MORE POWER FOR LASERS

2 / 2014 T H E SC HOTT T E C H N O LO G Y M AG A Z I N E Photo Foto : schott/ C. Costard www.us.schott.com/solutions MORE POWER FOR LASERS LEISTUN...
Author: Eike Arnold
16 downloads 2 Views 8MB Size
2 / 2014

T H E SC HOTT T E C H N O LO G Y M AG A Z I N E

Photo Foto : schott/ C. Costard

www.us.schott.com/solutions

MORE POWER FOR LASERS LEISTUNGSSCHUB F ÜR L ASER On the basis of many years of intensive research and development, schott boasts vast know-how in the area of laser glasses and is involved in state-of-the-art laser projects. Auf der Basis einer langjährigen intensiven Forschung und Entwicklung verfügt schott bei Lasergläsern über führendes Know-how und ist in wegweisende Laserprojekte eingebunden.

When thousands of shapes inspire thousands of fireplace concepts… Manuel Waloschek, engineer at SCHOTT AG

At SCHOTT ROBAX® we do everything in our power to produce thousands of different curved and angular fire viewing panels. Our aim is to give you even more freedom when designing a solution that meets the invidual wishes of your customers. Come and be inspired by our variety of 3D shapes. Find out more at www.us.schott.com/robax

SCHOTT SOLUTIONS 2 /14

EDITORIAL

VORWORT

Board of Management of schott ag: Photo Foto : schott/ A. Sell

Dr. Frank Heinricht (Chairman, center), Klaus Rübenthaler (left) and Dr. Hans-Joachim Konz (right)

Dear readers, New technological achievements can be accomplished in a number of different ways. One possible approach is to have many bright

Liebe Leserinnen und Leser,

people with different skills work passionately to achieve a common goal. This is how we developed our PURAVIS® high-performance glass fiber. In this case, a 17-member interdisciplinary team not

ten erreichen lassen. Einer davon heißt: Viele kluge Köpfe mit un-

only managed to develop an environmentally-friendly process, but

terschiedlichen Kompetenzen setzen sich ein gemeinsames Ziel

has also seen to it that this product innovation has already become

und streben mit großer Leidenschaft dessen Verwirklichung an. So

es gibt Königswege, auf denen sich neue technische Errungenschaf-

a considerable market success. The SCHOTT Innovation Award was

geschehen bei der Entwicklung unserer Hochleistungsglasfaser

presented in 2014 for the first time to recognize this outstanding

PURAVIS®: Ein 17-köpfiges interdisziplinäres Team hat es dabei nicht nur geschafft, einen umweltfreundlichen Herstellungsprozess zu

teamwork which is a prime example of working as a “Connected Company” and our company value “Drive Innovation.” In the future,

kreieren. Die Produktinnovation hat rasch beachtliche Markterfol-

this award will send a signal to the market each year on outstanding

ge erzielt. Für diese bemerkenswerte Teamleistung – die im besten

and successful innovations “made by SCHOTT.”

Sinne einer „Connected Company“ und unserem Unternehmens-

An example involving laser glass also illustrates how we under-

wert „Drive Innovation“ entspricht – wurde 2014 erstmals der

stand the challenges and needs of the market, continuously im-

SCHOTT Innovationspreis verliehen. Dieser soll künftig jedes Jahr

prove our products and processes and always think beyond the

ein Signal setzen für herausragende, im Markt erfolgreiche Innova-

limitations of today’s capabilities. In 40 years of research, our ex-

tionen „made by SCHOTT“.

perts in Duryea in the United States have laid the foundation for

Wie wir die Herausforderungen und Bedürfnisse von Markt und

SCHOTT to become one of the leading suppliers of this promising

Kunden verstehen, Produkte und Prozesse stetig verbessern und

material. We are an active partner in pioneering major projects and

dabei immer über die Grenzen heutiger Möglichkeiten hinausden-

are helping to drive progress in key laser technology forward with

ken, zeigt sich ebenso am Beispiel Laserglas. Unsere US -Experten

our unique expertise.

in Duryea haben in 40 Forschungsjahren die Basis dafür gelegt, dass

These are only two of the many interesting topics you will read

SCHOTT zu einem führenden Anbieter dieses zukunftsträchtigen

about in this issue. They illustrate how we concentrate our energy

Materials werden konnte. Wir sind engagierter Partner in wegwei-

and expertise on finding solutions that inspire customers and help

senden Großprojekten und helfen mit unserer Spezialkompetenz

us achieve even greater success.

den Fortschritt der Schlüsseltechnologie Laser voranzutreiben.

