Leiter Vertrieb und Marketing

Jonas Nicoll
Leiter Vertrieb und Marketing

telefon +49 7121 894-181
jonas.nicoll@berghof.com

Branche Photonik

Photonik

Die Photonik, also die Wissenschaft und die Technologie des Lichts, ist eine der wichtigsten Wachstums- und Zukunftsbranchen – und dieser positive Trend wird sich in den kommenden Jahren sogar noch verstärken. Kein Wunder, dass die Europäische Kommission die Photonik schon 2009 als eine der fünf „Key Enabling Technologies“ für die erfolgreiche Zukunft von Europa identifiziert hat – und sie entsprechend fördert. Nach rund 20 Jahren Erfahrung mit photonischen Fragestellungen können wir sagen, dass kein Weg an Optopolymer® und dessen diffusen Reflexionseigenschaften vorbeiführt. Deshalb sind unsere Komponenten und optischen Materialien in zahlreichen Industrien quer über den Globus zunehmend gefragt und bewähren sich in den unterschiedlichsten Einsatzgebieten immer wieder aufs Neue.

Die erste Wahl für viele photonische Einsatzgebiete: Optische Materialien und Beschichtungen von Berghof

Seit über 50 Jahren entwickelt Berghof gemeinsam mit seinen Kunden Produkte und Materiallösungen aus dem Hochleistungskunststoff Polytetrafluorethylen (PTFE). Damit gehören wir zu den absoluten Pionieren auf diesem Gebiet. Auch die Photonik beschäftigt uns schon seit geraumer Zeit. Bereits vor über 20 Jahren haben wir damit begonnen, speziell für den Einsatz in optischen Anwendungen optimierte Materiallösungen auf der Basis unseres PTFE zu entwickeln.

Nach vielen Jahren Erfahrung aus zahlreichen Anwendungsgebieten wissen wir: Optopolymer® PTFE von Berghof besitzt durch seine einzigartige Oberflächenstruktur ideale Eigenschaften für verschiedene Anwendungen im Bereich Photonik und insbesondere der Optischen Messtechnik. Wenn sehr große Flächen über diffus-reflektierende Eigenschaften verfügen sollen, also zum Beispiel bei großflächigen Reflektorpanelen für das Kalibrieren von Sensoren, kommt aus unserer Sicht als Alternative aber auch eine Beschichtung aus Bariumsulfat (Optopolymer® BaSO4) in Betracht.

Denn Bariumsulfat-Beschichtungen lassen sich, wie ein Lack, einfach auf die Oberfläche aufsprühen, weil wir das Material als sprühfertige Dispersion verarbeiten. Allerdings hat diese Technik auch einen gravierenden Nachteil, zusätzlich zu der im Vergleich zu Optopolymer® PTFE etwas geringeren diffusen Reflexion: Bariumsulfat-Beschichtungen unterliegen abrasivem Verschleiß, das heißt sie sind gegen mechanische Beanspruchungen wie zum Beispiel Schmirgeln oder Spanen deutlich weniger widerstandsfähig als Optopolymer® PTFE. Sie sind sich unschlüssig, ob für Ihre Anwendung eher Optopolymer® PTFE oder eine Bariumsulfat-Beschichtung die richtige Wahl ist? Unsere Experten kennen aus ihrer langjährigen Praxis mit photonischen Anwendungen die Antwort und beraten Sie gerne!

Einzigartige Eigenschaften für die Photonik

Wir fertigen unser Optopolymer® PTFE aus gesintertem, hochreinem Suspensions PTFE. Auswahl des Granulats, Rezeptur, Verarbeitung – es braucht viel Erfahrung und moderne Fertigungstechnologien, um diesem Material dauerhaft die begehrten Eigenschaften für photonische Anwendungen, sprich die einzigartige Oberflächenstruktur, mit auf den Weg zu geben. Optopolymer® PTFE von Berghof bietet die höchste bekannte, diffuse Reflexion von bis zu über 99 Prozent in einem sehr weiten Spektralbereich von 250 – 2500nm, also im UV-VIS-NIR-Bereich.
Das Reflexionsverhalten ist zudem nahezu ideal-lambertianisch, das heißt die Strahlstärke des Lichts ist annähernd idealtypisch halbkugelförmig verteilt. Diese diffuse Reflexion tritt dabei nicht nur an der Oberfläche des transluzenten Materials auf – Optopolymer® PTFE wirkt als Volumenreflektor: Das auf die Oberfläche auftreffende Licht wird auch in den unmittelbar unter der Oberfläche liegenden Bereichen nahezu ideal-lambertianisch verteilt und reflektiert.

Langlebig, robust und formstabil

Optopolymer® PTFE von Berghof ist anderen Materialien aber nicht nur in den optischen, sondern auch in vielen anderen Eigenschaften um Längen überlegen. So ist unser Optopolymer®, wie unser virginales Polytetrafluorethylen, extrem UV-stabil, wasserabweisend und gegen nahezu alle chemischen Verbindungen beständig. Dadurch sind die von Berghof hergestellten Optischen Materialien und Beschichtungen sehr langlebig und widerstandsfähig gegenüber Umwelteinflüssen. Eines der wesentlichen Merkmale unseres Optopolymer® PTFE ist seine mechanische Festigkeit. Durch das Verarbeiten im Press-Sinter-Prozess erhält es seine robuste Materialstruktur, vergleichbar mit der von HD Polyethylen. Diese Struktur sorgt für eine gute mechanische Bearbeitbarkeit. Dadurch sind wir in der Lage, für Sie selbsttragende Lösungen zu entwickeln und zu fertigen, die denen einfacher reflektierender Oberflächen wie Lacken mit beigefügten reflektierenden Pigmenten oder Titanoxid-Beschichtungen nicht nur im diffusen Reflexionsverhalten, sondern vor allen Dingen auch in der Haltbarkeit weit überlegen sind und gleichzeitig alle hervorragenden Eigenschaften von PTFE mitbringen.

Breites Spektrum: Berghof Produkte für die Photonik

Wir bieten Ihnen bereits heute ein breites Spektrum an bewährten Lösungen für diesen Zukunftsmarkt – und arbeiten zusammen mit unseren Kunden ständig an weiteren Ideen auf der Basis unserer Optopolymer® Materiallösungen. Zu unserem Sortiment zählen unter anderem Weißreferenzen in Form von Reflexionsstandards und Reflexionstargets, diffuse Reflexions- und Transmissionsfolien, Ulbrichtkugeln, Reflektoren für Festkörperlaser, Laserkavitäten, hochwertige Projektionsflächen und viele weitere optische Komponenten. Durch die kürzlich erfolgte Übernahme und Integration der seit mehr als 30 Jahren mit messtechnischen Lösungen für optische Strahlung in der Industrie national und international erfolgreichen Firma Gigahertz-Optik GmbH ist Berghof mehr denn je der richtige Partner, um Sie bei Ihren Projekten im Bereich der Optischen Messtechnik optimal zu unterstützen. Für Kunden aus den folgenden Bereichen sind wir bereits heute als Partner für Optische Materialien gesetzt – und die einzigartigen Eigenschaften von Optopolymer® und unsere einmaligen Kompetenzen sorgen dafür, dass ständig neue Anwendungsfelder hinzukommen.

Optische Messtechnik

Um Lichtquellen und deren optische Strahlung oder die Transmission von lichtdurchlässigen Materialien nicht nur hinsichtlich der Lichtqualität, sondern vor allen Dingen auch in Bezug auf ihre richtungsabhängige Strahlungsleistung exakt beurteilen zu können, setzen darauf spezialisierte Auftragslichtlabore, aber auch immer mehr Unternehmen in ihren eigenen Entwicklungsabteilungen optische Messgeräte und -systeme ein, wie sie beispielsweise unser neues Schwesterunternehmen Gigahertz-Optik entwickelt und fertigt. Sehr gängig sind zum Beispiel sogenannte Spektralphotometer, mit denen sich die Lichttransmission von Fahrzeugscheiben aller Art hoch präzise bestimmen lässt, oder Spektral- und Breitband-Lichtmessgeräte zum Messen von Beleuchtungsstärke (Lux), Leuchtdichte (cd/m2), Lichtstrom (Lumen) und Lichtstärke (cd). Unsere Spezialität in diesem Bereich sind selbsttragende Ulbrichtkugeln selbst in sehr komplexen Geometrien, die wir aus unserem Optopolymer® PTFE für diese optischen Messinstrumente entwickeln und fertigen. Meistens fertigen wir diese Ulbrichtkugeln sowie dazu gehörige Zubehörteile exakt nach Zeichnungsvorgabe unserer Kunden – vom Einzelstück bis zur Großserie. Eine wichtige Besonderheit von Berghof: Unser spezielles Fertigungsverfahren ermöglicht es uns, bei größeren Geometrien durch das Pressen von konturnahen Rohlingen im sogenannten isostatischen Pressverfahren das hochwertige Optopolymer® PTFE sehr materialsparend einzusetzen – schließlich ist das Material einfach zu gut und wertvoll, um es im wahrsten Sinne des Wortes zu verpulvern.

