- SiliziumphotonikSiliziumphotonikDank immenser Übertragungskapazität und niedrigem Energiebedarf dringt Optische Kommunikation in immer tiefere Schichten der Daten-/Kommunikationsnetzwerke vor. Server werden über Glasfasern verbunden und sogar in den Rechnern selber werden, in Form von integrierten photonischen Schaltkreisen (PICs), immer mehr Funktionalitäten auf das Medium Licht verlegt. Deren Verbindung untereinander und mit der Außenwelt, mittels signalführenden Glasfasern, muss mit höchster Präzision erfolgen, denn „miss-alignment“ bedeutet Leistungsverlust, bis hin zum kompletten Ausfall.
- Technology of Active AlignmentTechnology of Active AlignmentDie Entwicklung und Herstellung photonisch integrierter Schaltkreise (PIC) bzw. von Silizium-Photonik (SiP) Bauteilen, erinnert in vielerlei Hinsicht an die frühen Jahre der Halbleiterindustrie. Es fehlt vor allem an Systemintegratoren, die Anlagen für die Serienherstellung von PICs entwickeln. Während die Front-End-Fertigung integrierter Photonik von der vorhandenen Mikroelektronik-Infrastruktur profitieren kann, ist für die Back-End Prozesse eine eigene Industrie gerade erst am Entstehen.
- The Missing LinkThe Missing LinkDer multidisziplinäre Systemintegrator TEGEMA B.V. (NL) hat eine modulare Maschinenplattform für die automatisierte Montage optischer Bauelemente, insbesondere von photonisch integrierten Schaltkreisen (PICs), entwickelt. Das mit Sub-Mikrometergenauigkeit arbeitende System kann aufgrund seiner intelligenten Architektur von Aufgaben in Forschung und Entwicklung von PICs bis zu deren Serienproduktion mitwachsen.
- SiPh Wafer ProbingSiPh Wafer ProbingDie Integration photonischer Strukturen oder Elemente auf einem Siliziumchip stellt eine Vielzahl neuer Herausforderungen an die Prüftechnik für diese Elemente bereits auf Waferebene. Um ein Strukturdesign vom Konzept über die Qualifizierung bis zur Serienreife zu übertragen, ist eine große Menge an Leistungsdaten der jeweiligen Elemente erforderlich.
- Technology of Active Alignment
- MikroskopieMikroskopieWie keine andere Technologie, erweitert die Mikroskopie beständig unser Wissen darüber, was die Welt im Innersten zusammenhält, wie die Bausteine des Lebens aussehen. Ob Life Sciences oder Materialwissenschaften, Geologie, Archäologie, Mineralogie… immer wieder sind es Mikroskope, in den Händen von genialen Wissenschaftlern, die neueste Erkenntnisse zutage fördern und Innovationen ermöglichen.
- Probentische konfigurierenProbentische konfigurierenFür gute Ergebnisse bei der Arbeit mit Lichtmikroskopen, spielt die präzise und schnelle Proben- und Objektivbewegung eine entscheidende Rolle. Die Anforderungen an Stages und Scanner sind dabei vielfältig. Neben der Positionsauflösung, die unmittelbar mit der optischen Auflösung des Mikroskops korreliert, sind Geschwindigkeit und Dynamik weitere elementare Anforderung an die Bewegungssysteme. Für Probenstages ist zudem die Frage nach der Verfügbarkeit von Haltern für Einsätze wie Petrischalen, Wellplates, und Slides wichtig.
- Open Source Microscopy ProjectsOpen Source Microscopy ProjectsDie Mikroskopie gehört zu den Technologien, die sich immer wieder neu erfinden. Während erste Mikroskope aus dem frühen 17. Jahrhundert noch höchst einfach aufgebaut waren, haben zahllose Entwicklungen die Leistungsfähigkeit von Mikroskopen stetig erhöht.
