” says Lutz Grübel, responsible for global sales<br />

and marketing activities on behalf of the Xensation® brand family.<br />

For the first time ever, at the Touch Panel & Optical Film<br />

Exhibition held in Taiwan in August, <strong>SCHOTT</strong> presented<br />

Xensation® Cover ITS (Integrated Touch Solution), its new<br />

product for touch panels that addresses the booming market<br />

for touch-sensitive displays with integrated touch technologies.<br />

Xensation® Cover ITS is a chemically strengthened specialpurpose<br />

glass that allows for integrated touch solutions by applying<br />

indium thin oxide (ITO) sensors to large sheets of glass up to<br />

size Gen. 6 (1500 mm x 1800 mm). This results in a robust solution<br />

for even thinner, less expensive mobile devices on the basis of aluminosilicate<br />

glass. Innovative devices with new designs that are<br />

both durable and reliable can now be manufactured more economically<br />

thanks to a more efficient process chain. <<br />

alexandra.geithe@schott.com<br />

By using Xensation ® Cover ITS, manufacturers of mobile devices can now avoid<br />

having to use a glass sheet that contains the sensor in these devices. This means<br />

that even thinner, lighter smartphones, tablets and notebooks can be developed.<br />

Laut KDB Daewoo Securities hat sich der Einsatz von OGS bei<br />

Touch-Notebooks vom letzten auf dieses Jahr um mehr als verfünffacht,<br />

von 12 auf 65 Prozent, Tendenz steigend, auch bei Smartphones<br />

und Tablets, wenn auch in geringerem Umfang.<br />

Blickt man nach Nordostasien, wo die Touch-Panel-Hersteller<br />

hauptsächlich angesiedelt sind, ergibt sich ein klares Bild: Laut<br />

DIGITIMES erwarten taiwanesische Hersteller ein großes Wachstum<br />

bei kostengünstigeren OGS-Lösungen für den Einstiegsmarkt<br />

bei Notebooks, was auch zunehmend chinesische und koreanische<br />

Hersteller auf den Plan ruft. „Gerade bei Notebooks sehen wir in<br />

letzter Zeit einen deutlichen Trend hin zu günstigeren OGS-Lösungen“,<br />

bestätigt auch Lutz Grübel, Leiter der globalen Vertriebsund<br />

Marketingaktivitäten der Xensation® Markenfamilie, diese<br />

Entwicklung.<br />

Im August stellte <strong>SCHOTT</strong> auf der Touch Panel & Optical<br />

Film Messe in Taiwan mit Xensation® Cover ITS (Integrated<br />

Touch Solution) erstmals sein neues Produkt für Touch-Panels vor,<br />

das den boomenden Markt für diese berührungsempfindlichen<br />

Displays mit integrierten Touch-<strong>Technologie</strong>n adressiert.<br />

Xensation® Cover ITS ist ein chemisch vorgespanntes Spezialglas,<br />

das integrierte Touch-Lösungen durch das Aufbringen von Indium-<br />

Zinnoxid-Sensoren, sogenannten ITo (indium thin oxide) sensors,<br />

auf großen Glasscheiben bis Format Gen. 6 (1.500 mm x 1.800 mm)<br />

ermöglicht. Auf Basis eines Aluminosilicatglases entsteht somit<br />

eine robuste Lösung für noch schlankere und kostengünstigere<br />

Mobilgeräte. Innovative Geräte mit neuen Designs, die zugleich<br />

sehr haltbar und zuverlässig sind, können nun bei erhöhter Wirtschaftlichkeit<br />

der Prozesskette produziert werden. <<br />

alexandra.geithe@schott.com<br />

Durch den Einsatz von Xensation ® Cover ITS spart der Hersteller von mobilen<br />

Geräten eine Glasscheibe ein, auf der der Sensor bisher aufgebracht war.<br />

Dies ermöglicht die Entwicklung noch dünnerer, leichterer Smartphones,<br />

Tablets und Notebooks.<br />

Xensation ® Cover<br />

Xensation ® Cover ITS<br />

Glass substrate<br />

for touchscreen<br />

Touch sensor<br />

Glass substrate<br />

for display<br />

Source Quelle : <strong>SCHOTT</strong><br />

15


<strong>SCHOTT</strong> SOLUTIONS 2/13 PHARMACEUTICAL PACKAGING PHARMAVERPACKUNGEN<br />

MINIMIZING RISKS<br />

MINIMIERTES RISIKO<br />

<strong>SCHOTT</strong> is the first manufacturer to offer pharmaceutical vials that lower the risk<br />

of delamination so that it remains within threshold values. This was made possible<br />

by an optimized manufacturing technique and a patented Quicktest.<br />

Als erster Hersteller bietet <strong>SCHOTT</strong> Pharmafläschchen mit einem minimierten<br />

Delaminationsrisiko an, welches sich über einen Grenzwert<br />

bestimmen lässt. Grundlage dafür sind ein optimiertes<br />

Fertigungsverfahren und ein patentierter<br />

Schnelltest.<br />

Photos Fotos : schott<br />

<strong>SCHOTT</strong> ® Vials DC (DC = delamination controlled) offer a future-oriented<br />

packaging solution for pharmaceutical companies interested in reducing the<br />

risk of delamination by providing an improved packaging product.<br />

<strong>SCHOTT</strong> ® Vials DC (DC = delamination controlled) bieten eine zukunftsweisende<br />

Verpackungsalternative für Pharmazeuten, die das Delaminationsrisiko durch<br />

die Wahl eines verbesserten Packmittels reduzieren wollen.<br />

ALEXANDER LOPEZ<br />

T<br />

he problem of delamination, which is the peeling of inorganic<br />

flakes from the inner glass surface of a pharmaceutical<br />

vial as a result of interaction with its contents, remains a top priority<br />

issue for the pharmaceutical industry. This phenomenon has<br />

already caused numerous recalls that can each cost several million<br />

dollars. The US drug authority is thus explicitly requiring that<br />

pharmaceutical companies manage their risks more closely. But<br />

there is good news: <strong>SCHOTT</strong>® Vials DC (DC = delamination controlled)<br />

offer pharmaceutical companies a new way to lower the<br />

risk of delamination by providing an improved packaging product.<br />

E<br />

s ist nach wie vor eines der Top-Themen der Pharmaindustrie:<br />

das Problem der Delamination. Gemeint ist das Ablösen anorganischer<br />

Flitter von der inneren Glasoberfläche eines Pharmafläschchens,<br />

hervorgerufen durch die Wechselwirkung mit seinem<br />

Inhalt. Dies sorgt jedes Jahr für zahlreiche Rückrufaktionen,<br />

deren Kosten im Einzelfall viele Millionen Euro betragen können.<br />

Als Folge verlangt auch die US-Arzneimittelbehörde ausdrücklich<br />

ein strengeres Risikomanagement von Pharmaunternehmen.<br />

Für diese gibt es jetzt eine gute Nachricht: <strong>SCHOTT</strong>® Vials DC<br />

(DC = delamination controlled) bieten eine interessante Option<br />

16


These vials are a future-oriented solution not only for new products<br />

that have yet to undergo stability tests, but also for those that are<br />

already well established in the marketplace.<br />

A more homogeneous surface<br />

thanks to an improved production process<br />

Dr. Bernhard Hladik, Head of Product Management, says that the<br />

mechanism behind delamination has been researched quite thoroughly<br />

and is well understood. “When the bottom of the vial is<br />

formed, volatile components, such as boron and sodium evaporate.<br />

They then go on to form inhomogeneous spots on the glass surface<br />

near the bottom of the vial that show a higher tendency to delaminate.<br />

With our new <strong>SCHOTT</strong>® Vials DC, we have improved<br />

the production process even further to ensure that the glass surface<br />

is more homogeneous and thus less susceptible to delamination.”<br />

To confirm this effect, <strong>SCHOTT</strong> conducted storage studies with<br />

systems that showed a high tendency toward delamination while<br />

using standard Type I vials. The results showed that <strong>SCHOTT</strong>®<br />

Vials DC remained stable even after eight weeks of storage involving<br />

a 15 percent potassium chloride solution and a 10 percent<br />

sodium thiosulfate solution at a temperature of 60° C, while<br />

conventionally manufactured vials showed clear initial signs of<br />

delamination.<br />

How the <strong>SCHOTT</strong> Delamination Quicktest works<br />

<strong>SCHOTT</strong> is also the first manufacturer capable of determining the<br />

risk of delamination based on threshold values, and then monitoring<br />

these values over the course of manufacturing. To achieve this,<br />

the company developed a patented Quicktest. “In the past, the<br />

vials had to be examined very carefully with a stereomicroscope<br />

für Pharmazeuten, die das Delaminationsrisiko durch die Wahl<br />

eines verbesserten Packmittels reduzieren wollen. Sowohl für die<br />

zur Markteinführung neuer Produkte notwendigen Stabilitätstests<br />

als auch für bereits im Markt etablierte Produkte stellen sie eine<br />

zukunftsweisende Verpackungsalternative dar.<br />

Homogenere Oberfläche<br />

durch besseren Produktionsprozess<br />

Der Mechanismus der Delamination sei heute weitestgehend erforscht<br />

und verstanden, sagt Dr. Bernhard Hladik, Leiter Produktmanagement.<br />

„Wenn der Boden des Fläschchens geformt wird,<br />

verdampfen flüchtige Komponenten wie Bor und Natrium. Diese<br />

bilden im weiteren Produktionsprozess inhomogene Stellen an<br />

der bodennahen Glasoberfläche, die dann prinzipiell anfällig<br />

für Delamination sind. Bei den neuen <strong>SCHOTT</strong>® Vials DC haben<br />

wir den Produktionsprozess so weiterentwickelt, dass die Glasoberfläche<br />

homogener und dadurch weniger stark anfällig ist zu<br />

delaminieren.“ Um diese Wirkung zu bestätigen, hat <strong>SCHOTT</strong><br />

Lagerstudien mit Systemen durchgeführt, die unter Verwendung<br />

normaler Typ-1-Fläschchen eine hohe Delaminationsneigung aufweisen.<br />

Ergebnis: Auch nach achtwöchiger Lagerung bei 60 Grad<br />

Celsius mit 15-prozentiger Kaliumchloridlösung oder 10-prozentiger<br />

Natriumthiosulfatlösung blieben <strong>SCHOTT</strong>® Vials DC stabil,<br />

während Referenzfläschchen klare Anzeichen einer beginnenden<br />

Delamination zeigten.<br />

So funktioniert der <strong>SCHOTT</strong> Delamination Quicktest<br />

Als erster Hersteller ist <strong>SCHOTT</strong> zudem in der Lage, das Delaminationsrisiko<br />

anhand von Grenzwerten zu bestimmen und<br />

diese Werte in der laufenden Produktion zu überwachen. Zu diesem<br />

When delamination occurs, inorganic flakes become dislodged from the<br />

inside surface of the glass with a pharmaceutical vial (see also micro photo<br />

to the right).<br />

Bei Delamination lösen sich anorganische Flitter von der inneren Glasoberfläche<br />

eines Pharmafläschchens (siehe auch Mikrobild rechts).<br />

17


<strong>SCHOTT</strong> SOLUTIONS 2/13 PHARMACEUTICAL PACKAGING PHARMAVERPACKUNGEN<br />

during testing in order to be able to comment on delamination. For<br />

this reason, it was impossible to control the production process in<br />

a timely manner,” Hladik adds. “In the <strong>SCHOTT</strong> Delamination<br />

Quicktest, a certain number of vials are removed from every batch.<br />

The random samples are then subjected to stress for four hours<br />

inside an autoclave to identify the delamination critical zone.<br />

In a second step, the vials are filled with high purity water (WFI –<br />

Water for Injection) and sodium is extracted inside an autoclave.<br />

The volume of sodium extracted correlates with the probability<br />

that the vials will experience delamination at a later point in time.”<br />

By monitoring these values and adhering to certain threshold<br />

values, <strong>SCHOTT</strong> is now able to control the risk of delamination<br />

for the first time ever. <strong>SCHOTT</strong>® Vials DC will be available in the<br />

ISO formats 2R to 10R (2 to 10 milliliters) starting at the beginning<br />

of 2014. <<br />

christina.rettig@schott.com<br />

Zweck hat das Unternehmen einen Schnelltest entwickelt<br />

und patentieren lassen. „Bisher musste man im Verlauf des Tests<br />

die Fläschchen aufwendig mit einem Stereomikroskop untersuchen,<br />

um eine Aussage treffen zu können. Auf diese Weise war es<br />

nicht möglich, den Produktionsprozess zeitnah zu steuern“, so<br />

Hladik. Die Funktionsweise des <strong>SCHOTT</strong> Delamination Quicktests<br />

beschreibt er so: „Aus jeder Charge wird eine bestimmte<br />

Anzahl Fläschchen entnommen. Die Stichproben werden im<br />

Autoklav vier Stunden lang in einer Wasserdampfumgebung<br />

unter Stress gesetzt und so die delaminationskritische Zone<br />

herausgearbeitet. In einem zweiten Schritt werden die Fläschchen<br />

dann mit hochreinem Wasser (WFI – Water for Injection)<br />

gefüllt und, ebenfalls im Autoklav, Natrium extrahiert. Der<br />

extrahierte Natriumgehalt korreliert mit der Wahrscheinlichkeit,<br />

dass das Fläschchen später delaminiert.“ Indem <strong>SCHOTT</strong> diese<br />

Werte überwacht und bestimmte Grenzen einhält, ist es erstmals<br />

möglich, das Delaminationsrisiko zu kontrollieren. <strong>SCHOTT</strong>®<br />

Vials DC sind im ISO-Format 2R bis 10R (2 bis 10 Milliliter) ab<br />

Anfang 2014 verfügbar. <<br />

christina.rettig@schott.com<br />

Photo Foto : <strong>SCHOTT</strong>/ T. Hauser<br />

<strong>SCHOTT</strong> developed a Quicktest for use in vial manufacturing to determine the<br />

risk of delamination with the help of threshold values. First, random samples<br />

are subjected to stress in the form of steam inside an autoclave to identify the<br />

zone in which the risk of delamination is the highest. Then, the vials are filled<br />

with high purity water and sodium is extracted inside an autoclave (see photo).<br />

The sodium extracted correlates with the probability that the vials will experience<br />

delamination at a later point in time.<br />

Um das Delaminationsrisiko anhand von Grenzwerten zu bestimmen, entwickelte<br />

<strong>SCHOTT</strong> einen Schnelltest für die Vial-Produktion. Zunächst werden<br />

Stichproben im Autoklav (siehe Foto) mit Wasserdampf unter Stress gesetzt<br />

und so die delaminationskritische Zone herausgearbeitet. Anschließend wird<br />

hochreines Wasser eingefüllt und im Autoklav Natrium extrahiert. Der extrahierte<br />

Natriumgehalt korreliert mit der Wahrscheinlichkeit, dass Fläschchen<br />

später delaminieren.<br />

18


<strong>SCHOTT</strong> SOLUTIONS 2/13 ELECTRONIC COMPONENTS ELEKTRONISCHE KOMPONENTEN<br />

Smaller than one cubic meter, Proba-V is one of ESA’s minisatellites<br />

tasked with a big mission: to completely map Earth’s<br />

land cover and vegetation growth every two days.<br />

ESA’s Mini-Satellit ist kleiner als ein Kubikmeter und auf großer<br />

Mission: Seine Aufgabe ist es, alle zwei Tage die Bodenbedeckung<br />

und Vegetation der Erde komplett zu kartographieren.<br />

Photo Foto : ESA<br />

Revolutionizing<br />

Communication in Space<br />

Revolutionäre Kommunikation im All<br />

Satellite “Proba-V” debuts new semiconductor amplification technology based on a hermetic,<br />

high-power RF package.<br />

Im Satellit „Proba-V“ wird eine neue Halbleiter-Verstärkertechnologie auf Basis hermetischer<br />

