9. Oktober 2018

„Wir bieten heute passgenaue Lösungen statt reiner Hardware“


				
					Dr. Reinhard Luger

Der Standort Lübeck von Coherent entwickelt und produziert optisch gepumpte Halbleiterlaser und diodengepumpte Festkörperlaser. Geschäftsführer Dr. Reinhard Luger hat die Zielmärkte Mikroelektronik/ Halbleiter, Biophotonik und Additive Manufacturing genau im Blick. Im Interview spricht er über technologische Anforderungen in diesen Märkten, die Bedeutung von Plattformen und modularer Bauweise sowie über die Treiber des zuletzt außergewöhnlichen Wachstums von Coherent.

Herr Dr. Luger, welche Rolle spielt der Standort Lübeck im Coherent-Konzern?

Dr. Reinhard Luger: Unsere Geschichte reicht bis in die 1980er Jahre zurück. Schon damals begann das Gründerteam der damaligen ADLAS GmbH mit der Entwicklung und Fertigung diodengepumpter Festkörperlaser; unter anderem frequenzverdoppelte grüne Laser. Das war eine zukunftsweisende Technik. Coherent wurde darauf aufmerksam, hat die Firma 1995 übernommen. Heute entwickeln und fertigen wir hier vor allem optisch gepumpte Halbleiterlaser (OPSL – Optical Pumped Semiconductor Laser) und diodengepumpte Festkörperlaser (DPSS – Diode-Pumped Solid State Laser). Wir sind einer der größten Geschäftsbereiche im Coherent Konzern – und sind ein Vorzeigestandort, was das Lean-Management betrifft. Wir entwickeln unsere Produkte und die Fertigungsmittel im Gleichschritt und legen den Fokus dabei auf die Flexibilität der Anlagen, um schnell in hohe Stückzahlen und optimale Auslastung zu kommen.


Was sind Ihre wichtigsten Zielmärkte?

Wir sind in drei Hauptsegmenten tätig: Mikroelektronik und Halbleiterindustrie, Life-Science und Biophotonik sowie Additive Manufacturing. Die Halbleiterbranche nutzt unsere Laser in erster Linie für die Inspektion von strukturierten und unstrukturierten Wafern. Hier sind UV-Laser mit sehr langer Lebensdauer und hoher Zuverlässigkeit gefragt. Bei unseren heutigen Systemen liegen über 20.000 Betriebsstunden zwischen den Wartungen. Neben der Inspektion sind unsere Laser in der Halbleiterfertigung auch beim Ablatieren, Schneiden oder der Dünnfilm-Belichtung im Rahmen der Leiterplattenherstellung im Einsatz. Diese werden lithographisch beschichtet, per UV-Laser belichtet ehe im Ätzverfahren die Leiterbahnen aufgebracht werden. Gerade große, viellagige Leiterplatten sind mit diesem Verfahren günstig herstellbar. Laser-Markieren ist eine weitere wichtige Anwendung in der Mikroelektronik. Unser zweitgrößtes Marktsegment ist die Bioinstrumentation, wo Laser vor allem der Fluoreszenzanregung in Geräten zur medizinischen Diagnose sowie in der Mikroskopie dienen. Hier bedarf es kleiner Laser mit möglichst geringer Wärmeabgabe, hoher Strahlqualität und einer großen Auswahl an Wellenlängen. Der dritte Bereich ist Additive Manufacturing mit Fotopolymeren, wo unsere schnell schaltbaren Q-Switch-Laser zum Einsatz kommen.


Was unterscheidet die OPSL- und DPSS-Technologie, und was sind die jeweiligen Stärken?

Der Hauptunterschied besteht darin, dass diodengepumpte Festkörperlaser (DPSS) einen mit seltenen Erden dotierten Festkörperkristall pumpen. Die optisch gepumpten Halbleiterlaser (OPSL) pumpen dagegen eine ternäre Quantum-Well Struktur aus Indium-Gallium-Arsenid (InGaAs). Letztere ist sehr dünn und lässt sich effizient kühlen, wodurch im OPSL-Betrieb auch bei hoher Pumpleistung kaum thermische Linsen entstehen. Das kommt dem Leistungsspektrum und der Strahlqualität zugute. Eine weitere Stärke der OPSL: Ihre Quantum-Well Struktur erlaubt es, Licht über ein breites infrarotes Spektrum hinweg zu erzeugen und per Frequenzverdopplung in sichtbares Licht von blau bis orange zu wandeln. So ist es vergleichsweise einfach, Laser für spezifische Wellenlängen zu designen oder über größere Wellenlängenbereiche durchstimmbar auszulegen. Das eröffnet neue Möglichkeiten in der Spektroskopie und Fluoreszenz-Mikroskopie. Hier kommt ein weiterer Vorteil der OPSL-Technik zum Tragen: Sie können diese Laser bis auf ein Prozent ihrer Nennleistung herunterregeln, ohne dass sie instabil werden. Der Dimmbereich kristallbasierter Laser liegt eher zwischen 90 und 100 Prozent.


Sie sprachen die additive Fertigung bereits an. Welche Anforderungen stellt sie an Laser?