We sincerely hope you enjoy reading this edition.

dieser Ausgabe. Sie zeigen, wie wir unsere Expertise und Energie

Dies sind nur zwei von vielen weiteren interessanten Themen darauf konzentrieren, Lösungen zu finden, die Kunden inspirieren und zu mehr Erfolg verhelfen. In diesem Sinne wünschen wir Ihnen eine anregende Lektüre.

Dr. Frank Heinricht

Klaus Rübenthaler

Dr. Hans-Joachim Konz

3

SCHOTT SOLUTIONS 2 /14

CONTENTS

INHALT

06

06

A MATERIAL WITH A GREAT FUTURE Industry, universities and government organizations are coming up with more and more ideas on developing laser glasses. schott has been actively involved in this field for 40 years, ranks among the leading companies, and is involved in major pioneering large-scale projects.

EIN MATERIAL MIT GROSSER ZUKUNFT Industrie, Universitäten und staatliche Einrichtungen geben verstärkt Impulse für die Entwicklung von Lasergläsern. schott ist auf diesem Feld seit 40 Jahren aktiv, zählt zu den führenden Anbietern und ist in wegweisende Großprojekte involviert.

23

Photo Foto : schott

52

4

18

Photo Foto : F. van der Veen

Photo Foto : Intuitive Surgical

12

Photo Foto : Universal Home / D. Gulyas

20

38

42

Photo Foto : schott/ H.-J. Schulz

Photo Foto : Whirlpool

Photo Foto : schott/ J. Stevens

48 Photo Foto : schott/ H.-J. Schulz

Photo Foto : schott/ M. von Aulock

CONTENTS INHALT 12

35

SMART SCENARIOS

COOL PLACE

A design study transforms the dinner table into a networked control center that even features a cooking surface and a communication zone.

Refrigerated display case doors from schott help lower energy costs in Brazilian supermarkets and more.

SMARTE SZENARIEN

SICHERER KÜHLEN

Eine Designstudie verwandelt den Esstisch in eine vernetzte Schaltzentrale mit Kochfeld und Kommunikationszone.

Kühlregalabdeckungen von schott helfen in brasilianischen Supermärkten nicht nur Energiekosten zu senken.

14

38

A SPECK IN THE FAST LANE

A GUIDING LIGHT FOR SURGEONS

Special transistor housings from schott enable data transmission rates of 28 billion bits per second.

A telerobotic surgery system uses puravis® glass fibers for illumination during minimally invasive operations.

WINZLING AUF DER ÜBERHOLSPUR

PRÄZISIONSLICHT FÜR CHIRURGEN

Spezielle Transistorgehäuse von schott ermöglichen Datenübertragungsraten von 28 Milliarden Bits pro Sekunde.

Ein telerobotisches Chirurgiesystem nutzt die Glasfaser puravis® zur Beleuchtung bei minimalinvasiven Eingriffen.

18

42

THE PEOPLE’S SMILE

MEETING THE HIGHEST STANDARDS

The art installation “Universalis” in Groningen, the Netherlands, consists of more than 2,000 duran® glass tubes.

Large-scale electrical assembly penetrations from schott withstand high temperatures and excess pressure in nuclear reactors.

DAS LÄCHELN DER STADT

HÖCHSTE ANSPRÜCHE ERFÜLLEN

Die Kunstinstallation „Universalis“ im niederländischen Groningen besteht aus über 2.000 duran® Glasröhren.

Großdurchführungen von schott halten hohen Temperaturen wie auch Überdruck in Kernreaktoren stand.

20

46

FOOD IN A NEW SPOTLIGHT

QUALITY – SIGNED AND SEALED

Illuminated glass shelving with integrated led lights provides a better overview and more space in refrigerators.

schott became the first manufacturer of fireplace viewing windows to receive the tüv proficert seal for its robax® glass-ceramic viewing windows manufacturing process.

LEBENSMITTEL IM NEUEN RAMPENLICHT Beleuchtete Glasregale mit integrierten led-Leuchten schaffen mehr Übersicht und Platz in Kühlschränken. 23

SAFER PACKAGING FOR SENSITIVE DRUGS syriQTM InJentle prefillable syringes minimize the risk of interaction with biotech drugs.