Hochfrequenz-Gehäuse getestet.<br />

DR. HAIKE FRANK<br />

P<br />

roba-V, which went into orbit in May <strong>2013</strong>, is the newest<br />

member to a family of smaller missions by the European<br />

Space Agency (ESA). While this mini-satellite’s main task is to<br />

monitor Earth’s global vegetation, hence the letter V in its name,<br />

it also carries a number of technology demonstration payloads,<br />

giving promising European technologies flight experience and an<br />

early chance to be tested in space. One such example of a guest<br />

payload is high-power gallium nitride technology.<br />

The satellite is equipped with a gallium nitride amplifier within<br />

its communication system for transmitting to Earth photos<br />

taken at a height of roughly 800 km in X band at 8 GHz. “Gallium<br />

nitride has the potential to revolutionize communication in space;<br />

P<br />

roba-V, der im Mai <strong>2013</strong> ins All startete, ist das neuste Projekt<br />

kleinerer Missionen der Europäischen Weltraumorganisation<br />

ESA. Hauptaufgabe des Mini-Satelliten ist es, die Vegetation<br />

der Erde – daher die Bezeichnung „V“ für „Vegetation“ – vom All<br />

aus zu beobachten. Zusätzlich ist technische Nutzlast an Bord<br />

inklusive vielversprechender europäischer <strong>Technologie</strong>n, die jetzt<br />

zu einem sehr frühen Zeitpunkt unter Schwerelosigkeit getestet<br />

werden können. Eine davon ist die hochleistungsfähige Galliumnitrid-<strong>Technologie</strong>.<br />

Das Satelliten-Kommunikationssystem ist mit einem Galliumnitrid<br />

(GaN)-Verstärker ausgestattet, der Fotos aus einer Höhe<br />

von 800 Kilometern im x-Frequenzband bei 8 Gigahertz übermittelt.<br />

19


<strong>SCHOTT</strong> SOLUTIONS 2/13 ELECTRONIC COMPONENTS ELEKTRONISCHE KOMPONENTEN<br />

it is an extremely promising material,” explains ESA’s Andrew<br />

Barnes, heading this technology project. “We expect signal strength<br />

and data transmission to improve five- to ten-fold, and are eagerly<br />

awaiting the results of this first practical test in space.”<br />

ESA commissioned a consortium of European companies and<br />

research institutions to develop a space-quality gallium nitride supply<br />

chain, called the GaN Reliablity Enhancement and <strong>Technology</strong><br />

„Galliumnitrid ist ein extrem vielversprechendes Material. Es hat<br />

das Potenzial, die Kommunikation im Weltraum zu revolutionieren“,<br />

erklärt Andrew Barnes, Leiter des ESA-Projektes. „Wir erwarten<br />

eine fünf- bis zehnfache Verbesserung bei den Signalstärken<br />

und der Datenübertragung. Gespannt warten wir jetzt auf die<br />

Ergebnisse der ersten Praxistests im All.“ Mit der Initiative GREAT2<br />

(GaN Reliability Enhancement and <strong>Technology</strong> Transfer Initiative)<br />

Photo Foto : ESA<br />

Photo Foto : TESAT-SPACECOM<br />

Source Quelle : ESA<br />

Transfer Initiative (GREAT2). “GaN could in the future enable<br />

more efficient solar panels and satellite power converters, but to<br />

begin with the GREAT2 consortium has focused on communications<br />

systems,” says Barnes. Proba-V’s GaN Monolithic Microwave<br />

Integrated Circuit (MMIC) amplifier is an initial prototype, developed<br />

by the Fraunhofer Institute for Applied Solid State Physics<br />

in Freiburg, Germany. The MMIC amplifier chip delivers its performance<br />

on a surface area only a few square millimeters in size<br />

and therefore requires innovative hermetically-sealed packaging<br />

concepts developed by <strong>SCHOTT</strong> Electronic Packaging and Tesat-<br />

Spacecom in a joint project. “We had two major challenges: keeping<br />

insertion loss and reflection of the high frequency waves at a<br />

minimum and achieving high thermal conductivity by creating an<br />

optimal heat sink in the housing,” recalls Dr. Thomas Zetterer,<br />

Development Engineer at <strong>SCHOTT</strong> Electronic Packaging.<br />

Thanks to the innovative design of the hermetically sealed<br />

HTCC multilayer ceramics as high-frequency feedthroughs, the<br />

high-frequency waves are able to pass through the wall of the housing<br />

with very low attenuation. In addition, the reflection losses of<br />

the high-frequency waves along the housing wall are also minimized.<br />

“Simulations of electromagnetic waves have enabled us to<br />

determine the best possible geometries and designs for this special<br />

type of feedthrough in close coordination with manufacturing<br />

technology,” adds Zetterer. The second important property of the<br />

package is the high thermal conductivity of its base that allows for<br />

hat die ESA ein Konsortium europäischer Firmen und Forschungsinstitute<br />

ins Leben gerufen, das damit beauftragt ist, eine Wertschöpfungskette<br />

für weltraumtaugliches Galliumnitrid zu schaffen.<br />

„GaN könnte in Zukunft effizientere Solarmodule und Spannungswandler<br />

für Satelliten ermöglichen. Doch zuerst stehen für das<br />

GREAT2 Konsortium die Kommunikationssysteme im Mittelpunkt“,<br />

so Andrew Barnes.<br />

Der vom Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik<br />

IAF in Freiburg entwickelte MMIC-Verstärker (Monolithic<br />

Microwave Integrated Circuit) ist ein erster Prototyp. Der Verstärker-Chip<br />

entfaltet seine Leistung auf einer Fläche von wenigen<br />

Quadratmillimetern und benötigt dazu ein innovatives Gehäusekonzept,<br />

das <strong>SCHOTT</strong> Electronic Packaging und Tesat-Spacecom<br />

in einem Gemeinschaftsprojekt realisierten. „Wir standen vor zwei<br />

Herausforderungen: die Einfügedämpfung sowie die Reflexionsverluste<br />

der Hochfrequenzwellen so gering wie möglich zu halten<br />

und eine Wärmeleitfähigkeit zu erreichen, indem im Gehäuse eine<br />

optimale Wärmesenke geschaffen wird“, erläutert Dr. Thomas<br />

Zetterer, Entwicklungsingenieur bei <strong>SCHOTT</strong> Electronic Packaging.<br />

Dank des innovativen Designs des hermetisch dichten HTCC<br />

(High Temperature Cofired Ceramics)-Multilagenkeramiken-<br />

Gehäuses als Hochfrequenz-Durchführung können Hochfrequenzwellen<br />

mit geringer Dämpfung die Gehäusewand durchdringen.<br />

Ferner sind die Reflexionsverluste an der Gehäusewand minimiert.<br />

„Dank Simulationen von elektromagnetischen Wellen konnten wir<br />

20


the dissipation of the heat generated inside the MMIC amplifier.<br />

To achieve this, the development teams at <strong>SCHOTT</strong> and Tesat-Spacecom<br />

came up with just the right material composition and geometry<br />

for a heat sink for this particular application, keeping in mind the<br />

requirements for the highest reliability of the system in space.<br />

Materials and material compounds that allow for even higher<br />

thermal connectivity still need to be developed in the near future<br />

optimale Geometrien und Designs für diese Spezialdurchführung<br />

in enger Abstimmung mit der Fertigungstechnologie festlegen“,<br />

so Dr. Zetterer.<br />

Die zweite wichtige Eigenschaft des Gehäuses ist die hohe<br />

Wärmeleitfähigkeit des Gehäusebodens zur Ableitung der im<br />

Inneren des MMIC-Verstärkers entstehenden Wärme. Um dies zu<br />

erreichen, haben die Entwicklerteams von <strong>SCHOTT</strong> und Tesat-<br />

Spacecom eine für diese Anwendung optimale Materialkomposition<br />

und Geometrie für die Wärmesenke gefunden.<br />

Für Anwendungen mit höherer Mikrowellenleistung müssen<br />

in naher Zukunft Werkstoffe oder Materialverbindungen mit noch<br />

höherer Wärmeleitfähigkeit entwickelt und qualifiziert werden.<br />

Eberhard Möss, Gruppenleiter bei Tesat-Spacecom: „Die Zusammenarbeit<br />

mit <strong>SCHOTT</strong> ermöglicht es uns, die für künftige Galliumnitrid-Verstärker<br />

dringend benötigten hoch wärmeleitfähigen<br />

Gehäuse zu erhalten.“ <<br />

thomas.zetterer@schott.com<br />

<strong>SCHOTT</strong> and Tesat-Spacecom have developed a completely new type of hermetic<br />

packaging (picture left) for the gallium nitride power amplifier in the ESA satellite<br />

Proba-V (in the middle). The mapping (right) includes the daily tracking of<br />

weather activity, monitoring crop failures, documenting inland water resources<br />

and watching over the continuous spread of deserts and deforestation.<br />

and tested for use in applications with even higher microwave<br />

power. “Working together with <strong>SCHOTT</strong> enables us to obtain the<br />

innovative high thermal conductivity packages that are urgently<br />

needed for future gallium nitride amplifiers,” explains Eberhard<br />

Möss, Group Leader at Tesat-Spacecom. <<br />

thomas.zetterer@schott.com<br />

<strong>SCHOTT</strong> und Tesat-Spacecom haben ein neues hermetisches Gehäuse (Bild links)<br />

für den Galliumnitrid-Powerverstärker des ESA-Satelliten Proba-V (Mitte) entwickelt.<br />

Die Karthographierung (rechts) beinhaltet auch die tägliche Überwachung<br />

des Wetters, die Kontrolle von Missernten, die Dokumentation von Binnengewässern<br />

und die Beobachtung der sich kontinuierlich ausbreitenden Wüsten<br />

und der Entwaldung.<br />

WHAT IS GALLIUM NITRIDE?<br />

Gallium nitride is a semiconductor widely employed as an energyefficient<br />

LED. The same physical properties that make for a brilliant<br />

light source also make it usable as a microwave semiconductor. It<br />

enables flawless operation due to its ability to withstand much higher<br />

voltages and temperatures than existing materials. At the same<br />

time, the resulting compact integrated circuits are smaller and lighter.<br />

They have the potential to replace electron tubes currently used<br />

for amplification. A big plus is their reduced demand of active cooling<br />

systems as well as their capability to function in a wide range of<br />

frequencies suitable for communication, radar and imaging applications<br />

at – GHz. Gallium nitride semiconductors are also inherently<br />

radiation resistant, which makes them attractive for decadelong<br />

use in space. <<br />

WAS IST GALLIUMNITRID?<br />

Galliumnitrid (GaN) ist ein Halbleiter, der als energieeffiziente LED eingesetzt<br />

wird. Die gleichen physikalischen Eigenschaften, die für eine<br />

brillante Lichtquelle sorgen, machen ihn auch als Mikrowellen-Halbleiter<br />

nutzbar, der für seinen einwandfreien Betrieb sehr viel höhere<br />

Spannung und Temperaturen beansprucht als bisherige Materialien.<br />

Die resultierenden kompakten integrierten Schaltkreise sind kleiner<br />

und leichter. Sie haben das Potenzial Elektronenröhren, die derzeit<br />

als Verstärker verwendet werden, zu ersetzen. Ein Vorteil ist, dass<br />

keine aktive Kühlung erforderlich ist; zudem können GaN-Halbleiter<br />

in einer großen Frequenzbandbreite von bis Gigahertz für Kommunikations-,<br />

Radar- und Bildübertragungsanwendungen verwendet<br />

werden. Außerdem sind sie nicht anfällig gegenüber Röntgenstrahlung,<br />

was eine jahrzehntelange Nutzung im Weltall ermöglicht. <<br />

21


<strong>SCHOTT</strong> SOLUTIONS 2/13 GLASS LAMINATES GLASLAMINATE<br />

Fire-free<br />

Feuer frei<br />

The pane of PYRANOVA ® secure glass was first subjected to a fire test for<br />

minutes and then attacked with a mm Luger army pistol. The extremely<br />

hot glass laminate from <strong>SCHOTT</strong> resisted three shots fired from a mm<br />

caliber gun at a speed of m/s.<br />

Beschuss einer Minuten lang im Brandversuch getesteten Scheibe<br />

PYRANOVA ® secure mit einer Armeepistole mm Luger. Der stark erhitzte<br />

Glasverbund von <strong>SCHOTT</strong> widersteht drei Schüssen im Kaliber mm<br />

mit einer Geschwindigkeit von m/s.<br />

Glass laminates from <strong>SCHOTT</strong> are the world’s first specialty glasses that have been successfully<br />

tested against simultaneous multiple attacks from fire and gunshot.<br />

<strong>SCHOTT</strong> Glaslaminate sind weltweit die ersten Spezialgläser, die erfolgreich gegen simultane<br />

Mehrfachbelastung aus Brand und Beschuss getestet wurden.<br />

DR. HAIKE FRANK<br />

Various security glasses used previously provided protection<br />

against different types of attacks, but they were only able to<br />

protect against one particular type of attack at a time for a given<br />

emergency. PYRANOVA® secure laminates from <strong>SCHOTT</strong> are<br />

unique in that they successfully stand up to different forms of successive<br />

attacks; i. e. a glass laminate damaged by gunshots still offers<br />

reliable protection from a fire. In the same manner, a glass pane will<br />

still stand up to gunshots after being exposed to a fire.<br />

“This is a world first,” explains Helmut Kugelmann, Sales<br />

Manager for <strong>SCHOTT</strong> Technical Glass Solutions in Jena. “To meet<br />

these unique demands, we have developed new, special, multifunc-<br />

B<br />

isherige Sicherheitsgläser bieten Schutz gegen verschiedenste<br />

Angriffsformen, aber im eintretenden Notfall immer nur<br />

gegen eine. Das Besondere an den neuen PYRANOVA® secure und<br />

NOVOLAY® secure Laminaten von <strong>SCHOTT</strong> ist, dass sie erfolgreich<br />

sowohl hintereinander erfolgenden als auch gleichzeitig ablaufenden<br />

Attacken standhalten: Eine durch Beschuss geschädigte<br />

Glasverbundscheibe bietet weiterhin erfolgreich Brandschutz.<br />

Genauso schützt eine Scheibe nach Brand ebenso wirksam<br />

gegen Beschuss.<br />

„Dies ist weltweit ein Novum“, erklärt Helmut Kugelmann,<br />

Vertriebsleiter von <strong>SCHOTT</strong> Technical Glass Solutions in Jena.<br />

22


tional laminated constructions that are made up of both highly<br />

tempered and extremely effective fire protection glass types.<br />

This type of complex structure is necessary in order to ensure that<br />

our new products are able to resist multiple simultaneous attacks,”<br />

he adds.<br />

Testers from two independent institutes, the Beschussamt<br />

Ulm (Ballistic Test Facility in Ulm) and the Institute for Building<br />

Materials, Solid Construction and Fire Protection at the Technical<br />

University of Braunschweig, approved the tests. In this case, these<br />

extremely strong safety glasses were subjected to consecutive fire<br />

and ballistic tests.<br />

The test certificate confirms that the glasses met the two test<br />

standards DIN EN 1363 (Fire Protection) and DIN EN 1063 (Bullet<br />

Resistance). Due to the fact that the European legislature only<br />

requires that protective glasses meet EN safety standards individually,<br />

<strong>SCHOTT</strong> became the world’s first company to voluntarily<br />

subject its safety laminates to a combination of tests.<br />

“With our safety glass, we now offer the chance to effectively<br />

protect buildings from multiple assaults, for example bullet strikes<br />

followed by a Molotov cocktail attack. We are therefore quite confident<br />

that our glass products will be of great interest when it comes<br />

to developing security strategies for government buildings, embassies<br />

and consulates,” Helmut Kugelmann explains. The development<br />

of the new safety glass range has received support from<br />

the Thuringian State Government and the European Regional<br />

Development Fund (EFRE) as part of the research project “Second<br />

Generation Multifunctional Safety Glazing” (2011 FE 0156) since<br />

October 2011. <<br />

alexandra.geithe@schott.com<br />

„Wir haben für diese besonderen Anforderungen neue Spezialaufbauten<br />

entwickelt, die aus hoch vorgespannten Gläsern und hoch<br />

wirksamen Brandschutzgläsern zu kompakten Multifunktionslaminaten<br />

zusammengesetzt sind. Ein solch komplexer Aufbau ist<br />

notwendig, damit diese neuen Produkte die Mehrfachattacken<br />

parallel abwehren können.“ Prüfer von zwei unabhängigen Instituten<br />

– dem Beschussamt Ulm und dem Institut für Baustoffe, Massivbau<br />

und Brandschutz (iBMB) der TU Braunschweig – haben<br />

entsprechende Tests abgenommen. Dabei wurden die leistungsfähigen<br />

Sicherheitsgläser unmittelbar nacheinander einem Brandversuch<br />

und einem Beschusstest unterzogen.<br />

Das ausgestellte Prüfzertifikat bestätigt, dass die Gläser sowohl<br />

die Prüfstandards DIN EN 1063 (Brandschutz) als auch DIN EN 1363<br />

(Durchschusshemmung) erfüllen. Eine solche Prüfung der gleichzeitigen<br />

Mehrfachbelastung von Sicherheitslaminaten hat <strong>SCHOTT</strong><br />

als weltweit erstes Unternehmen freiwillig ausführen lassen, denn<br />

der europäische Gesetzgeber sieht lediglich vor, dass Schutzgläser<br />

verschiedene DIN EN Normen einzeln erfüllen müssen.<br />

„Mit unseren zertifizierten Sicherheitsgläsern bieten wir die<br />

Möglichkeit, Gebäude gegen mehrfache bzw. kombinierte Angriffe,<br />

zum Beispiel Beschuss nach einer Attacke durch einen Molotow-Cocktail,<br />

wirksam zu schützen. Wir gehen davon aus, dass<br />

unsere Gläser für Sicherheitskonzepte von Regierungsgebäuden,<br />

Botschaften oder Konsulaten von Interesse sind“, erläutert Helmut<br />

Kugelmann. Die Entwicklung der neuen Sicherheitsgläser wird<br />

von der thüringischen Landesregierung und den Fonds für regionale<br />

Entwicklung (EFRE)der Europäischen Union im Rahmen des<br />

Forschungsprojekts „Multifunktionale Sicherheitsverglasungen<br />

der 2. Generation“ (2011 FE 0156) seit Oktober 2011 gefördert. <<br />

alexandra.geithe@schott.com<br />

A fire test is performed for minutes on a NOVOLAY ® secure glass laminate<br />

that had already been shattered by shots from a gun in accordance with the<br />

DIN EN standard.<br />

Brandversuch an bereits beschossenen und angesprengten NOVOLAY ® secure<br />

Glasverbunden. Die Scheiben von <strong>SCHOTT</strong> hielten im Brandversuch nach<br />

DIN EN mehr als Minuten lang dem Feuer stand.<br />

Testers from the independent institutes, Beschussamt Ulm (Ballistic Test Facility<br />

in Ulm) and the Institute for Building Materials, Solid Construction and Fire<br />

Protection at the Technical University of Braunschweig, oversaw and approved<br />

the test series.<br />

Prüfer unabhängiger Institute, des Beschussamts Ulm und des iBMB der<br />

TU Braunschweig, haben die Testreihe beobachtet und abgenommen.<br />

Photos Fotos : <strong>SCHOTT</strong>/ J. Theile<br />

23


<strong>SCHOTT</strong> SOLUTIONS 2/13 FOCUS FOKUS<br />

A MIXTURE OF KNOW-HOW<br />

AND HIGH-QUALITY INGREDIENTS<br />

That’s the secret behind floated specialty glass types from <strong>SCHOTT</strong>.<br />

The company relies not only on its vast expertise in the area of hightemperature<br />

melting and forming, but also on its unique microfloat<br />

technology to manufacture high-performance, silicate-based flat<br />

glasses at its site in Jena. <strong>SCHOTT</strong> celebrated an important birthday<br />

in November; the company put its first microfloat facility into operation<br />

back in November and floated the world’s first borosilicate<br />

glass. Today, this product is known all over the world under<br />

the name BOROFLOAT ® , which stands for versatility and reliable<br />

quality. This microfloat facility also produces the extremely strong<br />

Xensation ® Cover aluminosilicate glass for use in electronic devices<br />

that feature touch technology. <<br />

GEMISCH AUS KNOW-HOW<br />

UND HOCHWERTIGEN ROHSTOFFEN<br />

Das ist das Geheimnis der gefloateten Spezialgläser von <strong>SCHOTT</strong>. Mit<br />

Hilfe des Fachwissens auf dem Gebiet der Hochtemperaturschmelze<br />

und des Formgebungsprozesses sowie der einzigartigen Microfloat-<br />

<strong>Technologie</strong> stellt <strong>SCHOTT</strong> in Jena leistungsfähige Flachgläser auf<br />

Silicatbasis her. Das Unternehmen feierte im November einen runden<br />

Geburtstag: Es hatte im Jahr die weltweit erste Microfloat-<br />

Anlage in Betrieb genommen und als erste Firma erfolgreich Borosilicatglas<br />

gefloatet. Heute ist das Produkt unter dem Namen<br />

BOROFLOAT ® im Markt bekannt und steht für Vielseitigkeit und zuverlässige<br />

Qualität. Auf der Microfloat-Anlage wird auch das ultraharte<br />

Aluminosilicatglas Xensation ® Cover für elektronische Geräte<br />

mit Touch-<strong>Technologie</strong> hergestellt. <<br />

24


25<br />

Photo Foto : <strong>SCHOTT</strong>/J. Meyer


<strong>SCHOTT</strong> SOLUTIONS 2/13 FILTER GLASSES FILTERGLÄSER<br />

DON’T BE BLINDED<br />

NICHT BLENDEN LASSEN<br />

The new VG20 filter glass from <strong>SCHOTT</strong> effectively protects both<br />

people and devices against harmful infrared radiation.<br />

Das neue Filterglas VG20 von <strong>SCHOTT</strong> schützt Menschen und Geräte<br />

bestmöglich vor schädlicher Infrarot-Strahlung.<br />

BERNHARD GERL<br />

T<br />

he small, bluish-green glass pane that Dr. Ralf Biertümpfel,<br />

Application Manager for Filter Glass at <strong>SCHOTT</strong> Advanced<br />

Optics, holds in his hand immediately reminds us of the worldfamous<br />

blue Chagall glass windows of St. Stephan’s Church in<br />

Mainz, Germany, which is located not far from <strong>SCHOTT</strong>’s headquarters.<br />

However, despite being of similar beauty, this new VG20<br />

Filter Glass is actually an advanced technology – no other filter<br />

glass protects as well as this latest product from <strong>SCHOTT</strong>. Supplied<br />

as a polished filter, as well as with an interference coating that’s<br />

D<br />

ie kleine grünbläuliche Glasscheibe, die Dr.-Ing. Ralf Biertümpfel,<br />

Application Manager Filter Glass bei <strong>SCHOTT</strong><br />

Advanced Optics, in der Hand hat, erinnert unwillkürlich an die<br />

weltberühmten blauen Chagall-Glasfenster der Kirche St. Stephan<br />

in Mainz nicht weit vom Firmensitz von <strong>SCHOTT</strong> entfernt. Doch<br />

das neue Filterglas VG20 des Unternehmens ist Hightech, denn<br />

kein anderes schützt so gut vor schädlicher Infrarotstrahlung. Es<br />

absorbiert bereits ab 565 Nanometer, einem Gelbgrün, 50 Prozent<br />

der Strahlung. Bei einer Infrarot-Wellenlänge von 850 Nanometer<br />

26


Infrared lasers are being used more and more often in medicine<br />

and industry. As a result, the demand for special filter glass,<br />

which is essential to preventing eye injuries, continues to grow.<br />

At only 1 mm thick, the bandpass filter VG20 from <strong>SCHOTT</strong> offers<br />

strong absorption in the near infrared region (NIR).<br />

Infrarot-Laser werden zunehmend in der Medizin und der<br />

Industrie eingesetzt. Um die Augen vor Verletzungen zu schützen,<br />

braucht man spezielles Filterglas. Der nur 1 mm dünne<br />

VG20 Bandpassfilter von <strong>SCHOTT</strong> bietet starke Absorption im<br />

nahen Infrarot (NIR).<br />

optimized to suit a given application, VG20 begins absorbing<br />

50 percent of the radiation, a yellowish green, at 565 nm. At an<br />

infrared wavelength of 850 nm, it blocks radiation a thousand<br />

times better than conventional glass.<br />

Intensive radiation in this frequency range can be extremely<br />

harmful to the human eye. This is especially true if it’s emitted by<br />

GaAlAs, InGaAs or Nd:YAG lasers like those used in industrial<br />

manufacturing or medical applications. In both of these cases, it’s<br />

not only important to protect the users, but also to ensure that<br />

their safety eyewear impairs them as little as possible. VG20 is<br />

ideally suited for these applications, as its strong filter effect permits<br />

the protective glass layers to be one-third thinner than conventional<br />

filter glasses. This allows safety eyewear to be more comfortable<br />

and easier for users to wear.<br />

In addition to safety, it’s also critical that users still see things<br />

in their natural colors. This is of particular importance in the area<br />

Photo Foto : schott/ C. Costard<br />

blockt es sogar tausendmal besser als herkömmliche Gläser. Intensive<br />

Strahlung in diesem Frequenzbereich kann sehr gefährlich für<br />

das menschliche Auge sein, etwa wenn sie aus GaAlAs-, InGaAsoder<br />

Nd:YAG-Lasern kommt, wie sie in der Industrie oder Medizin<br />

eingesetzt werden. In beiden Fällen ist es wichtig, dass der Anwender<br />

geschützt, aber durch die Brille möglichst wenig behindert<br />

wird. Aufgrund der hervorragenden Filterwirkung des VG20 kann<br />

das Glas um ein Drittel dünner sein als bei herkömmlichen Filtergläsern.<br />

So wird eine Schutzbrille leichter und komfortabler zu<br />

tragen. Wichtiger aber ist, dass der Anwender weiter farbecht sehen<br />

kann, was vor allem in der Medizin eine Rolle spielt. Natürlich<br />

dunkelt das bläuliche Glas alle Farben des Spektrums ein wenig ab,<br />

verfälscht sie aber nicht. Beim Blick durch die Brille erkennt man<br />

alle Farben und eine weiße Fläche auch wirklich als weiß.<br />

Klimabeständig unter rauen Bedingungen<br />

Die hervorragende Filterwirkung wird durch in der Glasmatrix<br />

gelöste Kupferionen gewährleistet. „Eigentlich ist Glas eine<br />

Flüssigkeit, deshalb können dort Salze ähnlich wie Kochsalz in<br />

Wasser gelöst werden“, erklärt Dr. Biertümpfel. Kupfer findet man<br />

natürlich auch in einfachen blaugefärbten Fenstergläsern. Aber<br />

es ist ganz und gar nicht einfach, Glas vollkommen gleichmäßig<br />

einzufärben. Gibt man nämlich Farbstoffe in die Glasschmelze,<br />

bilden sich sehr schnell Schlieren. Diese beeinträchtigen die optische<br />

Qualität. Vermeiden konnte man das bisher nur, indem man<br />

weitere Stoffe zugibt, die aber wiederum die Eigenschaften negativ<br />

beeinflussen und teilweise ökologisch bedenklich sind. Es gelang<br />

<strong>SCHOTT</strong> aber nach einer komplexen Weiterentwicklung der Produktionstechnologie<br />

das Glas trotz hoher Farbstoffkonzentrationen<br />

extrem homogen und schlierenfrei zu machen.<br />

Es ist, eben auch weil störende, reaktionsfreudige Zusätze fehlen,<br />

sehr klimabeständig. Selbst nach Hunderten von Stunden in<br />

einer Umgebung von 85 Grad Celsius und 85 Prozent Luftfeuchtigkeit<br />

bleibt es transparent und korrodiert nicht. Damit ist es<br />

auch für Umgebungsbedingungen geeignet, die härter sind als die<br />

in einem Operationssaal, etwa im rauen Außeneinsatz im Zusammenspiel<br />

mit Restlichtverstärkern. Diese Geräte werden immer<br />

häufiger von Jägern, Polizisten, Rettungskräften oder Hubschrauberpiloten<br />

verwendet. Der im Infraroten besonders empfindliche<br />

Restlichtverstärker hilft dem Träger, sich auch ohne Tageslicht zu<br />

orientieren bzw. Wild oder Personen zu suchen.<br />

Doch die beleuchteten Anzeigen seiner Geräte, selbst das Licht<br />

einer Uhr, eines Handys oder einer Taschenlampe, können schnell<br />

zum Problem werden, weil deren intensive Infrarotstrahlung ebenso<br />

proportional verstärkt wird wie die einer entfernten Person. Der<br />

Restlichtverstärker macht daraus einen grellen blendenden Fleck.<br />

Werden aber die Uhr des Jägers oder die Anzeigen des Hubschraubers<br />

mit dem Filterglas VG20 abgedeckt, können diese weiter problemlos<br />

abgelesen werden.<br />

Einen effektiven Infrarotfilter wie den VG20 benötigen auch<br />

die CCD-/CMOS-Sensoren, die Fotos in Digitalkameras und<br />

Handys aufzeichnen, denn sie reagieren empfindlicher als das<br />

27


<strong>SCHOTT</strong> SOLUTIONS 2/13 FILTER GLASSES FILTERGLÄSER<br />

of medicine. While the bluish glass of VG20 darkens the colors of<br />

the spectrum somewhat, it doesn't falsify them – one can recognize<br />

all of the colors, and even see that a white area is in fact white, when<br />

looking through the glass.<br />

Climate resistant under harsh conditions<br />

The outstanding filter effect of VG20 is a result of the free copper<br />

ions in the glass matrix. “Glass is really a liquid, therefore salts<br />

can dissolve in it much like cooking salt dissolves in water,”<br />

Dr. Biertümpfel explains. Yet, while copper can also be found in<br />

simple blue-tinted window glass, it is still extremely difficult to dye<br />

glass very evenly. If dyes are added to the glass melt, striae that interfere<br />

with the optical quality can form very quickly. In the past,<br />

this could only be avoided by adding other ingredients that also<br />

have a negative impact on the properties and are sometimes ecologically<br />

questionable. Nevertheless, by further improving its production<br />

technology, <strong>SCHOTT</strong> has managed to make its glass<br />

extremely homogeneous and free from striae, despite the high<br />

pigment concentrations.<br />

Since <strong>SCHOTT</strong> avoids problematic additives that encourage<br />

reactions, VG20 is also extremely climate resistant. It remains<br />

transparent and doesn’t corrode, even after hundreds of hours in<br />

an 85 °C environment with 85 percent humidity. For this reason,<br />

VG20 can also be used in applications where the environmental<br />

conditions are more severe than those encountered in an operating<br />

room. This can include outdoor settings, where, for example, it is<br />

paired with image intensifier tubes in night vision equipment.<br />

These types of devices are becoming increasingly common among<br />

menschliche Auge auf rote und infrarote Strahlung, so dass heiße<br />

Gegenstände in einer falschen Farbe dargestellt würden. Weil das<br />

VG20 rote Strahlung ein wenig und infrarote vollständig blockt,<br />

wird die spektrale Empfindlichkeit des Sensors der des Auges angepasst.<br />

Ein positiver Nebeneffekt ist dabei, dass aufgrund der<br />

starken Filterwirkung des VG20 die schützenden Glasschichten<br />

dünn und die optischen Systeme damit immer kompakter gebaut<br />

werden können. Was dem Wunsch der Elektronikindustrie nach<br />

immer stärkerer Miniaturisierung entgegenkommt. Das neue Glas<br />

von <strong>SCHOTT</strong> ist nicht nur als polierter Filter, sondern ebenfalls<br />

mit einer für die jeweilige Applikation optimierten Interferenzbeschichtung<br />

erhältlich. <<br />

thea.marcoux@schott.com<br />

Illuminated displays can be quite annoying if residual light intensifiers are<br />

used without filters because their intensive infrared radiation is also intensified,<br />

increasing proportionately like that of people or animals standing at<br />

a distance. If the displays in an aircraft cockpit (photograph) are covered<br />

with VG20 filter glass, however, they can be read very easily.<br />

Bei der Verwendung von Restlichtverstärkern können beleuchtete Anzeigen<br />

stören, weil deren intensive Infrarotstrahlung ebenso verstärkt wird<br />

wie die von entfernten Personen oder Tieren. Werden die Anzeigen z. B.<br />

eines Flugzeugcockpits (Bild) mit einem Filterglas VG20 abgedeckt,<br />

können diese hingegen problemlos abgelesen werden.<br />

internal transmittance<br />

Interne Transmission<br />

Source Quelle : schott<br />

1<br />

0.0001<br />

1E-0<br />

VG20 NIR CUT OFF FILTER<br />

VG20 NIR SPERRFILTER<br />

00 00 800 1000<br />

visible / sichtbar<br />

wavelength [nm]<br />

Wellenlänge [nm]<br />

VG20 at<br />

thickness = 1 mm<br />

cut off wavelength<br />

λ 05 = nm<br />

VG20 bei einer<br />

Dicke von 1 mm<br />

Kantenwellenlänge<br />

λ 05 = nm<br />

IR<br />

PROTECTION IN THE NEAR INFRARED (NIR)<br />

This graph shows the pure transmission of VG20 optical filter glass as<br />

infrared light is absorbed. The visible portions of the spectrum are<br />

allowed to pass through the filter and ensure that colors are displayed<br />

naturally while the share of near infrared light is absorbed. VG20 optical<br />

filter glass protects against red and near infrared (NIR) light at<br />

wavelengths above 650 nm, the range typically used in lasers and<br />

intensive light sources (ILS). <<br />

SCHUTZ IM NAHEN INFRAROT (NIR)<br />

Die Grafik zeigt die Reintransmission des optischen Filterglases VG20<br />

als Funktion der Wellenlänge. Die sichtbaren Anteile des Spektrums<br />

können den Filter passieren und ermöglichen farbechtes Sehen, während<br />

der Anteil im nahen Infrarot absorbiert wird. Das Filterglas<br />

VG20 schützt vor roter und naher Infrarot-(NIR)-Strahlung in einem<br />

Wellenbereich ab 650 nm, wie sie in Lasern oder intensiven Lichtquellen<br />

(ILS) eingesetzt wird. <<br />

28


Photo Foto : iStockphoto<br />

hunters, police officers, rescue teams and helicopter pilots, aiding<br />

them in their activities. Image intensifier tubes, which<br />

are particularly sensitive within the infrared range, help the user<br />

find his way in the dark or search for either individuals or<br />

wild game. But the illuminated displays of other devices can<br />

become a problem.<br />

Even the light from something as small as a watch, smartphone<br />

or flashlight can emit intense infrared radiation, increasing just as<br />

proportionately as that of a person standing farther away. The<br />

image intensifier tube turns this into a blinding bright spot.<br />

However, if VG20 filter glass is used over a hunter’s watch display<br />

or a helicopter’s gauges, it provides the necessary protection while<br />

ensuring the devices can still be easily read.<br />

CCD / CMOS sensors that record images in digital cameras and<br />

smartphones also require an effective infrared filter like VG20<br />

because they react more sensitively to red and infrared radiation<br />

than the human eye. As a result, hot objects are displayed in the<br />

wrong color. Because VG20 blocks out red radiation to some<br />

degree and infrared radiation entirely, the spectral sensitivity of the<br />

sensor adjusts to match that of our eyes. Also, because of its strong<br />

filter effect, VG20 allows the protective glass layers to be thinner<br />

and optical systems as a whole to be more compact. This particularly<br />

favors the changing needs of the electronics industry, as it<br />

pursues even greater miniaturization of its technologies. <<br />

thea.marcoux@schott.com<br />

SEEING IN THE DARK<br />

Image intensifier tubes make it possible for individuals to see clearly<br />

at night by intensifying the remaining visible infrared radiation.<br />

The process requires a lens to project the incident light onto a photo<br />

cathode, causing the release of electrons. These electrons are<br />

accelerated, often in multiple steps, by applying a high-voltage<br />

charge (between 10 and 17 kV) in the direction of a fluorescent screen.<br />

On the screen, a much brighter monochrome image is produced<br />

with intensity proportional to the initial illumination, allowing the<br />

user to view the surrounding environment in the dark. <<br />

IM DUNKELN SEHEN<br />

Restlichtverstärker ermöglichen das Sehen in der Nacht, indem sie<br />

die noch spärlich vorhandene sichtbare und infrarote Strahlung verstärken.<br />

Dazu projiziert ein Objektiv das einfallende Licht auf eine<br />

Fotokathode, wo es Elektronen freisetzt. Diese werden, teilweise<br />

über mehrere Stufen, durch eine hohe Spannung von 10 bis 17 kV in<br />

Richtung eines Leuchtschirms beschleunigt. Dort erzeugen sie ein<br />

deutlich helleres monochromes Abbild, dessen Intensität proportional<br />

zur Eingangsbeleuchtung ist und über das der Anwender die<br />

Umgebung im Dunkeln beobachten kann. <<br />

29


<strong>SCHOTT</strong> SOLUTIONS 2/13 RESEARCH & DEVELOPMENT FORSCHUNG & ENTWICKLUNG<br />

When used as a a dielectric, glass-ceramic (in the foreground) can reduce<br />

the thickness of high-voltage capacitors significantly. This, in turn, increases<br />

their storage density, as this comparison between conventional (left) and<br />

innovative capacitors on the basis of glass-ceramic (right) shows.<br />

Als Dielektrikum kann Glaskeramik (im Vordergrund) die Dicke von Hochspannungskondensatoren<br />

deutlich verringern, womit auch die Speicherdichte<br />

steigt. Dies zeigt dieser Vergleich von herkömmlichen (links) und neuartigen<br />

Kondensatoren mit Glaskeramik (rechts).<br />

Photo Foto : <strong>SCHOTT</strong>/ C. Costard<br />

ELECTRIFYING GLASS-CERAMICS<br />

ELEKTRISIERENDE GLASKERAMIKEN<br />

<strong>SCHOTT</strong> researchers have further developed glass-ceramics into highly promising dielectric materials<br />

for high-voltage capacitors. Power electronics for renewable energy, medical technology and laser<br />

applications are just a few of the areas that they can be used in.<br />

<strong>SCHOTT</strong> Forscher entwickelten Glaskeramiken erstmals weiter zum chancenreichen Dielektrikum für<br />

Hochspannungskondensatoren. Mögliche Einsatzgebiete sind Leistungselektroniken für erneuerbare<br />

Energien, medizintechnische oder Laser-Anwendungen.<br />

THILO HORVATITSCH<br />

P<br />

ower electronics are becoming more and more important, to<br />

convert and transport electrical energy from offshore wind<br />

turbines, for example. Here, there is a clear trend toward increasingly<br />

higher power densities, by using semiconductor materials<br />

such as silicon carbide, for instance.<br />

As the current densities continue to increase quite significantly,<br />

the temperatures inside these systems also rise, sometimes to as<br />

high as 200° C. Therefore, passive components such as capacitors<br />

located in the immediate vicinity must be able to resist high thermal<br />

loads. The dielectric materials available for high-voltage capacitors<br />

and how they behave when subjected to higher temperatures<br />

thus limit the power or make it impossible to develop a more<br />

compact design of the power electronics module. Against this<br />

L<br />

eistungselektroniken werden zunehmend wichtiger, beispielsweise<br />

bei der Umformung und dem Transport der elektrischen<br />

Energie aus Offshore-Windkraftanlagen. Dabei geht der Trend zu<br />

immer höheren Leistungsdichten, etwa durch den Einsatz von<br />

neuen Halbleitermaterialien wie Siliziumkarbid.<br />

Durch die ebenfalls stark wachsenden Stromdichten steigen<br />

jedoch die Temperaturen in diesen Systemen – zuweilen bis auf<br />

200 Grad Celsius. Daher müssen auch benachbarte passive Bauelemente<br />

wie etwa Kondensatoren verstärkt höheren thermischen<br />

Belastungen widerstehen. Die verfügbaren Dielektrika für Hochspannungskondensatoren<br />

und deren Verhalten bei erhöhten Temperaturen<br />

begrenzen somit die Leistung oder verhindern ein kompakteres<br />

Design der Leistungselektroniken. Vor diesem Hintergrund<br />

30


ackdrop, <strong>SCHOTT</strong> has succeeded in making the glass-ceramics<br />

material class usable as a dielectric for high-voltage capacitors for<br />

the first time ever. This new type of glass-ceramic offers significant<br />

advantages over the ceramics used as dielectrics in the past. For<br />

example, the fact that these new glass-ceramics are completely<br />

pore-free lends them extremely high dielectric strength of approximately<br />

65 kV/mm. The dielectric material can thus be considerably<br />

thinner at a specific voltage. This, in conjunction with the high<br />

relative dielectric number, allows for very high capacity values for<br />

the capacitors. “Thanks to these unique properties, the energy storage<br />

density can now be increased by a factor of up to 10 compared<br />

with conventional capacitor materials,” explains Dr. Martin Letz.<br />

The <strong>SCHOTT</strong> developer also expects to see this advancement be<br />

put to use at higher temperatures of up to 200°C and to produce<br />

more compact and lighter capacitor designs in the future. According<br />

to Letz, “The weight can be reduced by roughly 80 percent and<br />

it will still offer the same performance.”<br />

In addition to power grids, this opens up many different<br />

power electronics applications, such as computer tomography and<br />

laser applications in semiconductor processing and eye surgery.<br />

“Our goal is to successfully launch this promising development in<br />

2014,” says Dr. Jörn Besinger from <strong>SCHOTT</strong> Business Development.<br />

<strong>SCHOTT</strong> is currently working on two glass-ceramics for high-voltage<br />

capacitors. Tests are already being performed by renowned capacitor<br />

manufacturers. <<br />

martin.letz@schott.com<br />

joern.besinger@schott.com<br />

gelang es <strong>SCHOTT</strong> Entwicklern erstmals, die Werkstoffklasse<br />

Glaskeramik als Dielektrikum für Hochspannungskondensatoren<br />

nutzbar zu machen. Dabei verfügt die neuartige Glaskeramik über<br />

erhebliche Vorteile gegenüber bisher verwendeten keramischen<br />

Dielektrika: So bewirkt ihre Porenfreiheit eine sehr hohe dielektrische<br />

Durchschlagsfestigkeit von etwa 65 kV/mm. Das Dielektrikum<br />

kann dadurch bei einer gegebenen Spannung deutlich<br />

dünner werden, was in Verbindung mit der hohen relativen<br />

Dielektrizitätszahl sehr hohe Kapazitätswerte für die Kondensatoren<br />

ermöglicht. „Aufgrund dieser einzigartigen Eigenschaften<br />

kann die Energiespeicherdichte gegenüber herkömmlichen Kondensator-Materialien<br />

bis um den Faktor 10 gesteigert werden“,<br />

erklärt Dr. Martin Letz. Der <strong>SCHOTT</strong> Entwickler erwartet künftig<br />

zudem eine bessere Anwendbarkeit bei höheren Temperaturen bis<br />

zu 200 Grad Celsius sowie kompaktere und leichtere Kondensator-Designs:<br />

„Bei gleicher Kapazität und Arbeitsspannung lässt<br />

sich das Gewicht um rund 80 Prozent senken.“<br />

Damit erhöhen sich die Chancen auf vielfältige Einsatzbereiche<br />

in der Leistungselektronik: neben dem Einsatz in Energienetzen<br />

zum Beispiel Computertomografen oder Laser-Anwendungen in<br />

der Halbleiter-Prozessierung und für Augenoperationen. „Unser<br />

Ziel ist es, diese vielversprechende Entwicklung im Jahr 2014<br />

erfolgreich im Markt zu platzieren“, so Dr. Jörn Besinger, <strong>SCHOTT</strong><br />

Business Development. Aktuell entwickelt <strong>SCHOTT</strong> zwei Glaskeramiken<br />

für Hochspannungskondensatoren. Derzeit laufen<br />

bereits Tests mit namhaften Kondensator-Herstellern. <<br />

martin.letz@schott.com<br />

joern.besinger@schott.com<br />

High-voltage capacitors on the basis of glass-ceramic are<br />

ideally suited for use in many applications, for instance<br />

offshore wind parks or computer tomography systems.<br />

Hochspannungskondensatoren mit Glaskeramik eignen<br />

sich für vielfältige Endanwendungen wie Offshore-Windparks<br />

oder Computertomografen.<br />

Photos Fotos : Thinkstock<br />

31


<strong>SCHOTT</strong> SOLUTIONS 2/13 DESIGN DESIGN<br />

AS STYLISH AS METAL<br />

STILVOLL WIE METALL<br />

<strong>SCHOTT</strong> ® MetalLook brings trendy design into the home. The new surface for use in household appliances or the<br />

operating panels of electric appliances combines the advantages of glass with the luxurious look of stainless steel.<br />

Trendiges Design bringt <strong>SCHOTT</strong> ® MetalLook ins Haus. Die neue Oberfläche für Hausgeräte oder Bedienflächen<br />

von Elektrogeräten kombiniert die Materialvorteile von Glas mit hochwertiger Edelstahlanmutung.<br />

CHRISTINA RETTIG<br />

S<br />

tainless steel decor has been popular in modern<br />

homes for quite some time. The naturally<br />

shimmering surfaces give any room order and<br />

structure. Nevertheless, traditional stainless steel<br />

surfaces are very sensitive. Fingerprints are left<br />

behind each time the surfaces are touched. And<br />

if anyone treats these surfaces too roughly, scratches<br />

can easily result.<br />

This is where new <strong>SCHOTT</strong>® MetalLook, a<br />

smooth, modern glass surface with a stainless steel<br />

appearance, makes the most of its advantages.<br />

This glass material is much easier to keep clean<br />

because there aren’t any joints between the metal<br />

and the glass. This could be of particular benefit<br />

for oven doors. <strong>SCHOTT</strong>® MetalLook comes in a<br />

E<br />

delstahl-Dekore haben in der modernen<br />

Wohnung längst Einzug gehalten. Die natürlich<br />

schimmernden Oberflächen verleihen jedem<br />

Raum Ordnung und Struktur – klassische Edelstahloberflächen<br />

sind jedoch sehr empfindlich:<br />

Jede Berührung hinterlässt Fingerabdrücke, und<br />

wer diesen zu energisch zu Leibe rückt, hinterlässt<br />

schnell den einen oder anderen Kratzer in der<br />

Oberfläche.<br />

Hier spielt <strong>SCHOTT</strong>® MetalLook, eine moderne,<br />

glatte Glasoberfläche mit Edelstahlanmutung,<br />

seine Vorteile aus. Das Glasmaterial ist wesentlich<br />

einfacher zu reinigen, da im Vergleich zu herkömmlichen<br />

Lösungen, wo Edelstahl auf Glas geklebt<br />

wird, keine Fuge zwischen Glas und Metall<br />

32


Photos Fotos : schott/ A. Stephan<br />

wide variety of different metallic color shades and<br />

brushed effects for a broad range of applications,<br />

such as ovens, range hoods, refrigerators, kitchen<br />

backsplashes, etc. Manufacturers will also appreciate<br />

the fact that this material requires less effort during<br />

the assembly process. This, in turn, simplifies manufacturing<br />

logistics and production processes.<br />

Yet another advantage: <strong>SCHOTT</strong>® MetalLook<br />

allows for completely new design approaches.<br />

Fine logos, lines and symbols can be shown in<br />

a stainless steel effect and areas with a high gloss<br />

and a brushed metal look can be combined on<br />

the same glass. <strong>SCHOTT</strong>® MetalLook is perfectly<br />

suited for the user interfaces of high-quality<br />

home appliances. The new glass delivers more<br />

freedom of design because it allows for colored<br />

printing, matte and glossy surfaces, complex shapes<br />

and many corner radii.<br />

<strong>SCHOTT</strong> developed a new, patent-pending<br />

technique for manufacturing MetalLook. This<br />

technology includes a multiphase process during<br />

which the structural effects and metal coating are<br />

applied. This allows for extremely thin lines of only<br />

0.3 millimeters to be formed and large or small glass<br />

panes of up to 1600 x 800 millimeters in size to<br />

be designed. <<br />

irene.schwarz@schott.com<br />

besteht. Ganz besonders angenehm könnte dies für<br />

Backofentüren sein. <strong>SCHOTT</strong>® MetalLook ist in<br />

verschiedenen Farbvarianten und -effekten erhältlich,<br />

und das für ein breites Produktspektrum rund<br />

um Ofen, Dunstabzugshauben, Kühlschrank oder<br />

Küchenrückwände. Die Hersteller freut außerdem,<br />

dass in der Produktion durch den Wegfall der Edelstahlmontage<br />

auf Glas weniger Arbeitsschritte<br />

anfallen, was die Produktionslogistik und Produktionsabläufe<br />

vereinfacht. Weiterer Pluspunkt:<br />

<strong>SCHOTT</strong>® MetalLook ermöglicht völlig neue Design-Ansätze:<br />

Da selbst feine Logos, Linien oder<br />

Symbole in Edelstahlanmutung sich umsetzen<br />

lassen oder hochglänzende Flächen mit Flächen,<br />

die wie gebürstetes Edelstahl wirken, kombiniert<br />

werden können, eignet es sich hervorragend für<br />

anspruchsvolle Bedienelemente von Hausgeräten.<br />

Außerdem verspricht das neue Glas Designfreiheit,<br />

weil es farbige Bedruckung, komplexe Formen und<br />

viele Eckradien zulässt.<br />

<strong>SCHOTT</strong> hat zur Herstellung von MetalLook<br />

ein neues, zum Patent angemeldetes Verfahren entwickelt.<br />

Die <strong>Technologie</strong> beinhaltet einen mehrstufigen<br />

Prozess, bei dem Struktureffekte und Metallbeschichtung<br />

aufgetragen werden. Womit extrem<br />

feine Linien von nur 0,3 Millimetern abgebildet<br />

werden können. Damit lassen sich große und kleine<br />

Glasscheiben gestalten, und das bis zu einer Größe<br />

von 1.600 x 800 Millimetern. <<br />

irene.schwarz@schott.com<br />

As stylish as metal, as carefree as glass,<br />

this new surface offers the luxurious look<br />

of stainless steel combined with the ease<br />

of cleaning of glass in a smooth surface<br />

with no seams or joints.<br />

Eleganz von Metall, pflegeleicht wie<br />

Glas: die neue Oberfläche ermöglicht<br />

edle Edelstahl-Anmutung in einer<br />

glatten Glasoberfläche für einfaches<br />

Reinigen ohne störende Fuge zwischen<br />

Metall und Glas.<br />

33


<strong>SCHOTT</strong> SOLUTIONS 2/13 DIGITAL X-RAY SYSTEMS DIGITALE RÖNTGENSYSTEME<br />

Digital x-rays with flat image detectors open up new<br />

diagnostic possibilities, simplify difficult surgical procedures<br />

and improve their chances of being successful.<br />

Photo Foto : <strong>SCHOTT</strong><br />

Digitales Röntgen mit Flachbilddetektoren eröffnet neue<br />

diagnostische Möglichkeiten, erleichtert komplexe Eingriffe<br />

und steigert deren Erfolgschancen.<br />

34


SMART FIBER OPTICS FOR<br />

USE IN MODERN RADIOLOGY<br />

SMARTE FASEROPTIK<br />

FÜR DIE MODERNE RADIOLOGIE<br />

Sophisticated dynamic or 3-D x-rays would be impossible without using state-of-the-art flat image<br />

detectors that feature fast CMOS sensors. New RoHS-conforming fiber optic plates that offer high<br />

transmission and x-ray attenuation support this trend.<br />

Anspruchsvolles dynamisches oder 3D-Röntgen gelingt nur mit modernsten Flachbilddetektoren auf Basis<br />

von schnellen CMOS-Sensoren. Diesen Trend unterstützen neue, RoHS-konforme Faserplatten mit hoher<br />

Transmission und Röntgendämpfung.<br />

THILO HORVATITSCH<br />

T<br />

oday, 3-D x-ray devices that rotate around a patient’s jaw and<br />

produce many different individual images that can be joined<br />

together on the computer to form three-dimensional images are<br />

quite commonplace in progressive dental practices. They make it<br />

possible for implants to be aligned down to the millimeter and<br />

sometimes discover a few surprises. Both this technology and<br />

digital x-rays are rapidly gaining ground in operating rooms. Here,<br />

a series of photos are taken, which then appear on the screen as<br />

continuous image sequences – a type of live control for surgeons.<br />

The fascinating imaging techniques that are used in modern<br />

radiology open up new diagnostic possibilities, enable difficult<br />

surgical procedures and significantly improve their chances of success.<br />

This can all be attributed to digital x-ray technologies that are<br />

replacing analog techniques. Time-consuming development of<br />

film is now a thing of the past. Instead, these images are recorded<br />

either directly or via image sensors and then digitalized so that they<br />

can be accessed and distributed very quickly by computer. Digital<br />

technology is also much more light-sensitive, has short exposure<br />

times and allows for an entire series of images to be produced. At<br />

the same time, it reduces radiation often by as much as 90 percent<br />

compared with traditional x-rays.<br />

Advanced technology is what makes this possible. Digital x-ray<br />

devices can be divided into direct and indirect flat image detectors<br />

that record and convert the radiation from x-ray tubes into digital<br />

I<br />

n fortschrittlichen Dentalpraxen rotieren bereits 3D-Röntgengeräte<br />

um den Kiefer eines Patienten und erzeugen dabei<br />

viele Einzelaufnahmen, die im Computer zu dreidimensionalen<br />

Bildern zusammengesetzt werden. Implantate lassen sich so millimetergenau<br />

ausrichten, manche Besonderheiten erst entdecken.<br />

Auch im OP-Saal ist diese Technik im Kommen, ebenso wie das<br />

sogenannte dynamische Röntgen. Dabei werden in kurzer Zeit<br />

Fotoserien geschossen, die am Monitor als fortlaufende Bildsequenzen<br />

erscheinen – eine Art Live-Kontrolle für den Chirurgen.<br />

Diese faszinierenden Bildgebungsverfahren der modernen Radiologie<br />

eröffnen neue diagnostische Möglichkeiten, erleichtern<br />

komplexe Eingriffe und steigern deren Erfolgschancen beträchtlich.<br />

Grundlage dafür ist der Einzug digitaler Röntgentechnologien<br />

und die Ablösung analoger Verfahren. Dabei entfällt die zeitraubende<br />

Filmentwicklung; stattdessen werden die Aufnahmen<br />

direkt oder über Bildsensoren erfasst und digitalisiert – rasch<br />

abrufbar und verteilbar per Computer. Die digitale Technik ist<br />

zudem wesentlich lichtempfindlicher und hat kurze Belichtungszeiten<br />

und Bilderserien erst ermöglicht. Zugleich verringert sie die<br />

Strahlenbelastung im Vergleich mit dem klassischen Röntgen, zum<br />

Teil um bis zu 90 Prozent.<br />

Dahinter steht ausgefeilte Technik: Digitale Röntgengeräte<br />

lassen sich unterteilen in direkte und indirekte Flachbilddetektoren<br />

zur Erfassung und Umwandlung der Strahlung aus Röntgenröhren<br />

35


<strong>SCHOTT</strong> SOLUTIONS 2/13 DIGITAL X-RAY SYSTEMS DIGITALE RÖNTGENSYSTEME<br />

image signals. With direct conversion, this is done using a photoconductor<br />

that is usually made of amorphous silicon (a-Si) and can<br />

be compared with the LCD or TFT thin film technology used in<br />

displays. With indirect flat image detectors, the x-ray radiation<br />

comes into contact with a scintillator layer first and is then converted<br />

into visible light. Afterwards, image sensors perform processing<br />

much like they do in digital cameras. Today’s flat image<br />

detectors based on the a-Si technique or CCD sensors are particularly<br />

well suited for producing static x-ray images. Their reading<br />

speed is hardly fast enough for dynamic or 3-D x-rays, however. For<br />

this reason, fast, low-consumption CMOS sensors are mainly being<br />

used in these types of resource-intensive applications in smaller<br />

and, in the future, large flat image detectors. Nevertheless, these<br />

semiconductor detectors are extremely sensitive to x-ray radiation.<br />

Upstream optics that block the x-ray light that is not converted by<br />

in digitale Bildsignale. Bei direkter Konversion geschieht dies mittels<br />

eines Fotoleiters meist aus amorphem Silizium (a-Si), vergleichbar<br />

mit der LCD- bzw. TFT-Dünnfilmtechnik für Displays.<br />

Bei indirekten Flachbilddetektoren trifft die Röntgenstrahlung<br />

zunächst auf eine sogenannte Szintillatorschicht und wird in sichtbares<br />

Licht umgewandelt. Anschließend übernehmen Bildsensoren<br />

die Weiterverarbeitung, ähnlich wie in Digitalkameras. Heutige<br />

Flachbilddetektoren auf Basis von a-Si-Technik oder von CCD-<br />

Sensoren eignen sich besonders für statische Röntgenaufnahmen.<br />

Ihre Auslesegeschwindigkeit genügt jedoch kaum für dynamisches<br />

oder 3D-Röntgen. Für solche ressourcenintensiven Anwendungen<br />

kommen darum in kleinformatigen wie künftig auch in großen<br />

Flachbilddetektoren vorwiegend schnelle, verbrauchsarme CMOS-<br />

Sensoren zum Einsatz. Diese Halbleiterdetektoren sind aber<br />

empfindlich gegenüber Röntgenstrahlung. Eine vorgeschaltete<br />

DIGITAL X-RAY: A FIBER PLATE PROTECTS THE SENSORS<br />

DIGITALES RÖNTGEN: FASERPLATTE SCHÜTZT SENSOREN<br />

Source Quelle : <strong>SCHOTT</strong>/ wissen + konzepte<br />

X-ray radiation<br />

Röntgenstrahlung<br />

Scintillator<br />

Scintillator<br />

FOP<br />

FOP<br />

Visible light<br />

sichtbares Licht<br />

CMOS sensors<br />

CMOS-Sensoren<br />

With indirect flat image detectors, the x-ray radiation penetrates through the<br />

object to be examined, encounters a scintillator layer and is then converted into<br />

visible light. If CMOS image sensors are to perform the digital processing, then<br />

a fiber optic plate (FOP) must be used as an intermediate layer. This allows<br />

the visible light that has been converted to pass through, but blocks out x-ray<br />

radiation and thus protects the sensitive sensors. The plate consists of many<br />

individual fibers aligned in parallel through which the light is guided during socalled<br />

total reflection.<br />

Bei indirekten Flachbilddetektoren durchdringt die Röntgenstrahlung das Untersuchungsobjekt,<br />

trifft auf eine Szintillatorschicht und wird in sichtbares Licht<br />

umgewandelt. Sollen CMOS-Bildsensoren die digitale Weiterverarbeitung übernehmen,<br />

ist die Zwischenschaltung einer optischen Faserplatte (FOP) nötig.<br />

Diese lässt das umgewandelte sichtbare Licht passieren, blockt aber Röntgenstrahlung<br />

ab und schützt so die empfindlichen Sensoren. Die Platte besteht aus<br />

vielen parallel angeordneten Einzelfasern, durch die das Licht in sogenannter<br />

Totalreflektion geleitet wird.<br />

the scintillator can protect the sensor and improve its performance.<br />

And this is exactly what fiber optics plates do, such as the type<br />

that <strong>SCHOTT</strong> has been offering for some time. This type of plate<br />

consists of a number of extremely thin individual fibers that are<br />

aligned parallel in an extremely precise manner and are bonded<br />

together using a heat process. The plate is placed directly in front<br />

of the sensor and offers extremely good transmission of visible light<br />

and excellent x-ray attenuation. This excellent x-ray attenuation, in<br />

Optik, die das vom Szintillator nicht umgewandelte Röntgenlicht<br />

abblockt, kann den Sensor schützen und seine Leistungsfähigkeit<br />

erhöhen.<br />

Genau das leisten optische Faserplatten, wie sie <strong>SCHOTT</strong> seit<br />

