Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neues Laserverfahren modelliert Glasfasern nach Maß

05.05.2015

Die moderne Medizin setzt Glasfasern ein, um kranke Venen minimalinvasiv zu veröden. Fraunhofer-Forscher haben ein Verfahren zur Laserbearbeitung entwickelt, mit dem sich die Fasern automatisiert in Serie fertigen lassen. Zudem können sie viel feiner modelliert werden als bisher. Den Prototyp einer derart hergestellten Fasersonde präsentieren die Wissenschaftler vom 19. bis 21. Mai auf der Messe SENSOR+TEST in Nürnberg (Halle 12, Stand 537).

Venenerkrankungen sind hierzulande nahezu eine Volkskrankheit geworden: Jede fünfte Frau und jeder sechste Mann hat nach Angaben der Deutschen Venenliga Probleme mit Krampfadern, Thrombosen und anderen Venenbeschwerden.


Dank des neuartigen Laserverfahrens können Glasfasern künftig in noch kleinere Venenzweige vordringen

© Fraunhofer IZM

Eine Venenverödung kann Abhilfe schaffen: Dazu wird eine Glasfaser mit etwa einem halben Millimeter Durchmesser in die betroffene Ader eingeschoben. Die Faser ist mit Kunststoff ummantelt und führt in ihrem Innern Laserlicht. Dieses ist in der Lage, das Gewebe zu veröden: Das Licht tritt aus der Faserspitze aus, es entsteht eine Temperatur von mehreren hundert Grad – die Vene verschließt sich.

Damit das Licht nicht frontal, sondern seitlich direkt auf die Venenwand auftreffen kann, läuft die Faser an ihrem Ende spitz zu. So bilden die Kegelwände Reflexionsflächen. Eine Schutzkappe aus Glas sorgt dafür, dass sich direkt auf der Spitze kein Blut ablagert. Das könnte die optischen Eigenschaften des Laserlichts verändern. Zudem beugt die Kappe Verletzungen des Patienten durch die Faserspitze vor.

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM entwickelten im Projekt »LaserDELight« ein neuartiges, laserbasiertes Verfahren, um solche Glasfasern exakt zu modellieren. Hierzu nutzen sie den FiberTurningLaser, einen Laser zur Glasbearbeitung.

»Die Methode erlaubt erstmals eine automatisierte Herstellung im Serienmaßstab«, erklärt Dr. Henning Schröder vom IZM. Bislang werden die Fasern aufwändig mechanisch und manuell gefertigt. Das dauert nicht nur wesentlich länger, sondern ist auch kostenintensiver.

»Darüber hinaus erreicht man so nur schwer eine produkttaugliche Reproduzierbarkeit«, sagt Schröder. Die Automatisierung stellt dagegen eine gleichbleibende Qualität sicher. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.

Faserspitze befindet sich in der Sonde

Durch einen Laserstrahl bringen die Forscher das Glasfaserende in Form. In einem weiteren Produktionsschritt wird die Schutzkappe aufgesetzt und mit der Faser verschmolzen, ohne dass weitere Ausstattung erforderlich ist.

»Bei dem neuen Verfahren erwies es sich als praktikabler, die Faserspitze nicht mehr wie bei einem Bleistift spitz nach außen zulaufend, sondern als kegelförmige Einbuchtung in die Faser hinein zu modellieren«, erläutert Schröder. Dies bietet einen weiteren Vorteil: Die Kappe am Ende der Faser wird kleiner, da der spitze Kegel wegfällt. Damit wird der Fasersondenkopf insgesamt kompakter und beweglicher. Er kann in noch winzigere Venenverästelungen vordringen.

Mit Hilfe der Lasertechnologie wollen die Wissenschaftler zudem noch feinere Dimensionen erreichen, die sich per Hand nicht mehr bearbeiten lassen: Das Ziel sind Glasfasern mit einem Durchmesser von nur noch 100-200 Mikrometern. Diese könnten auch im Bereich der optischen Sensorik neue Anwendungen eröffnen, etwa als Kleinstoptik für die visible light communication – eine Technologie zur optischen Datenübertragung.

In diesem Fall würde der Prozess vereinfacht gesagt umgekehrt laufen: »Die Faserspitze nimmt dann Dateninformationen aus der Umgebung auf und schickt sie durch die Faser an einen Detektor«, erklärt Schröder. Dieser Detektor – etwa eine Fotodiode oder ein CMOS-Chip – wandelt die optischen in auswertbare elektrische Signale. Den Prototyp einer Fasersonde stellen Schröder und seine Kollegen vom IZM vom 19. bis 21. Mai in Nürnberg auf der Messe SENSOR+TEST (Halle 12, Stand 537) vor.

Weitere Informationen:

http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2015/mai/neues-laserverfa... Per Klick auf diesen Link gelangen Sie zum Ansprechpartner

Georg Weigelt | Fraunhofer Institute for Reliability and Microintegration IZM
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2015/mai/neues-laserverfahren-modelliert-glasfasern-nach-mass.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Laser World of Photonics 2017: Abhörsicher kommunizieren mit verschränkten Photonen
22.06.2017 | Fraunhofer-Gesellschaft

nachricht EMO 2017: Smarte Lösungen für Produktionsoptimierung und Sägetechnologie
20.06.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften