Optik & Photonik

Hochdynamischer Laserfokussierungsmechanismus

Die im Folgenden beschriebene Technologieplattform ist für optische Anwendungen konzipiert, die hohe Anforderungen an Beschleunigung, Genauigkeit, Frequenz oder Lebensdauer stellen. Durch eine Relativbewegung in derselben Hohlwelle ermöglicht es dieses neue Produkt, Linsen in perfekter Koaxialität zu bewegen. Um bei der Integration des Optiksystems in die Maschine eine gute Rechtwinkligkeit von wenigen Zehntel Grad zu gewährleisten, werden Flansch und Hohlwelle aus einem Stück und in einer Aufspannung gefertigt.

 

Durch die Optimierung der Toleranzkette zwischen den Optikelementen ist das System in der Lage, eine mikrometergenaue Positionierung zu erzielen. Die tiefgehenden, auf langjähriger Erfahrung in der Lager- und Systemtechnik basierenden Fertigungs- und Montagekenntnisse ermöglichen hier einen ausgezeichneten Kompromiss zwischen Präzision und Steifigkeit der gesamten Führungseinheit. Ausgestattet mit einem innovativen Kraftübertragungssystem, das mit Hilfe magnetischer Exzenterscheiben die rotatorische in eine translatorische Bewegung umwandelt, macht dieses System zu einem einzigartigen Produkt auf dem Markt.

 

Diese Technologie kann leicht an andere Größen und Spezifikationen angepasst werden. Die bisher getesteten Systeme erfüllen die folgende Spezifikation (pro Linse):

  • Hub ±1,5 mm;
  • Auflösung: 1 µm;
  • Frequenz: bis zu 50 Hz;
  • Beschleunigung: bis zu 15 g;

 

Abhängig von der Spezifikation für Ihre Anwendung, können die folgenden Faktoren angepasst werden:

  • Motorenauswahl entsprechend den Anforderungen an Frequenz, Geschwindigkeit und Beschleunigung;
  • Nocken- und Kugellagertyp (mit oder ohne Kugelrückführung) je nach gewünschtem Hub;
  • Art des Encoders und Ansteuerung entsprechend der gewünschten Auflösung. Open-Loop-Schrittmotor mit Referenzsensor, Drehgeber auf der Rückseite des Motors oder Linearsensor auf den Objektivhaltern;
  • Abmessungen des Führungssystems angepasst an das Optiksystem, insb. Größe und Anzahl der (Gruppen von) beweglichen Linsen. Unser Standard-Produktprogramm an Linearkugellagern reicht hierbei von 1,5 mm bis 6 mm für die Edelstahlversion und bis zu 25 mm für die wirtschaftliche Kunststoff-Version (Innendurchmesser);
  • Adaption der Flanschmaße zur Integration der (Gruppen von) Festlinsen;
  • Faltenbälge, wenn die Anwendung ein hohes Maß an Sauberkeit erfordert.

 

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Miniaturlinsenaktuator

In der Augentomographie sowie bei Katarakt-Operationen ist eine sehr präzise Fokussierung des Laserstrahls unabdingbar. MPS hat miniaturisierte und sehr präzise Linsen-Aktuatoren für die die Augenheilkunde entwickelt.

 

Diese Aktuatoren bestehen aus einem Kleinstmotor von 6 mm Durchmesser, einer vorgespannten Spindel-Mutter-Kombination und einer Linearführung. Das System ist so ausgelegt, dass es die fehlerhafte Ausrichtung der Achsen kompensieren kann. Die anspruchsvollste Anforderung besteht darin, von einer Messung zur anderen den Nullpunkt mit einer Genauigkeit von 1 µm wiederzufinden.

 

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Führungssystem

MPS entwickelte hier ein System zur hochgenauen Linearverschiebung einer Linse, die von einem Laserstrahl durchquert wird. Der Aktuator besteht aus einer Kugelumlaufspindel und zwei Linearlager, welche bei der Verschiebung die perfekte Ausrichtung der Linse zur Achse sicherstellen. Die Genauigkeit der linearen Positionierung beträgt 1 µm.

 

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