MEHR SICHERHEIT FÜR SENSIBLE WIRKSTOFFE Vorfüllbare syriQTM InJentle Spritzen minimieren das Interaktionsrisiko für Biotech-Medikamente. 26

QUALITÄT MIT BRIEF UND SIEGEL Als erster Hersteller von Kaminsichtscheiben erhielt schott das tüv proficert Siegel für den robax® Produktionsprozess. 48

WASHING THE AIR duran® tubes perform important functions in an innovative photocatalytic ventilation system.

WASCHGANG FÜR DIE LUFT duran® Röhren erfüllen wichtige Funktionen in einem innovativen photokatalytischen Belüftungssystem.

GREEN THE WINNER

52

The first schott Innovation Award was presented for the development of puravis® high-performance, environmentally-friendly fibers.

THE GLITTERING DEPARTMENT STORE

GRÜN GEWINNT Die Entwicklung der umweltfreundlichen Hochleistungsfaser puravis® erhielt den ersten schott Innovationspreis. 30

The new façade of the luxury department store Printemps in Paris received 12,000 schott narima® glass panels in gold-blue.

DAS SCHILLERNDE KAUFHAUS Die neue Fassade des Luxuskaufhauses Printemps in Paris erhielt 12.000 schott narima® Gläser in Gold-Blau.

IMAGES OF REALITY schott uses computer simulations and modeling along the entire glass manufacturing process chain.

03 Editorial / 28 Focus Fokus 17/54 NEWS / 55 Imprint Impressum

ABBILDER DER WIRKLICHKEIT schott setzt Computer-Simulation und Modellierung entlang der gesamten Prozesskette der Glasproduktion ein. 5

SCHOTT SOLUTIONS 2 /14

LASER GLASS

LASERGLAS

Laser glass is becoming increasingly important for use as both a gain medium for the resonator and as an amplifier for ultra-highperformance applications. schott offers a wide range of laser glasses for many different applications. Der Einsatz von Laserglas wird zunehmend interessanter, sowohl als Verstärkungsmedium für den Resonator wie auch als Verstärker für Ultra-Hochleistungsanwendungen. schott bietet eine breite Palette von Lasergläsern für vielfältige Anwendungen an.

A MATERIAL WITH A GREAT FUTURE EIN MATERIAL M IT GROSSER ZU KUNF T

schott ranks among the world’s leading suppliers of laser glass for use in industry, at universities and public institutions. Close collaboration with customers and intensive research and development will continue to open up promising prospects for laser glass as a medium in the future. schott gehört zu den weltweit führenden Anbietern von Laserglas für Industrie, Universitäten und staatliche Einrichtungen. Die enge Zusammenarbeit mit Kunden sowie eine intensive Forschung und Entwicklung eröffnen auch in Zukunft vielversprechende Perspektiven für das Lasermedium Glas. DR. GREGORY FLINN

T

he realization that certain combinations of glass and rare earth dopants such as neodymium, erbium, and ytterbium also make

exceptionally good laser gain media was made in the early 1960s by

Elias Snitzer, the scientist and pioneer in the area of laser glass re-

S

chon kurz nach der Erfindung des Lasers Anfang der 1960erJahre wies der amerikanische Wissenschaftler und Pionier der

Laserglas-Forschung Elias Snitzer (American Optical Company, s. S. 8) nach, dass Kombinationen von Glas und Metallen der

search at the American Optical Company, shortly after the advent

Seltenen Erden – wie beispielsweise Neodym, Erbium und Ytter-

of the laser. The principal reasons for this are the broad spectral

bium – ein hervorragendes Material zur Erzeugung von Laserlicht

absorption/emission profiles of dopants in glass that allow for

darstellen. Gründe dafür sind, dass dotierte (lateinisch „dotare“=

efficient pumping using broadband discharge lamps. The high

„ausstatten“) Gläser breite Absorptions- und Emissionsprofile auf-

dopant solubility and large emission cross sections also mean

weisen, die mit breitbandigen Entladungslampen sehr effizient

that pulsed laser action is relatively easy to achieve, and that the

gepumpt werden können. Zum anderen unterstützen die hohe

6

Photos Fotos : schott/ J. Stevens

variable chemical makeup of glass allows adaptation of the spectral

Löslichkeit der Dotierstoffe im Glas sowie der hohe Wirkungsquer-

and physical properties to best suit the application. “These factors

schnitt bei der Emission die Anforderungen an ein Lasermaterial

have all helped nurture a steadily growing interest in laser glass,

für den gepulsten Laserbetrieb. Glas bietet zudem viele Freiheits-

both as a gain medium for the resonator itself, and as an amplifier

grade, um die chemische Zusammensetzung und dadurch die spek-

in ultra-high peak power applications,” says laser glass expert

tralen und physikalischen Eigenschaften der jeweiligen Anwen-

Dr. Simi George from schott Research & Development (R & D) in

dung anzupassen. „Das hat dazu geführt, dass der Einsatz von

North America.

