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Reinraum- und Reinheitstechnik in der Optik und Lasertechnologie

Der Begriff ‚Optik‘ stammt laut Duden aus dem Griechischen und bedeutet wörtlich übersetzt „das Sehen betreffende (Lehre).“ Dabei wird hauptsächlich auf die Wissenschaft vom Licht, seiner Entstehung, Ausbreitung und seiner Wahrnehmung eingegangen.

Bei kaum einem anderen Fertigungsprozess treten prozessbedingt so viele Partikel auf, wie beim Polieren von Optiken. Hierbei geht es aber nicht ausschließlich darum, die Partikelanzahl zu reduzieren, die zum Polieren genutzt werden, sondern vielmehr darum, das Hinzukommen von Fremdpartikeln, die nicht aus dem Poliermittel stammen, und die Mikrokratzer beim Polieren verursachen und die Qualität somit negativ beeinflussen können, zu verhindern. 

Wie sich die Forderungen nach einer reinen Umgebung in der Optikbranche bemerkbar machen, können Sie auch in unserem Blogbeitrag nachlesen.

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Welche Anforderungen werden an die Reinraum- und Reinheitstechnik gestellt?

Luftreinheit

Um eine hohe und gleichbleibende Produktqualität sicherzustellen, werden im Optik- und Laserbereich immer höhere Anforderungen an die Reinheit gestellt. Die Luftreinheit spielt dabei nicht nur bei der Partikelanzahl sondern auch in Bezug auf die Zusammensetzung der Partikel eine entscheidende Rolle. Auch molekulare Kontaminationen rücken mehr und mehr in den Fokus.

Elektrostatik, EMV

Alle verwendeten Bauteile sollten elektrostatisch ableitfähig sein, um so den Einfluss durch Entladung oder elektromagnetische Beeinflussung zu minimieren. Daher sollten entsprechende Komponenten ausgewählt werden.

Laserschutz

Unter Umständen wird zusätzlicher Laserschutz notwendig. An dieser Stelle sei zu erwähnen, dass Laserschutzfolien als Raumabtrennung keinen 100 %igen Schutz vor der Laserstrahlung bieten. Man kann nicht gewährleisten, dass diese Folien Laserbereiche zu ihrer Umgebung lückenlos abtrennen. Zudem sind diese Folien aufgrund ihrer Flexibilität schlecht zu reinigen.

Streulichteffekte

… sollten vermieden werden, um Prozesse unter definierten Lichtquellen durchführen zu können. Hierfür müssen Streulicht und Reflexionen vermieden werden. In der Optikfertigung wird die Qualitätsprüfung häufig unter Schräglicht durchgeführt. Störlicht muss hierbei zwingend verhindert werden.

Muss es immer ein Reinraum sein? Mit dieser Thematik beschäftigen wir uns in unserem Blogbeitrag „Reinraumtechnik bei Laseranwendungen“.

Welche Alternativen gibt es?

Minienvironments – ein Beispiel Minienvironment

In einem Forschungsbereich sollten mehrere untereinander verbundene optische Tische mit einer Einhausung ausgestattet werden. Eine Luftreinheitsklasse ISO 6, keinerlei Verbindungen zum optischen Tisch, klappbare Luftleitschürzen aus ableitfähigem Einscheibensicherheitsglas für einen ungehinderten Zugang und Beleuchtung ohne EMV-Beeinflussung mussten dabei beachtet werden. All dies konnte mit einem mehrteiligen Minienvironment gelöst werden.

Weitere Vorteile eines Minienvironments finden Sie hier


Laseranwendung mit einer höheren Laserleistung

Bei Reinheitslösungen mit einer höheren Laserleistung gilt es zwei verschiedene Dinge zu beachten:

  1. Der Laserschutz muss umfassend und lückenlos gewährleistet sein. Dies wird mit entsprechenden Laserschutzfenstern realisiert, um den Einblick in den Prozessraum gewährleisten zu können, sofern dieser notwendig ist.
  2. Laser werden meist in Verbindung optischen Systemen verwendet. Die Oberflächen der Optiken sind deshalb einer hohen Energie durch den Laserstrahl ausgesetzt. In Verbindung von der hohen Laserleistung mit dem Vorhandensein von Kohlenwasserstoffen und anderen molekularen Verbindungen in der Luft, werden diese „aufgecrackt“ und brennen sich dann als Kohlenstoff in die optischen Oberflächen ein. Dies hat einen erhöhten regelmäßigen Reinigungsaufwand zur Folge. Mit einer entsprechenden Luftfilterlösung für diese Anwendungen lässt sich der Zyklus zwischen den einzelnen notwendigen Reinigungen vergrößern.


Schwarze Flächenelemente für einen besseren Schutz vor Fremdlicht

Jede reine Umgebung kann mit schwarzen Flächenelementen ausgestattet werden. Diese bieten einen optimalen Schutz vor Fremdlicht und verhindern Reflexionen, die den Prozess und dessen Qualität stören können.


Lüfter-Filter-Module mit schwarzem Filtermedium 

Oft werden Messungen nah am Filtermedium durchgeführt, um eine möglichst hohe Luftreinheit zu ffu-schwarz-1erzielen. Problematisch bei herkömmlichen weißen Filtern ist jedoch das Helligkeitsniveau, welches durch Streulicht ausgelöst wird und den Messprozess massiv stören und verfälschen kann. Alternativ hierzu hat COLANDIS ein schwarzes Lüfter-Filter-Modul entwickelt, welches auch einen schwarzen Filter besitzt. Mit diesem komplett schwarzen Modul kann eine Reduzierung der Reflexion um mehr als 90 % erzielt werden.

Zu unserem Blogbeitrag „Lüfter-Filter-Modul (FFU) mit schwarzer Filterfläche“.

COLANDIS als Ihr Ansprechpartner für Ihre reine Umgebung

In der Optik- und Laserindustrie müssen die Fertigungsbereiche nicht nur rein sondern auch dunkel sein. Reflexion und Streulichteffekte müssen verhindert und eliminiert werden. Hierbei unterstützen wir Sie gern und finden mit Ihnen gemeinsam die passende Lösung für Ihren Prozess.

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