Längerem anbietet. Eine solche Platte besteht aus einer Vielzahl<br />

von extrem dünnen Einzelfasern, die hochpräzise parallel ausgerichtet<br />

und durch einen Erhitzungsprozess fest miteinander verbunden<br />

sind. Sie wird unmittelbar vor dem Sensor platziert und<br />

36


Fiber optic plates are used in round and rectangular<br />

shapes. <strong>SCHOTT</strong> produces the latest generation<br />

RFG92 in sizes up to 320 mm x 320 mm.<br />

Photo Foto : schott/ H. Fischer<br />

Optische Faserplatten werden in runden oder<br />

rechteckigen Formen eingesetzt. Die neue<br />

Generation RFG92 stellt <strong>SCHOTT</strong> bis zu einer<br />

Größe von 320 mm x 320 mm in Serie her.<br />

turn, reduces the so-called noise floor. These interference signals<br />

occur inside the sensor as a result of x-ray radiation and can overlap<br />

the light signals and make it very difficult to read them. Fiber optic<br />

plates limit this and, at the same time, increase the contrast of the<br />

x-ray image quite significantly. <strong>SCHOTT</strong> will now be introducing a<br />

new generation of these types of products under the name RFG92.<br />

These fiber optic plates are manufactured using a modified glass<br />

material that meets all of the relevant RoHS standards and does<br />

not contain substances that are harmful to the environment.<br />

Unlike other manufacturers, <strong>SCHOTT</strong> is capable of offering monolithic<br />

square formats up to 320 millimeters in length. This offers<br />

advantages over products that consist of multiple glued fiber optic<br />

plates because the lines of glue are picked up by the image sensor<br />

and can often only be extracted by software at the expense of reading<br />

speed. Glue lines also offer no x-ray attenuation, therefore this<br />

increases the risk of noise and the sensor being damaged. Last, but<br />

not least, glued fiber optic plates are more sensitive to mechanical<br />

stresses than monolithic plates.<br />

"We have developed an environmentally-friendly product that<br />

requires no RoHS exemption permits and fully meets today’s<br />

market demands in terms of both its technology and its price,”<br />

explains Jörg Warrelmann. The Senior Product Manager for<br />

Medical at <strong>SCHOTT</strong> Lighting and Imaging sees areas of application<br />

in mainly large-format flat image detectors such as those that<br />

are used to produce large cardiovascular images and in dynamic<br />

3-D or mammogram x-rays in the future. Further market potential<br />

also exists in a completely different field: industrial technical<br />

in-line inspections during which parts are scanned at extremely<br />

high speeds. <<br />

joerg.warrelmann@schott.com<br />

besitzt eine sehr gute Transmission für sichtbares Licht sowie eine<br />

hohe Röntgendämpfung. Das heißt, sie lässt das vom Szintillator<br />

umgewandelte Licht passieren, blockt aber Röntgenstrahlen ab.<br />

Die gute Röntgendämpfung sorgt zudem für eine Reduzierung des<br />

sogenannten Grundrauschens. Diese Störsignale entstehen im<br />

Sensor infolge der Röntgenstrahlung und können je nach Stärke<br />

die Lichtsignale überlagern und deren Auslesung beeinträchtigen.<br />

Faserplatten beschränken dies und erhöhen zugleich den Kontrast<br />

des Röntgenbildes beträchtlich. Eine neue Generation solcher<br />

Produkte führt <strong>SCHOTT</strong> nun unter dem Namen RFG92 ein. Die<br />

Faserplatten werden auf Basis eines modifizierten Glasmaterials<br />

ohne Zusatz von umweltgefährdenden Stoffen hergestellt und<br />

erfüllen alle entsprechenden RoHS-Standards. Im Unterschied<br />

zu anderen Anbietern kann <strong>SCHOTT</strong> quadratische Formate bis<br />

320 Millimeter Seitenlänge in einem Stück anfertigen. Dies schafft<br />

Vorteile gegenüber Produkten, die aus mehreren verklebten Faserplatten<br />

bestehen. Denn die Klebelinien werden vom Bildsensor<br />

erfasst und lassen sich nur auf Kosten der Lesegeschwindigkeit<br />

per Software herausrechnen. Auch bringen Klebelinien keinerlei<br />

Röntgendämpfung mit. Damit erhöht sich das Risiko für<br />

Rauschen wie auch für eine Schädigung des Sensors. Nicht zuletzt<br />

sind geklebte Faserplatten empfindlicher gegen mechanische<br />

Belastungen als monolithische Platten.<br />

„Wir haben damit ein umweltfreundliches Produkt entwickelt,<br />

das ohne RoHS-Ausnahmegenehmigungen auskommt und den<br />

heutigen Marktansprüchen technisch und preislich voll entspricht“,<br />

resümiert Jörg Warrelmann. Der Senior Product Manager Medical<br />

bei <strong>SCHOTT</strong> Lighting and Imaging sieht dafür Anwendungsfelder<br />

in kleinen, vor allem aber in großformatigen Flachbilddetektoren,<br />

wie sie etwa für großflächige kardiovaskuläre Aufnahmen<br />

gebraucht werden und in Zukunft auch verstärkt für dynamisches,<br />

3D- oder mammografisches Röntgen zum Einsatz kommen sollen.<br />

Weiteres Marktpotenzial besteht in einem völlig anderen Sektor:<br />

in der industrietechnischen In-Line-Inspektion, bei der in schnellen<br />

Taktraten Teile gescannt werden. <<br />

joerg.warrelmann@schott.com<br />

37


<strong>SCHOTT</strong> SOLUTIONS 2/13 FIBER OPTICS FASEROPTIK<br />

Clockwork<br />

Communicator<br />

Das Uhrwerk-Telefon<br />

The makers of Celsius X VI II mobile devices have an unusual dream:<br />

a solely mechanical cell phone. In their newest model, <strong>SCHOTT</strong> has<br />

helped them enable an imaging system that works entirely without<br />

digital screens.<br />

Die Hersteller von Celsius X VI II Mobilgeräten haben einen außergewöhnlichen<br />

Traum: ein rein mechanisches Handy. Im neuesten<br />

Modell verhalfen Lösungen von <strong>SCHOTT</strong> zu einem Abbildungssystem,<br />

das ganz ohne digitale Bildschirme auskommt.<br />

THOMAS H. LOEWE<br />

I<br />

t is the ultimate fusion of communication technology and<br />

micromechanics: a cellular phone by Celsius X VI II. The innovative<br />

French brand has been combining modern mobile telephony<br />

with prestigious mechanical watchmaking since 2008.<br />

“I had the idea during a flight from Paris to Hong Kong,” says<br />

company founder Thomas Pruvot. Frustrated at losing the time<br />

display when he had to switch off his cellphone, he imagined<br />

adopting a mechanical solution – a cell phone merged with a<br />

tourbillon watch and an exclusive butterfly winding mechanism.<br />

The most recent model includes an innovative Image Guiding<br />

System developed in collaboration with specialists from <strong>SCHOTT</strong><br />

Lighting and Imaging.<br />

“At first glance, the date numbers of the OptiC GMT appear<br />

on a small pixelated screen, as if emerging from nowhere,” says<br />

Pruvot. But in fact, they are inscribed on a rotating cylinder nestled<br />

at the heart of the micromechanical clockwork inside the phone.<br />

“There is no digital imaging involved at all,” explains Martin<br />

Cramer from <strong>SCHOTT</strong>’s Engineering and Development team.<br />

E<br />

s ist die ultimative Fusion von Kommunikationstechnologie<br />

und Mikromechanik: ein Mobiltelefon von Celsius X VI II.<br />

Die innovative französische Marke kombiniert seit 2008 modernen<br />

Mobilfunk mit altehrwürdiger Uhrmacherkunst. „Ich hatte<br />

die Idee auf einem Flug von Paris nach Hongkong“, erzählt Firmengründer<br />

Thomas Pruvot. Davon frustriert, beim Abschalten seines<br />

Telefons die Zeitanzeige zu verlieren, ersann er eine mechanische<br />

Lösung – die Verschmelzung eines Mobiltelefons mit einem automatischen<br />

Tourbillonuhrwerk. Für das aktuellste Celsiustelefon<br />

entwickelten Pruvot und seine Kollegen zusammen mit den Spezialisten<br />

von <strong>SCHOTT</strong> Lighting and Imaging nun ein neuartiges<br />

Abbildungssystem.<br />

„Auf den ersten Blick sieht es aus, als erschienen die Datumsziffern<br />

des OptiC GMT aus dem Nichts“, sagt Pruvot. Denn die<br />

Ziffern sind auf einem rotierenden Zylinder eingraviert, der tief im<br />

mikromechanischen Inneren des Telefons sitzt. „Das hat also<br />

nichts mit digitaler Bildgebung zu tun“, sagt Martin Cramer,<br />

Mitglied im technischen Entwicklungsteam bei <strong>SCHOTT</strong>. Statt-<br />

38


Instead, light is guided onto the inscribed cylinder through glass<br />

rods and cones and back out again. The imaging system relies<br />

solely on mechanical and optical components – with multicore<br />

light rods custom developed by <strong>SCHOTT</strong>.<br />

But what looks like a single piece of glass is actually an optical<br />

feat made of multiple fibers. Cramer: “Each rod consists of over<br />

1,000 single strands of glass as thin as a hair.” Together, they form<br />

an imaging solution that can be molded into the desired shape.<br />

This way, the cone geometry used for both the date and time zone<br />

displays also has a magnifying effect. And because each optic fiber<br />

transmits just a single pixel of light, the combination of all fibers<br />

enables the system to transmit a crispy clear image from within<br />

the phone.<br />

With every new model Celsius develops, they are one step<br />

closer to realizing their dream. A dream that embraces a concept,<br />

which is still impossible today but may come true in future: an<br />

entirely mechanical cell phone. Pruvot: “With <strong>SCHOTT</strong>’s help, we<br />

have come a little closer to making it happen.” <<br />

michaela.georg@schott.com<br />

dessen wird Licht über gläserne Stäbe und Kegel auf den Datumszylinder<br />

und wieder hinaus geleitet. Das System vertraut dabei<br />

ausschließlich auf mechanische und optische Teile – wie zum<br />

Beispiel speziell entwickelte faseroptische Lichtleiter von <strong>SCHOTT</strong>.<br />

Und was wie ein einziges Stück Glas aussieht, ist eigentlich ein<br />

optisches Kunststück aus vielen Fasern. Cramer: „Jeder Stab<br />

besteht aus über 1.000 einzelner Glasfasern mit dem Durchmesser<br />

eines menschlichen Haars.“ Gebündelt stellen sie eine Bildgebungslösung<br />

dar, die beliebig formbar ist. Auf diese Weise<br />

bekommt die Kegelgeometrie der Datums- und Zeitzonenanzeige<br />

auch einen Vergrößerungseffekt. Und weil jede Faser nur einen<br />

einzigen Lichtpunkt überträgt, ermöglicht das ganze Bündel eine<br />

gestochen scharfe Abbildung des Uhrwerksinneren.<br />

Mit jedem neuentwickelten Modell schreitet das Team von<br />

Celsius X VI II seinem Traum entgegen: dem rein mechanischen<br />

Mobiltelefon. Es ist eine Realität, die heute noch unmöglich<br />

erscheint, eines Tages aber wahr werden könnte. Pruvot: „Mit der<br />

Unterstützung von <strong>SCHOTT</strong> sind wir diesem Ziel wieder ein<br />

kleines Stück näher gekommen.“ <<br />

michaela.georg@schott.com<br />

The Optik GMT from the French brand Celsius X VI II<br />

is a very special cell phone indeed. This stylish device<br />

combines mobile communications technology with<br />

the traditional art of watchmaking. Multicore light<br />

rods from <strong>SCHOTT</strong> make it possible to show the<br />

date and time even without electricity.<br />

Ein Mobiltelefon der besonderen Art ist das Optik<br />

GMT der französischen Marke Celsius X VI II.<br />

Das stylische Gerät verbindet Mobilfunktechnik<br />

mit klassischer Uhrmacherkunst. Faseroptische<br />

Lichtleiter von <strong>SCHOTT</strong> ermöglichen die<br />

Datums- und Zeitanzeige auch ohne Strom.<br />

Photos Fotos : Celsius<br />

39


<strong>SCHOTT</strong> SOLUTIONS 2/13 FIREPLACE VIEWING PANELS KAMINSICHTSCHEIBEN<br />

Photos Fotos : Randy Larcombe<br />

WINE AND FIRE TO ENJOY<br />

WEIN UND FEUER GENIESSEN<br />

Dual chamber Jarrahdale wood fire with <strong>SCHOTT</strong> robax ® viewing panels in Australia’s Chain of Ponds<br />

Winery since 1985<br />

Seit 1985 nutzt das australische Weingut Chain of Ponds einen Jarrahdale Tunnelkaminofen mit<br />

<strong>SCHOTT</strong> robax ® Kaminsichtscheiben.<br />

SARAH WATSON<br />

A<br />

glass of wine, for many, is a moment of accepted decadence;<br />

whether it is complemented with good company, good food,<br />

or is simply a relaxing way to mark the end of the day, wine can<br />

evoke positive feelings. It is this sentiment that the award winning<br />

Australian boutique winery in Adelaide, Chain of Ponds, wants to<br />

emulate. The premium vineyard, situated in the picturesque<br />

Adelaide Hills, has created a winery that is warm and welcoming<br />

in the winter, as well as in the summer. In the winter months, the<br />

E<br />

in gutes Glas Wein zu trinken bedeutet für viele, sich einfach<br />

mal gehen zu lassen. Sei es in angenehmer Gesellschaft, bei<br />

einem guten Essen oder als ruhiger Ausklang des Tages – Wein ist<br />

der richtige Begleiter für viele Anlässe. Und genau dieses Gefühl<br />

will auch das preisgekrönte australische Premium-Weingut Chain<br />

of Ponds in Adelaide vermitteln. Seine Vinothek in den malerischen<br />

Adelaide Hills heißt Gäste sowohl im Winter als auch im<br />

Sommer willkommen. In den kühleren Monaten wird die Wein-<br />

40


alcony is warmed by the traditional wood fire, perfect for a cozy<br />

afternoon sipping a Chain of Ponds Shiraz or Pinot Noir. Central<br />

to its inviting ambience is a dual chamber Jarrahdale wood fire,<br />

perfectly positioned between the tasting room and the Balcony<br />

Café, that ensures that a comfortable temperature is enjoyed year<br />

round and entices visitors to follow the dancing flames as they walk<br />

through the cellar door and into the cafe. “Nothing beats the cozy<br />

warmth that the fireplace produces or the endlessly fascinating<br />

sight of a beautiful fire,” says Graeme Thredgold (see picture on the<br />

left), General Manager of Chain of Ponds Winery. The double<br />

chamber fireplace has been specifically designed for such large<br />

open rooms.<br />

The unique feature of a wood fire between two wide-angled<br />

<strong>SCHOTT</strong> ROBAX® glass-ceramic viewing panels allows for unobstructed<br />

views of the flickering flames, while distributing maximum<br />

heat evenly to either side, providing the winery with a fireplace<br />

of effortless function and design. Thanks to its extremely low<br />

thermal expansion, neither high fire temperatures of up to 760°C<br />

nor considerable temperature changes can do harm to <strong>SCHOTT</strong><br />