Laserglas zunehmend interessanter wurde, sowohl als Verstär-

Many years of expertise

Hochleistungsanwendungen“, erklärt Dr. Simi George, Laserglas-

kungsmedium für den Resonator wie auch als Verstärker für UltraExpertin bei schott Research & Development in Nordamerika. Drawing on over 40 years of r&d, schott’s expertise in the field of laser glass is now unmatched. Neodymium-doped glasses, as

Langjährige Kompetenz

used for laser amplifier systems, have been the dominant product in the laser glass portfolio of the Business Unit schott Advanced

Nach über 40 Jahren Grundlagenforschung ist die schott Kom-

Optics. Today, there are three principal types of phosphate-based

petenz im Bereich Laserglas bis heute wegweisend. Neodymdotier-

laser glasses available suitable for high energy, high-power and ul-

te Gläser als aktives Lasermedium zur Verstärkung von Laserenergie

trashort pulse applications. More recent developments include

sind der wichtigste Baustein der Laserglas-Produktpalette der

‘eye-safe’ laser glasses for medical technology, celestial/terrestrial

Geschäftseinheit schott Advanced Optics. Aktuell stehen drei

range finding and medical/cosmetic applications at a wavelength

Grundtypen von Lasergläsern auf Phosphatbasis zur Verfügung,

around 1.5 µm. Further to these mainstream laser glass categories,

die in Hochleistungs-, Hochenergie- und Ultrakurzpulslasern zum

schott also offers a silicate-based laser glass for high-repetition rate,

Einsatz kommen. Sogenannte „Eye-safe“-Lasergläser für Wellen7

SCHOTT SOLUTIONS 2 /14

LASER GLASS

LASERGLAS

Otto Schott Research Award for laser glass pioneers Otto-Schott-Forschungspreis für Pioniere der Laserglasforschung In 1999, the Ernst Abbe Fund

1999 wurden die zwei amerikani-

awarded the renowned Otto

schen Wissenschaftler Dr. John H.

Schott Research Award to John

Campbell (University of Califor-

H. Campbell (University of

nia, Lawrence Livermore National

California, Lawrence Livermore

Laboratory (llnl), Livermore, CA)

National Laboratory (llnl))

und Prof. Elias Snitzer (Rutgers

and to Elias Snitzer (Rutgers

University, Piscataway, USA ) mit

University, Piscataway, New

dem renommierten Otto-Schott-

Jersey). The prize is awarded in Photo Foto : schott

Forschungspreis des Ernst-Abbe-

recognition of outstanding contributions in the area of glass and glass-ceramic science. Campbell (left) received

Photo Foto : schott

the award for his achievements

Fonds ausgezeichnet. Dieser würdigt hervorragende wissenschaftliche Leistungen im Bereich Glaswissenschaften. Prof. Campbell (links) erhielt den Preis für seine

in establishing a basic understanding of the properties of glass,

wissenschaftlichen Beiträge, die zu einem grundlegenden Verständ-

especially in the area of multicomponent phosphate glasses.

nis der Eigenschaften von Glas, vor allem auf dem Gebiet komplexer

Snitzer (right) made pioneering contributions to glass, in particu-

Phosphatgläser, führten. Dr. Snitzer (rechts) leistete Pionierarbeit

lar in the area of laser glass and optical fiber glasses. His far-reach-

speziell im Bereich Lasergläser und optischer Glasfasern. Seine

ing vision and contributions to the first observed laser action in

weitreichende Vision und seine Beiträge zur erstmalig beobach-

glass led to his discovery of both neodymium- and erbium-doped

teten Laseraktivität mit Glas führten zur Erfindung sowohl neodym-

laser glass and his development of the first fiber amplifier.

als auch erbiumdotierter Lasergläser und damit zu Snitzers