UV-C-Sterilisation

Nicht erst seitdem die Corona-Pandemie das Thema Infektionsschutz mehr denn je in das Bewusstsein auch der breiten Öffentlichkeit gerückt hat, sind UV-Systeme zur Sterilisation von Oberflächen, Luft und Wasser stark gefragt. Und damit steigt in diesem Markt auch die Nachfrage nach unserem Optopolymer®, weil wir daraus hoch leistungsfähige Reflektoren für Systeme zum Entkeimen mit UV-C-Licht fertigen. Der Vorteil dieser PTFE-Reflektoren von Berghof: Durch unsere besondere, diffuse Reflektortechnologie mit ihrem extrem hohen Wirkungsgrad können die Hersteller von UV-Systemen zur Sterilisation erhebliche Einsparungen im Bereich der UV-Leuchtmittel erzielen. Das sorgt dafür, dass sich die höheren Anschaffungskosten für diese High-Tech-Reflektoren schnell amortisieren. Das Auskleiden der UV-C-Systeme mit unseren ideal-diffusen Reflektorfolien hat aber noch einen weiteren gewichtigen Vorteil: Durch das homogene Ausleuchten ohne Schattenwürfe arbeiten die Systeme deutlich effizienter, sodass die Hersteller sie deutlich kompakter bauen können, weil zum Beispiel die Einwirkzeit des UV-C-Lichts über die Strecke einer Luftstromentkeimung nicht so lang sein muss, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen.

Laseranwendungen

Hoch flexibel, berührungslos, verschleißfrei: In der industriellen Materialbearbeitung nutzen die Hersteller moderner Produktionsmaschinen die Möglichkeiten der Laserstrahlung für immer ausgefeiltere Konstruktionen mit höchster Produktivität, die herkömmliche Produktionsmethoden im wahrsten Sinne des Wortes alt aussehen lassen.

In der Medizintechnik helfen Laseranwendungen den Ärzten dabei, Krankheiten schneller und genauer zu analysieren und besser behandeln zu können. Beispiele sind die Laserchirurgie, bei der Laserstrahlen das Skalpell ersetzen, oder gepulste Laser zum Auftrennen und Abtragen von Knochen und Knorpel. Herzstück dieser hoch präzisen Laseranwendungen sind die Laserresonatoren, meist als Laserkavitäten bezeichnet. Wie die Bezeichnung Resonator schon nahelegt, wollen die Entwickler mit Hilfe der Laserkavität die Effizienz durch eine möglichst hohe diffuse Reflexion weiter erhöhen. Ziel ist es, das Leistungspotenzial eines Lasersystems maximal auszureizen.

 

 

Extreme Reinheit und reduzierter Speckle-Effekt

Für die Konstruktion solcher Hochleistungs-Laserkavitäten ist vor allen Dingen wichtig, dass die eingesetzten Materialien so rein sind, dass sie der energieintensiven Bestrahlung keine Möglichkeit zum Einkoppeln bieten. Dafür sind zum einen hochreine Basisgranulate erforderlich und zum anderen ein Verarbeitungsprozess unter kontrollierten Bedingungen. Wir fertigen exakt nach Ihrer Konstruktionszeichnung, von der Einzelfertigung bis zum Serienprodukt, Laserkavitäten aus Optopolymer®, die mit ihrer einzigartig hohen diffusen Reflexion zu überragenden Resultaten Ihres Lasersystems beitragen und zudem äußerst widerstandsfähig sind. Ein weiteres Anwendungsgebiet von Optopolymer® sind Projektionsflächen für Lasersysteme. Hier ist das Ziel, den unerwünschten Speckle-Effekt von Lasern, der beim Projizieren auf eine Oberfläche entsteht, zu verringern und dadurch den Kontrast bei der Projektion von Lasern zu erhöhen. Bei unseren Projektionsflächen aus Optopolymer® ist dieser Speckle-Effekt fast vollständig eliminiert. Das liegt an der Volumenreflexion, durch die wir unterschiedliche Laufzeiten des Laserlichts erreichen.

Luft- und Raumfahrt

Zugegeben – den Titel für das schwarzeste Schwarz hat laut Guiness Buch der Rekorde ein anderes Material inne. Unser Schwarzes Optopolymer® kommt diesem nur schwer erhältlichen und deshalb in der industriellen Praxis praktisch nicht anzutreffenden Werkstoffs allerdings ziemlich nahe und hat sich mit seiner Fähigkeit, ≥ 98% des einfallenden Lichts zu absorbieren, als bewährtes und hervorragend zu verarbeitendes „last-but-not-one“-Material weltweit und sogar darüber hinaus einen Ruf gemacht. Und das ist durchaus wörtlich zu verstehen. So zählt beispielsweise die amerikanische Raumfahrtbehörde NASA zu den Kunden von Berghof Fluoroplastics. Um bei Bildaufnahmen störende Einflüsse durch direkte Sonnenstrahlen oder reflektiertes Streulicht zu minimieren, machten sich die NASA Ingenieure auf die Suche nach einem Material, das Licht bestmöglich absorbiert und gleichzeitig dessen thermische Auswirkungen abschwächt – und entschieden sich nach ausgiebigen Tests für das Schwarze Optische PTFE von Berghof. Großflächig aufgebracht auf den optischen Instrumenten und weiteren Oberflächenteilen des Satelliten sorgt Schwarzes Optopolymer® von Berghof bei der „OSIRIS-Rex“-Mission dafür, dass die Messsysteme störungsfrei arbeiten können und der Satellit sicher auf dem Asteroiden „Bennu“ landen kann. Doch damit nicht genug: Die NASA hat aufgrund ihrer positiven Erfahrungen mit unserem Schwarzen Optopolymer® bereits für weitere Projekte bei Berghof angefragt.

Autonomes Fahren

Auch beim Zukunftsthema autonomes Fahren spielt Optopolymer® eine Schlüsselrolle. Haben Sie sich auch schon einmal gefragt, wie selbstfahrende Autos „sehen“? Das Zauberwort heißt LiDAR (Abkürzung für „Light detection and ranging)“ – und es klingt nicht ohne Grund fast gleich wie Radar. Denn das Grundprinzip ist sehr ähnlich: Damit autonome Fahrzeuge ihre Umgebung permanent überwachen und auf im Weg stehende Hindernisse oder andere Ereignisse schnell und sicher reagieren können, sind sie rundum mit zahlreichen 3-D-LiDAR-Sensoren zur Abstands- und Geschwindigkeitsmessung ausgestattet. Während Radarsysteme mit Radiowellen arbeiten, sind es bei LiDAR-Systemen Laserstrahlen. Damit diese optischen Sensoren später im Alltag immer präzise funktionieren, ist es notwendig, sie im Werk vor dem Ausliefern des Fahrzeugs genauestens zu kalibrieren. Reflexionsstandards aus Optopolymer® von Berghof in Schwarz, Weiß und in verschiedenen Graustufen sind hier bei vielen Kunden das bevorzugte Mittel, weil sie sich absolut exakt in der definierten Graustufe produzieren lassen, mit ihrem nahezu ideal-lambertianischen Reflexionsverhalten unabhängig vom Einfallswinkel des Lichts sind und sich dadurch optimal für die Kalibrierung von optischen Sensoren eignen.

In-Line-Kalibrierung von Sorting-Systemen

Automatisches Sortieren spielt nicht nur in der Industrie, sondern vor allen Dingen auch in unserem täglichen Alltag eine immer größere Rolle. Ein bekanntes Beispiel sind die Automaten für die Rückgabe von Pfandflaschen (automatische Leergutrücknahmesysteme), in denen optische Systeme die Zuordnung der Flaschen zu bestimmten Pfandkategorien übernehmen. Im industriellen Bereich ist das automatische Sortieren vor allen Dingen in zwei Bereichen gefragt: Bei der Optischen Qualitätssicherung, zum Beispiel von Lebensmitteln, Saatgut oder Getreide, und bei der Sortierung von Recycling-Materialien. Im ersten Fall geht es darum, beschädigte oder unerwünschte Elemente zu entdecken und auszusortieren. Im zweiten Fall ist die Aufgabe, die Abfälle sortenrein nach Materialien zu sortieren, um sie dann optimal verwerten zu können. Hier setzen unsere Kunden Reflexionsstandards aus Optopolymer® von Berghof wegen ihrer einzigartigen, diffusen Reflexion in definierten Graustufen von 2% bis hin zu über 99% Reflexion zur sogenannten In-Line-Kalibrierung ein. Das heißt, diese automatischen Systeme kalibrieren mit Hilfe unserer diffus reflektierenden Standards schnell und hoch präzise die verbauten Kameras, Spektralphotometer und andere optische Sensoren. Das spart für den Betreiber des Sorting-Systems Zeit und Geld, weil diese Systeme durch ihre permanente In-Line-Kalibrierung die Intervalle für die regelmäßige Kalibrierung durch einen externen Dienstleister oder das Einschicken in ein Kalibrierlabor verlängern.