ROBAX® panels, ensuring a warm and safe feeling every day.<br />

The Australian-made Jarrahdale wood fire has been the mainstay<br />

of the cellar door, installed in 1985 when the winery opened.<br />

The rustic fireplace, one of the first designs produced by Jarrahdale,<br />

provides not just warmth, but a beautiful focal point welcoming<br />

7,000 visitors each year, having been lit every day from May to<br />

October for the past 30 years.<br />

Jarrahdale, established in 1981, is a pioneering West Australian<br />

family company with award winning designed wood fireplaces.<br />

“We have been working together with <strong>SCHOTT</strong> for over three<br />

decades now and cherish this great partnership. It is our common<br />

spirit of innovation which drives us both to always develop new<br />

designs and features”, says Rowan Clare, Managing Director<br />

of Jarrahdale. <<br />

lesley.aitkin@schott.com<br />

stube zusätzlich durch ein traditionelles Holzfeuer erwärmt – das<br />

perfekte Ambiente, um entspannt einen Shiraz oder Pinot Noir zu<br />

genießen. Möglich ist diese einladende Atmosphäre dank eines<br />

Tunnelkaminofens der Firma Jarrahdale, der perfekt zwischen<br />

Probierstube und dem „Balcony Café“ platziert wurde. Dort sorgt<br />

der Kamin für angenehme Temperaturen und erfreut die Besucher,<br />

wenn sie vom Weinkeller ins Café kommen, mit einem freien Blick<br />

auf die tanzenden Flammen. „Nichts geht über die wohlige<br />

Wärme eines Kamins und den immer wieder faszinierenden<br />

Anblick eines schönen Feuers“, erklärt Graeme Thredgold (Bild<br />

links), Geschäftsführer des Weinguts. Der Tunnelkaminofen<br />

wurde speziell für große offene Räume konzipiert. Den unverstellten<br />

Blick auf die flackernden Flammen ermöglichen zwei <strong>SCHOTT</strong><br />

ROBAX® Kaminsichtscheiben. Sie sorgen in der Vinothek für eine<br />

gleichmäßige Wärmeverteilung nach allen Seiten sowie eine<br />

mühelose Handhabung des Kamins. Aufgrund der niedrigen<br />

thermischen Ausdehnung der Glaskeramik können weder die<br />

durch das Feuer verursachten hohen Temperaturen von bis zu<br />

760 Grad Celsius noch Temperaturschwankungen den <strong>SCHOTT</strong><br />

ROBAX® Scheiben etwas anhaben, und sorgen so für unbeschwertes<br />

Wohlfühlen.<br />

Die Jarrahdale Kamin „made in Australia“ bildet seit der Eröffnung<br />

des Weingutes 1985 quasi den Hauptpfosten der Tür zum<br />

Weinkeller. Der rustikale Kamin, einer der ersten Entwürfe des<br />

Herstellers, liefert dabei nicht nur Wärme, sondern ist zugleich<br />

besonderer Blickfang für jährlich rund 7.000 Besucher – in den<br />

letzten 30 Jahren war er im australischen Winter, also von Mai bis<br />

Oktober, täglich in Betrieb.<br />

Das westaustralische Familienunternehmen Jarrahdale wurde<br />

1981 gegründet und bereits mehrfach für seine Kaminöfen ausgezeichnet.<br />

„Wir arbeiten seit über drei Jahrzehnten mit <strong>SCHOTT</strong><br />

zusammen und schätzen diese großartige Partnerschaft. Es ist<br />

unser gemeinsamer Innovationsgeist, der uns immer wieder<br />

antreibt, neue Designs und Funktionen zu entwickeln“, so Rowan<br />

Clare, Geschäftsführer von Jarrahdale. <<br />

lesley.aitkin@schott.com<br />

The five red star winery is located near the old township of Chain of Ponds, in<br />

the heart of Adelaide Hills, where vineyards have been an integral part of the<br />

makeup of the area since colonization. Aptly named in 1864, Chain of Ponds is<br />

said to describe a creek that was dotted with small ponds, never drying up,<br />

in even the driest, hottest summers.<br />

Das 5-Sterne-Weingut liegt in der Nähe der alten Gemeinde Chain of Ponds<br />

im Herzen der Adelaide Hills, wo dem Weinbau bereits seit dem Aufstreben<br />

der Region in der Kolonialzeit ein hoher Stellenwert zukommt. Die seit 1864<br />

geläufige Bezeichnung Chain of Ponds bezieht sich auf einen kleinen Fluss,<br />

der unterbrochen wird durch kleine Teiche, die selbst in den trockensten und<br />

heißesten Sommern nicht austrocknen.<br />

41


<strong>SCHOTT</strong> SOLUTIONS 2/13 CAMERA LENSES KAMERAOBJEKTIVE<br />

GLASS FOR MAXIMUM<br />

CINEMA ENJOYMENT<br />

GLAS FÜR GROSSES KINO<br />

Cooke Optics is known in the film industry for its innovative camera lenses. The company with a<br />

rich tradition has been shaping the quality of motion pictures for decades with its high-quality<br />

products that utilize optical glass from <strong>SCHOTT</strong>.<br />

Cooke Optics ist in der Filmbranche bekannt für innovative Kameraobjektive. Mit seinen<br />

hochwertigen Produkten, in denen optisches Glas von <strong>SCHOTT</strong> verwendet wird, prägt das<br />

Traditionsunternehmen seit Jahrzehnten die Ästhetik von Kinofilmen.<br />

OLIVER FREDERIK HAHR<br />

Help is here to correct aberrations in<br />

camera lenses: <strong>SCHOTT</strong>’s glasses with<br />

particularly low dispersion and short flint<br />

glasses with abnormal partial dispersion.<br />

Helfen in Kameraobjektiven Bildverzerrungen<br />

zu korrigieren: optische<br />

Gläser von <strong>SCHOTT</strong> mit besonders<br />

niedriger Dispersion und Kurzflintgläser<br />

mit anormaler Teilstreuung.<br />

M<br />

artin Scorsese’s 3-D hit movie “Hugo”<br />

raked in five Oscars in 2012 – among<br />

other accomplishments for “Best Cinematography.”<br />

The British manufacturer Cooke Optics Ltd. was<br />

responsible for the matched pairs of 5/i, S4/i and<br />

miniS4/i camera lenses used in the 3-D technology<br />

that features optical glass from <strong>SCHOTT</strong>. And<br />

Photo Foto : <strong>SCHOTT</strong>/C. Costard<br />

M<br />

it fünf Oscars wurde 2012 Martin Scorseses<br />

3D-Kinoerfolg „Hugo Cabret“ prämiert -<br />

unter anderem für die „Beste Kamera“. Der britische<br />

Hersteller Cooke Optics Ltd. zeichnet für<br />

die in der 3D-Technik paarweise verwendeten 5/i,<br />

S4/i sowie S4/i mini Kameraobjektive verantwortlich,<br />

die mit optischem Glas von <strong>SCHOTT</strong> ausgestattet<br />

sind. Und Cooke erhielt für kontinuierliche<br />

Innovation in Design, Entwicklung und Herstellung<br />

den renommierten „Academy Award of<br />

Merit <strong>2013</strong>“, besser bekannt als „Oscar“. „Die beste<br />

Kamera der Welt ist wertlos, wenn man kein gutes<br />

Objektiv verwendet. Und es ist die Güte des Glases,<br />

die die Qualität des Bildes ausmacht“, erklärt<br />

Robert Howard, CEO von Cooke. „Aus hunderten<br />

von optischen Gläsern treffen wir eine Auswahl,<br />

nicht nur anhand der Brechzahlen, sondern auch<br />

anhand der Farbtransmissionseigenschaften. Damit<br />

können die verschiedenen Farbfrequenzen geregelt<br />

werden, die ein gutes Bild prägen.“<br />

Für jedes seiner Hochleistungsobjektive fertigt<br />

das 1894 gegründete Unternehmen bis zu zwanzig<br />

unterschiedlich geformte Linsen. Dabei werden<br />

Linsen aus Flint- und Krongläsern mit unterschiedlichen<br />

optischen Eigenschaften kombiniert,<br />

um eine exzellente Bildschärfe und Farbtiefe zu<br />

42


Photo Foto : Paramount Pictures<br />

Martin Scorsese (on the right) during the shooting of the 3-D movie “Hugo,” which<br />

has received awards among other things for “Best Cinematography.”<br />

Martin Scorsese (im Bild rechts) während der Dreharbeiten des 3D-Films “Hugo Cabret”,<br />

der unter anderem auch für die „Beste Kamera” ausgezeichnet wurde.<br />

Photo Foto : Cooke<br />

Cooke was awarded the renowned “<strong>2013</strong> Academy<br />

Award of Merit (Oscar statuette)” for ongoing innovation<br />

in the areas of design, development and<br />

manufacturing. “The best camera in the world is<br />

really worthless if it doesn’t have a high-quality<br />

lens. And the quality of the glass is responsible for<br />

the quality of the picture,” explains Robert Howard,<br />

CEO of Cooke. “We choose from hundreds of<br />

optical glasses and not just on the basis of refractive<br />

indexes, but also their color transmission properties.<br />

This enables us to control the various color<br />

frequencies that form a good picture,” he adds.<br />

The company founded in 1894 manufactures<br />

up to twenty different molded lenses for each of its<br />

high-performance lens systems. Lenses that are<br />

made of either flint or crown glass are combined<br />

with various optical properties to obtain outstanding<br />

image sharpness and depth of color. Glasses<br />

with particularly low dispersion like N-FK51A and<br />

KZFS short flint glasses from <strong>SCHOTT</strong> with abnormal<br />

partial dispersion help correct aberrations.<br />

The homogeneity of the glass and the precise<br />

determination of its properties are extremely important<br />

for users in the optics industry. <strong>SCHOTT</strong><br />

achieves the narrowest tolerances by rigidly controlling<br />

the melting and annealing processes during<br />

erhalten. Gläser mit besonders niedriger Dispersion<br />

wie N-FK51A von <strong>SCHOTT</strong> oder auch die<br />

KZFS-Kurzflintgläser mit anormaler Teildispersion<br />

helfen dabei, Abbildungsfehler zu korrigieren.<br />

Die Homogenität des Glases und die exakte<br />

Bestimmung seiner Eigenschaften sind für Anwender<br />

in der Optikindustrie entscheidend. Durch<br />

genaue Steuerung des Schmelz- und Abkühlprozesses<br />

in der Produktion optischer Gläser hält das<br />

Mainzer Traditionsunternehmen die engsten Toleranzen<br />

ein. So beträgt die Abweichung von den<br />

nominalen Werten im Datenblatt in der höchsten<br />

Qualitätsstufe lediglich ± 0,0001 beim Brechwert<br />

In February , Cooke Optics Chairman<br />

Les Zellan accepted the Oscar statuette,<br />

which the company received for its continuing<br />

innovation in designing, developing<br />

and manufacturing advanced<br />

camera lenses.<br />

Im Februar nahm Les Zellan,<br />

Chairman von Cooke Optics, den Oscar<br />

entgegen. Den Preis erhielt das Unternehmen<br />

für kontinuierliche Innovationen<br />

beim Design, der Entwicklung und der<br />

Fertigung moderner Kameraobjektive.<br />

“The best camera in the world is really worthless<br />

if it doesn’t have a high-quality lens. The quality of<br />

the glass is responsible for the quality of the picture.”<br />

„Es ist die Güte des Glases, die die Qualität des Bildes<br />

ausmacht. Die beste Kamera der Welt ist wertlos,<br />

wenn man kein gutes Objektiv verwendet.“<br />

Robert Howard, CEO of Cooke<br />

43


<strong>SCHOTT</strong> SOLUTIONS 2/13 CAMERA LENSES KAMERAOBJEKTIVE<br />

Cooke lenses like the /i (see picture)<br />

and S/i are the lenses of choice for<br />

shooting 3D movies.<br />

Das Cooke /i (Bild) und S/i sind<br />

Kameraobjektive der Wahl bei der<br />

Produktion von 3D-Kinofilmen.<br />

Over different glass types that have<br />

different refractive and chemical properties<br />

are used. They are supplied already<br />

molded close to the required shape and<br />

then ground according to exact specifications.<br />

Über verschiedene Glasarten mit<br />

unterschiedlichem Brechungsindex und<br />

chemischen Eigenschaften werden zur<br />

Fertigung der Objektive eingesetzt.<br />

Die Gläser werden bereits in der benötigten<br />

Form geliefert und dann exakt<br />

nach Spezifikationen geschliffen.<br />

manufacturing of optical glasses. For example, the<br />

deviation from the nominal values for the highest<br />

quality, as published in the data sheet, is only<br />

±0.0001 for the refractive index and ±0.1 percent<br />

for the Abbe Number. “We are intolerant when it<br />

comes to tolerances,” says Cooke. Manufacturing<br />

camera objectives is rather complex. “Everything<br />

has to fit together perfectly. The system design, the<br />

quality of the optical glasses and the precision of<br />

grinding, polishing and refining,” explains Andreas<br />

Hädrich, Sales Director EMEA for <strong>SCHOTT</strong> Advanced<br />

Optics. “We employ the latest state-of-theart<br />

melting techniques and offer our long-time<br />

customer Cooke a broad range of high homogeneity<br />

optical glasses in the required specification.<br />

This enables us to manufacture lenses that deliver<br />

transitions from sharp to hazy areas that are as<br />

smooth as silk with brilliant color. This is simply<br />

ideal for creating unique cinema experiences,”<br />

he adds.<br />

The “Cooke Look” with its warm and natural<br />

colors is legendary in the film industry. “With our<br />

innovations, we have been shaping the beauty<br />

of motion pictures from the moment they were<br />

born until today’s digital revolution,” emphasizes<br />

Les Zellan, Chairman, and owner of Cooke Optics.<br />

For example, the company developed the zoom<br />

lens for film cameras, light-sensitive lenses and,<br />

most recently, the revolutionary /i-<strong>Technology</strong><br />

Protocol. It collects important metadata from<br />

the lens in order to provide the camera team and<br />

post-production crew with more accurate information.<br />

<<br />

thea.marcoux@schott.com<br />

und ± 0,1 Prozent bei der Abbe-Zahl. „Bei Toleranzen<br />

sind wir intolerant“, heißt es bei Cooke. Die<br />

Herstellung von Kameraobjektiven ist sehr<br />

komplex. „Alles muss optimal aufeinander abgestimmt<br />

sein. Die Konstruktion des Systems, die<br />

Qualität der optischen Gläser sowie die Präzision<br />

beim Schleifen, Polieren und Vergüten“, erklärt<br />

Andreas Hädrich, Sales Director EMEA bei<br />

<strong>SCHOTT</strong> Advanced Optics. „Wir setzen neuste<br />

Schmelzverfahren ein und bieten unserem langjährigen<br />

Kunden Cooke ein breites Portfolio an<br />

hochhomogenen optischen Gläsern in den geforderten<br />

Spezifikationen. Dies ermöglicht Objektive,<br />

die bei hoher farblicher Brillanz seidenweiche<br />

Übergänge vom Schärfe- zum Unschärfebereich<br />

schaffen – ideal für große Kinoerlebnisse.“<br />

Der „Cooke Look“ mit seinen natürlichen,<br />

warmen Farben ist in der Filmbranche legendär.<br />

„Seit der Geburtsstunde der bewegten Bilder bis zur<br />

heutigen digitalen Revolution prägen wir mit<br />

Innovationen die Ästhetik von Kinofilmen“, betont<br />

Les Zellan, Chairman und Eigentümer von Cooke<br />

Optics. So entwickelte man das Zoom-Objektiv<br />

für Filmkameras, lichtstarke Objektive und zuletzt<br />

das bahnbrechende /i-<strong>Technologie</strong> Protokoll: Es<br />

sammelt wichtige Metadaten des Objektivs, um<br />

Kameraleuten und Postproduktions-Teams akkurate<br />

Informationen zu liefern. <<br />

thea.marcoux@schott.com<br />

Photos Fotos : Cooke<br />

44


NEWS<br />

Multilayer Ceramic for High-<br />

Frequency Applications<br />

<strong>SCHOTT</strong> develops and manufactures housings<br />

for highly sophisticated high-frequency<br />

applications. The latest product is an HTCC<br />

ceramic feedthrough for QSFP transceivers<br />

for Gbit short distance communications.<br />

The miniaturized feedthroughs ensure an<br />

extremely high density interconnect solution<br />

for this high-frequency interface that delivers<br />

excellent HF performance. Key areas of<br />

application include fiber optic networks for<br />

data communications and enterprise data<br />

centers, as well as defense and aerospace. <<br />

thomas.zetterer@schott.com<br />

Multilagenkeramik für Hochfrequenz-Technik<br />

<strong>SCHOTT</strong> entwickelt und fertigt Gehäuse für<br />

anspruchsvollste Hochfrequenzanwendungen.<br />

Neustes Produkt ist eine HTCC-Keramikdurchführung<br />

für sogenannte QSFP-Transceiver<br />

in der -Gigabit-Kurzstreckenkommunikation.<br />

Die miniaturisierten hermetischen<br />

Bauteile ermöglichen eine extrem kompakte<br />

Aufbau- und Verbindungstechnik für diese<br />

Hochfrequenz-Schnittstelle mit sehr guten<br />

HF-Eigenschaften. Primäre Anwendungsgebiete<br />

sind Glasfasernetze für Datenkommunikation<br />

und Rechenzentren sowie Sicherheitsund<br />

Raumfahrtanwendungen. <<br />

thomas.zetterer@schott.com<br />

Photo Foto : <strong>SCHOTT</strong><br />

Prefillable Polymer Syringe for<br />

Infusion Therapy<br />

<strong>SCHOTT</strong> has expanded its range of <strong>SCHOTT</strong><br />

TopPac ® polymer prefillable syringes with a<br />

ml format that can be used in combination<br />

with syringe pumps for infusion therapy.<br />

TopPac ®<br />

prefillable syringes are compatible<br />

with various syringe pumps, and the exact<br />

outer diameter enables automated recognition<br />

by the syringe pumps. They are also<br />

compatible with intravenous devices, i. e.<br />

needleless luer access devices (NLADs). Optimized<br />

siliconization ensures consistent<br />

gliding forces for smooth drug application<br />

and also reduces the interaction of silicone<br />

with the drug during its shelf life. <<br />

christina.rettig@schott.com<br />

Photo Foto : Fresenius Kabi<br />

Vorfüllbare Polymer-Spritzen<br />

für Infusionstherapie<br />

<strong>SCHOTT</strong> hat sein Sortiment an <strong>SCHOTT</strong> TopPac ®<br />

