K. Rettschlag
F. Kranert
S. Stieß
M. Hinkelmann
P. Jäschke
J. Neumann
S. Kaierle
D. Kracht
R. Lachmayer

Generative Fertigung von Quarzglas-Lichtwellenleitern und Volumenkörpern mittels Laser Glass Deposition

Berichtsband Clausthaler Zentrum für Materialtechnik
Shaker
Düren
4-14
2023
Type: Buchkapitel
Abstract
Die Integration miniaturisierter optischer Komponenten in photonischen Systemen hat in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Die kommt besonders durch die stetige Weiterentwicklung und Individualisierung technischer und opti-scher Bauteile zustande. Die additive Fertigung gilt als vielversprechende Produkti-onstechnologie für die integrierte Photonik. Sie erlaubt die Herstellung individuali-sierter Strukturen mit hoher Funktionalität und geometrischer Flexibilität. Kommer-zielle additive Fertigungsverfahren für Metalle und Kunststoffe sind dabei bereits industriell etabliert, während Verfahren für die additive Fertigung von Glas nahezu ausschließlich im wissenschaftlichen Umfeld existieren. In diesem Beitrag wird das Auftragschweißen von kernlosen Quarzglasfasern mit einem Durchmesser von 400 μm auf ein Glassubstrat mittels CO2-Laserstrahlung im sogenannten Laser Glass Deposition (LGD) Verfahren demonstriert. Dabei werden zum einen Lichtwellenlei-ter erzeugt sowie charakterisiert und zum anderen der Aufbau von Schichtstrukturen für Volumenkörper aus den Fasern untersucht. Aufgrund der Materialeigenschaften von Glas müssen hierfür unterschiedliche Herausforderungen adressiert werden. Ins-besondere die mechanischen und thermischen Eigenschaften sowie das Viskositäts-verhalten sind hierbei anspruchsvoll in der Handhabung. Die Prozessparameter, die dabei dokumentiert werden, bilden die Grundlage für die additive Fertigung indivi-dualisierter photonischer Systeme.