Wir sind wie gesagt im Kunststoffbereich aktiv, genauer in jenen Verfahren, in denen UV-Laser Epoxidharze vernetzen. Neben den üblichen Anforderungen wie Lebensdauer, Zuverlässigkeit oder Integration in enge Bauräume ist Zweierlei wichtig: Der Strahl muss über einen langen Fokusbereich hinweg rund sein. Beim Verschieben über die x- und y-Achse darf keinerlei Verzerrung ins Elyptische auftreten, weil dies unmittelbare Auswirkungen auf die Bauteilpräzision hätte. Die zweite spezifische Anforderung ist hohe Leistungsstabilität im schnell geschalteten Betrieb. Der Laser wird während der Bauteilbelichtung permanent ein- und ausgeschaltet, wobei seine volle Leistung beim nächsten Puls schlagartig bereitstehen muss. Zeit zum Einschwingen gibt es im additiven Prozess nicht, da sich jede Leistungsschwankung sofort und dauerhaft auf die Bauteilqualität auswirkt.


Biowissenschaften und Mikroelektronik stoßen in neue Sphären vor. Beide brauchen präzise und zugleich flexible Lichtquellen. Wie gelingt dieser Spagat trotz des hohen Kostendrucks?

Tatsächlich erleben wir mit der Durchfluss-Zytometrie, der konfokalen Mikroskopie oder der DNA-Sequenzierung, die heute Gesamtgenom-Sequenzierung binnen Stunden für wenige hundert Euro ermöglicht, rasante Fortschritte. Hier geht die Nachfrage in Richtung einer steigenden Palette an Wellenlängen und Systemen, die Optiken, mechanische Komponenten und mehrere Laser integrieren; dies gerade mit Blick auf Multiparameter-Analysen. Im Halbleiterbereich sind die Dimensionen ebenfalls kaum mehr vorstellbar. In der Wafer-Inspektion ist die Aufgabe der Fehlererkennung damit vergleichbar, binnen 20 Sekunden einen Golfball in der Sahara zu finden – und zwar mit 99,8 Prozent Treffsicherheit und noch höherer Fehlergenauigkeit. Solche Anwendungen stellen auch an unsere Laser immer höhere Anforderungen. Unser Ansatz, um höchste Präzision und Flexibilität wirtschaftlich tragfähig umzusetzen, sind Plattformen. Die Parallelentwicklung von Produkt und Fertigungsmethodik erlaubt es uns, verschiedenste Produkte in gleicher Bauart zu realisieren und diese kostengünstig auf einer gemeinsamen Fertigungsplattform zu produzieren. Dazu gehören der Einsatz möglichst vieler Gleichteile, Prozessautomatisierung und ein hoch entwickeltes Qualitätsmanagement. Wobei uns die steigenden Präzisionsanforderungen in messtechnische Grenzbereiche führen. Im Bereich der UV-Laser fehlen beispielsweise Messmittel, die präzise genug sind, um die erforderlichen Strahlqualitäten zu messen und nachzuweisen. Hier suchen wir – teils in Eigenentwicklung – nach Lösungen.


Anwender in den Life-Sciences sind oft keine Laserexperten. Wie können sie den Überblick über die immer vielfältigere Lichtquellen und photonischen Verfahren behalten?

Das ist in der Tat eine Herausforderung. Wir müssen Kunden hier gezielt unterstützen, sie im Vorfeld der Anschaffung von Lasersystemen beraten und Geräteherstellern die Möglichkeiten unserer unterschiedlichen Laser vermitteln. Unsere Ingenieure gehen hierfür oft direkt in die Entwicklungs- und Serviceabteilungen unserer Kunden und unterstützen sie bis hin zum Layout der optischen Designs. Wir bieten heute statt reiner Hardware passgenaue Lösungen für die Probleme, die unsere Kunden jeweils adressieren.


Eine letzte Frage: Coherent meldete zuletzt enormes Wachstum. Was sind neben der Rofin- Übernahme die wichtigsten Treiber?

Der jüngste Umsatzsprung ist natürlich in erster Linie auf die Akquisition zurückzuführen, mit der sich Coherent im Bereich der Hochleistungsfaserlaser und Lasermaterialbearbeitungssysteme verstärkt hat. Doch auch andere Geschäftsbereiche wachsen. Etwa unsere LineBeam-Annealing-Systeme, die in der Fertigung von Polysilizium (LTPS)-Bildschirmrückwänden gefragt sind. Dieses Geschäft wird durch die weltweit steigende Nachfrage nach Mobilgeräten getrieben. Wir wachsen organisch und verstärken uns durch Zukäufe, um unser technologisches Spektrum zu erweitern. Die Übernahme von Lumera Laser im Jahr 2012 ist ein gutes Beispiel. Ihr einzigartiges Knowhow im Bereich ultraschneller Festkörperlaser hat sich als tolle Ergänzung erwiesen. Coherent hat die globale Infrastruktur und das unternehmerische Knowhow, um solche innovativen Technologien schnell zum weltweiten Erfolg zu führen.

 
 
 
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