Polymerspritzen um eine -ml-Spritze erweitert,<br />

die sich in Spritzenpumpen für die<br />

Infusionstherapie einsetzen lässt. Die vorfüllbaren<br />

Spritzen sind mit Pumpen verschiedener<br />

Hersteller kompatibel. Diese erkennen die<br />

TopPac ® Spritzen dank ihres exakten Außendurchmessers<br />

automatisch. Es ist außerdem<br />

möglich, die Polymerspritzen an Infusionsgeräte<br />

anzuschließen, etwa mit nadelloser<br />

Luer-Lock-Verbindung. Eine optimale Silikonisierung<br />

sorgt dafür, dass der Kolben<br />

gleichmäßig gleitet, und stellt außerdem<br />

sicher, dass die Wechselwirkung von Silikon<br />

und Medikament während der Lagerung<br />

gering ausfällt. <<br />

christina.rettig@schott.com<br />

Saunas with NEXTREMA TM<br />

The Austrian company sentiotec, a full-service<br />

supplier of wellness products that<br />

include sauna heaters and related supplies,<br />

is installing NEXTREMA TM glass-ceramic from<br />

<strong>SCHOTT</strong> in its infrared radiators. Thanks to its<br />

high heat resistance of up to degrees<br />

Celsius, this high-performance material is<br />

extremely well suited for installation as a<br />

cover for the radiators. The white glassceramic<br />

in particular is quite popular with<br />

users because it filters out a good share of<br />

the infrared A (IRA) radiation that causes<br />

wrinkling of the skin. <<br />

michael.glaninger@schott.com<br />

Saunieren mit NEXTREMA TM<br />

Die österreichische Firma sentiotec, Komplettanbieter<br />

im Wellnessbereich von Saunaöfen<br />

bis zu Saunazubehör, verbaut <strong>SCHOTT</strong><br />

NEXTREMA TM Glaskeramik in seinen Infrarotstrahlern.<br />

Dank der hohen Hitzebeständigkeit<br />

von bis zu Grad Celsius eignet sich<br />

das Hochleistungsmaterial sehr gut für den<br />

Einbau als Abdeckung der Strahler. Speziell<br />

die weiße Glaskeramik findet bei Anwendern<br />

großen Gefallen, da sie die Infrarot-A-Strahlung,<br />

welche die Faltenbildung der Haut<br />

unterstützt, zum großen Teil herausfiltert. <<br />

michael.glaninger@schott.com<br />

Photo Foto : sentiotec<br />

45


NEWS<br />

Hybrid Chip for Cell Imaging<br />

Sony DADC BioSciences, a global leader in<br />

the manufacturing of microstructured polymer<br />

products, and <strong>SCHOTT</strong> have pooled<br />

their expertise to develop a novel glasspolymer<br />

cell detection slide for high resolution<br />

cell imaging. This extremely robust<br />

and ultra-thin glass-plastic hybrid is ideal<br />

for confocal microscopy applications and<br />

delivers superior performance with respect<br />

to its flatness, thin chamber design and<br />

lowest background fluorescence. Additional<br />

products based on the hybrid design are<br />

expected to follow. <<br />

karola.koban@schott.com<br />

Anti-Reflective Glasses Protect Masterpieces by Dürer<br />

The Frankfurt Städel Museum will be presenting an impressive exhibition on the universal<br />

genius Albrecht Dürer entitled “Dürer. Art – Artist – Context” from now until the beginning<br />

of February . One of his most important woodcuts from the early th century, the three<br />

and a half meter high “Triumphal Arch for Emperor Maximilian I,” will be shown in its entirety.<br />

The sheets of paper that make up the masterpiece are protected by nearly invisible<br />

Photo Foto : <strong>SCHOTT</strong>/ Sony DADC<br />

Photo Foto : <strong>SCHOTT</strong>/ A. Sell<br />

AMIRAN ® glass panes from <strong>SCHOTT</strong>. Thanks to its high-tech, anti-reflective coating on both<br />

sides, the glass permits up to percent of the light to pass through unhindered and<br />

free from reflections. <strong>SCHOTT</strong> also supplied panes of anti-reflective, fully transparent<br />

MIROGARD ® PROTECT for framing other smaller works by Dürer. The glass reduces reflections<br />

within the visible spectrum to less than one percent and is completely neutral in color to<br />

fully preserve the brilliance of the glazed artworks and render them in true color. Furthermore,<br />

an integrated protective foil protects against harmful UV light. <<br />

thea.marcoux@schott.com<br />

Hybrid-Chip für Zelldiagnostik<br />

Sony DADC BioSciences, weltweit führend<br />

bei der Herstellung von mikrostrukturierten<br />

Polymer-Produkten, und <strong>SCHOTT</strong> haben ihr<br />

Know-how gebündelt und einen neuen Glas-<br />

Polymer-Objektträger für die hochauflösende<br />

Zelldiagnostik entwickelt. Der äußerst robuste<br />

und ultraflache Glas-Kunststoff-Hybrid-<br />

Chip eignet sich hervorragend für konfokale<br />

Mikroskopie-Anwendungen und bietet ausgezeichnete<br />

Werte hinsichtlich Ebenheit,<br />

dünnem Kammer-Design und niedrigster<br />

Hintergrund-Fluoreszenz. Weitere Produkte<br />

auf Basis des Hybrid-Designs sollen folgen. <<br />

karola.koban@schott.com<br />

Entspiegelte Gläser schützen Meisterwerke von Dürer<br />

Unter dem Titel „Dürer. Kunst - Künstler - Kontext“ zeigt das Frankfurter Städel Museum bis<br />

Anfang Februar eine hochkarätige Ausstellung zum Universalgenie Albrecht Dürer. Einer<br />

seiner bedeutendsten Holzschnitte aus dem frühen . Jahrhundert, die dreieinhalb Meter<br />

hohe „Ehrenpforte für Kaiser Maximilian I“, ist als Gesamtkunstwerk zu sehen. Die insgesamt<br />

Papierbögen des Meisterwerks werden geschützt mit einer nahezu unsichtbaren Verglasung<br />

aus AMIRAN ® Scheiben von <strong>SCHOTT</strong>. Das beidseitig entspiegelte Glas hat dank seiner unempfindlichen<br />

Hightech-Beschichtung eine ausgezeichnete Transmission und lässt bis zu Prozent<br />

des Lichts ungehindert und reflexionsfrei durch. Zur Bildverglasung kleinerer Dürer-<br />

Werke lieferte <strong>SCHOTT</strong> auch Scheiben aus entspiegeltem, völlig transparentem MIROGARD ®<br />

PROTECT. Das Glas reduziert die Reflexion im sichtbaren Spektrum auf unter ein Prozent und<br />

ist zugleich vollkommen farbneutral, so dass Kunstwerke originalgetreu wiedergegeben<br />

werden. Eine integrierte Schutzfolie schützt außerdem gegen schädliches UV-Licht. <<br />

thea.marcoux@schott.com<br />

46


Foundation Professorship<br />

Supported<br />

Starting with the winter semester <strong>2013</strong>, the<br />

Carl Zeiss Foundation, the sole owner of<br />

<strong>SCHOTT</strong> AG in Mainz and Carl Zeiss AG in<br />

Oberkochen, will be offering a foundation<br />

professorship on “Solid State Body Research<br />

– Oxidic Materials” at the University of Mainz.<br />

This will further extend the cooperation that<br />

started more than 20 years ago and has<br />

generated many new impulses in the area<br />

of material development. The focus of the<br />

foundation professorship will be on the<br />

development of sustainable functional materials<br />

that have specific application profiles<br />

and conserve resources in an area like<br />

modern energy technology, for instance. <<br />

ruediger.sprengard@schott.com<br />

Stiftungsprofessur gefördert<br />

Ab Wintersemester <strong>2013</strong> fördert die Carl-<br />

Zeiss-Stiftung, Eigentümerin der <strong>SCHOTT</strong> AG,<br />

Mainz, und Carl Zeiss AG, Oberkochen, an<br />

der Universität Mainz eine Stiftungsprofessur<br />

„Festkörperforschung – oxidische Materialien“.<br />

Diese ermöglicht einen weiteren Ausbau der<br />

über 20-jährigen Kooperation mit der Universität,<br />

aus der bereits viele Impulse in<br />

der Materialentwicklung entstanden sind. Im<br />

Fokus der Stiftungsprofessur steht die Entwicklung<br />

nachhaltiger, ressourcenschonender<br />

Funktionsmaterialien mit spezifischen<br />

Anwendungsprofilen wie etwa im Bereich<br />

der modernen Energietechnologien. <<br />

ruediger.sprengard@schott.com<br />

Photo Foto : JGU/ T.Hartmann<br />

HelioJet Approved for<br />

the Airbus A320<br />

The first development that has arisen from<br />

the collaboration between Lufthansa Technik<br />

and <strong>SCHOTT</strong>, the LED aircraft cabin lighting<br />

system HelioJet, can now be experienced<br />

on actual flights. The European aviation authority<br />

EASA recently granted approval by<br />

issuing a Supplemental Type Certificate (STC)<br />

for the A320 family. Now, HelioJet can be<br />

found in an Airbus A319 that flies continental<br />

routes. Thanks to its white light, it creates an<br />

extremely homogeneous and pleasant atmosphere<br />

on board and significantly reduces<br />

maintenance costs. The product requires only<br />

about one-fifth as many light-emitting<br />

diodes as other LED solutions. <<br />

andreas.uthmann@schott.com<br />

HelioJet erhält Zulassung<br />

für Airbus A320<br />

Die erste in der Kooperation von Lufthansa<br />

Technik und <strong>SCHOTT</strong> entstandene Entwicklung,<br />

die LED-Kabinenbeleuchtung HelioJet,<br />

ist seit kurzem im Streckenbetrieb erlebbar.<br />

Die europäische Luftfahrtbehörde EASA erteilte<br />

die Zulassung mit dem Supplemental<br />

Type Certificate (STC) für die A320-Familie.<br />

HelioJet ist nun in einem Airbus A319 auf<br />

Kontinentalflügen unterwegs und sorgt dabei<br />

mit weißem Licht für eine äußerst homogene,<br />

angenehme Kabinenbeleuchtung sowie<br />

für deutlich reduzierte Wartungskosten.<br />

Das Produkt benötigt nur rund ein Fünftel<br />

der Leuchtdioden anderer LED-Lösungen. <<br />

andreas.uthmann@schott.com<br />

Photo Foto : schott<br />

IMPRINT IMPRESSUM<br />

<strong>Edition</strong> 2 / <strong>2013</strong>, Volume 8<br />

Ausgabe 2 / <strong>2013</strong>, 8. Jahrgang<br />

solutions the schott technology magazine<br />

is published twice each year in both English and<br />

German as well as Spanish and Portuguese.<br />

solutions the schott technology magazine<br />

erscheint zweimal jährlich, jeweils zweisprachig<br />

in Englisch und Deutsch sowie Spanisch und<br />

Portugiesisch.<br />

Circulation / Auflage: 17,000<br />

Online edition / Online-Ausgabe:<br />

www.schott.com/solutions<br />

Publisher / Herausgeber:<br />

schott ag<br />

Public Relations<br />

Hattenbergstrasse 10<br />

D-55122 Mainz<br />

www.schott.com<br />

Responsible for the content:<br />

Verantwortlich für den Inhalt:<br />

Klaus Hofmann<br />

Editor-in-chief / Chefredakteurin:<br />

Christine Fuhr<br />

Phone / Telefon: +49-(0) 61 31/66-4550<br />

e-mail / E-Mail: info.cpr@schott.com<br />

Co-editor / Redaktionsunterstützung:<br />

Thilo Horvatitsch textkommunikation, Budenheim<br />

Design and lithography:<br />

Gestaltung und Lithografie:<br />

Designagentur Wagner, Mainz<br />

Printing preparations / Druckvorstufe:<br />

Knecht GmbH, Ockenheim<br />

Printing / Druck:<br />

Schmidt printmedien GmbH, Ginsheim-Gustavsburg<br />

Reprinting these articles (texts and illustrations)<br />

or excerpts thereof requires the expressed written<br />

permission of the publisher.<br />

Nachdruck von Beiträgen (Texte und Bilder), auch<br />

auszugsweise, nur mit schriftlicher Genehmigung<br />

des Herausgebers.<br />

The following product names are trademarks<br />

of schott ag or other companies of the schott<br />

Group and registered in certain countries:<br />

Nachfolgende Produktnamen sind in verschiedenen<br />

Ländern eingetragene Marken der schott ag<br />

bzw. anderer Unternehmen des schott Konzerns:<br />

schott ® , Amiran ® , Borofloat ® , fiolax ® ,<br />

mirogard ® , novolay ® , Pyranova ® , robax ® ,<br />

<strong>SCHOTT</strong> Toppac ® , XeNSATION ® , zerodur ® .<br />

SERVICE FOR READERS LESERSERVICE<br />

If you are interested in receiving solutions<br />

free-of-charge on a regular basis or would like<br />

to receive a free copy, please send an e-mail to:<br />

Wenn Sie solutions regelmäßig<br />

kostenlos beziehen<br />

oder ein Probeexemplar<br />

erhalten möchten, wenden<br />

Sie sich bitte an:<br />

info.cpr@schott.com<br />

47


The future of advanced solutions starts<br />

with <strong>SCHOTT</strong> special glass today<br />

<strong>SCHOTT</strong> is an international technology group with more than 125 years of experience<br />

in the areas of specialty glasses and materials and advanced technologies.<br />

We support our customers worldwide with technological expertise in our main markets,<br />

which include the home appliance, pharmaceutical, electronics, optics,<br />

solar power, transportation and architectural industries.<br />

To find out more about our advanced innovations,<br />

visit www.schott.com

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