Optische Systeme und Komponenten

Die Entwicklung von optischen Komponenten und Systemen steht eng in Verbindung mit den hier vorgestellten Projekten aus dem Bereich der laseroptischen Meßtechnik.

Die Entwicklung neuer und robuster Meßmethoden ist nur mit speziell entwickelten optischen Komponenten möglich.

Das umfaßt opto-elektronische sowie opto-mechanische Komponenten. Dabei nehmen Lichtquellen und Lichtdetektoren mit modernen Halbleiterbauelementen eine zentrale Rolle ein.

• Entwicklung und Fertigung von opto-elektronischen Systemkomponenten, z.B. schnelle Photodetektoren und schnelle gepulste Laserlichtquellen.

• Elektronische Signalkonditionierung und elektronische Steuerungssysteme in Lichtdetektoren und Lichtquellen (Laserdioden).

• Entwicklung und Fertigung sehr schneller aktiver Lichtdetektoren basierend auf Avalanche-Photodioden. Technische Daten:

  • Spektralbereich: 400-1000 nm

  • Empfindlichkeit: \symbol{'176} 30kV/W

  • Elektrische Signal-Anstiegszeit: <0.5ns

• Hochspannungs Module ohne Transformatoren und Induktivitäten. Technische Daten:

  • Spannungsbereich: U_HV=100..220V

  • Strom: I_HV=0..5mA

• Entwicklung von schellen passiven und aktiven Lichtdetektoren unter Verwendung von PIN Photodioden mit mittlerer und großer aktiver Fläche. Technische Daten (siehe Beispiel in Abbildung Figure 5):

  • Spektralbereich: 400-1000 nm

  • Empfindlichkeit: \symbol{'176} 300V/W

  • Elektrische Signal-Anstiegszeit: 1ns ... 15ns

• Entwicklung und Fertigung von gepulsten Laserdiodenmodulen mit speziellen Puls-Laserdioden. Technische Daten:

  • Laserwellenlänge: 905 nm

  • Spitzenleistung: 100mW-100W

  • Pulsdauer: 2ns - 50ns

• Konventionelle bipolar/MOSFET Transistor Laserdioden Treiber mit variabler Pulsbreite und Diodenstrom.

• Entwicklung von Laser Steuerungen mit Spitzenströmen bis zu 100 A.

• HF-Modulation von Laserdioden bis zu einer Grenzfrequenz von 1GHz.

• Entwicklung von applikationsspezifischen Digitallogiksystemen für die optische Meßtechnik, Steuerung, Datenakquisition und Datenverarbeitung.

  Implementierungsplattformen nutzen die FPGA-Technologie und ASICs. Mit applikationsspezifischen Digitallogiksystemen können Steuerungs- und Datenverarbeitungssysteme mit geringen Energiebedarf, geringer Baugröße und hoher Performanz (Datendurchsatz und Latenz, z.B. in der Regelung von Laserdioden notwendig) erreicht werden.

  Die Entwicklung vollständier Steuerungs- und Datenverarbeitungssysteme erfodert:

  • Schaltkreisentwurf (FPGA/ASIC Technologie) mit 1. Modellierung des Digitallogiksystems auf Hardware-Ebene mit Verhaltenssparche wie VHDL oder Verilog, 2. mit Highlevel-Synthese-Verfahren auf algorithmischer Ebene, z.B. mit der Programmiersprache ConPro, einer Eigenentwicklung.

  • Elektronik- und Leiterplattenentwurf (SMD und BGA Technologien, mehrlagige Leiterplatten)

  • AD- und DA-Umsetzer

Figure 5:

Beispiel eines aktiven PIN-Detector-Moduls (PDR01).