- ElektronenmikroskopieElektronenmikroskopieAnwendungen für die Elektronenmikroskopie decken ein breites Spektrum von der Halbleiterinspektion über die Materialforschung bis zur molekularbiologischen Forschung ab. Sowohl im konventionellen TEM als auch im neueren, im Jahr 2017 mit dem Nobelpreis für Chemie ausgezeichneten Cryo-TEM, müssen die Proben hochpräzise in einer xyz-Koordinate nanopositioniert und dann um eine Achse gekippt werden, um eine bestimmte Anzahl von Transmissionsbildern für die Bildrekonstruktion zu erzeugen.
- RasterkraftmikroskopieRasterkraftmikroskopieRasterkraftmikroskope liefern Forschern und Entwicklern höchstaufgelöste topografische Daten unterschiedlichster Proben wie Mineralien, Polymere, Gemische, Verbundwerkstoffe oder biologisches Gewebe. Mit Hilfe dieser in den 80er Jahren des vorigen Jahrhunderts entwickelten Technologie können die Anwender subatomar aufgelöste Abbildungen der Oberfläche von Proben erzielen.
- Probentische konfigurieren
- BiotechnologieBiotechnologieDie Biotechnologie ist sie eine der ältesten angewandten Wissenschaften der Menschheit: So ist beispielsweise der Einsatz von Hefe zum Brotbacken oder zum Vergären von Obst zu Alkohol seit Jahrtausenden gelebte und entwickelte Biotechnologie. Heute umfasst diese Disziplin zahllose Anwendungen in Medizin (rot), Landwirtschaft (grün) und Industrie (weiß).
- GenomsequenzierungGenomsequenzierungBlaue, braune oder grüne Augen? Welche Haarfarbe? Welche Krankheiten bedrohen uns? Wes Kind bin ich? Das und vieles mehr ist in unseren Genen gespeichert oder zumindest angelegt. Auch bei der in Krimis und dem wahren Leben immer wieder gestellten Frage: „Wer war es?“, wird die Genanalyse zu Rate gezogen. Der „genetische Fingerabdruck“ ist zu einem häufigen und untrüglichen Beweismittel geworden. Nicht zuletzt hält die Genomanalyse bei vielen gesundheitlichen Fragen den Schlüssel in der Hand für bahnbrechende Entwicklungen.
- Genomsequenzierung
- MedizingeräteMedizingeräteFortschritte in der medizinischen Forschung, Diagnostik und Therapie erfordern leistungsfähige, präzise Bewegungs- und Positioniersysteme. Hohe Positioniergenauigkeit, kompakte Abmessungen, geringer Energieverbrauch, Schnelligkeit und absolute Zuverlässigkeit zählen zu den Forderungen an die genutzten Antriebe. Die Anwendungen sind dabei so vielseitig wie die Technologien und Lösungen, mit denen PI Kunden auf allen Stufen der Wertschöpfung unterstützt: Von Operationsrobotern über Miniaturantriebe für Endoskopkameras bis zur Blendenverstellung in der Strahlentherapie oder der präzisen, gezielten Lagerung von Patienten auf OP-Tischen, die in sechs Freiheitsgraden verstellbar sind.
- EndoskopieEndoskopieDie moderne Medizintechnik strebt danach, Patienten durch Therapien möglichst wenig zu belasten. Endoskope, die minimal invasive Eingriffe ermöglichen, leisten dazu einen wichtigen Beitrag, beispielsweise bei der Laparoskopie. Gerade bei medizinischen Eingriffen steht die Forderung nach scharfen und detailreichen Bildinformationen an oberster Stelle, um bestmögliche Erfolgsaussichten zu erlangen.
- Operationsroboter: Patientenliege für die RadiotherapiePatientenliege für die RadiotherapieIn der Strahlentherapie ist es äußerst wichtig, gesundes Gewebe so gut wie möglich zu schützen. Deshalb ist die genaue Positionierung des Patienten während der Bestrahlung zwingend erforderlich. Hierfür sind Patientenliegen auf Basis von Hexapoden bestens geeignet.
- Endoskopie
- AstronomieAstronomieSchon in frühester Geschichte hat das Weltall eine unglaubliche Faszination auf die Menschheit ausgeübt; Höhlenmalereien oder Funde wie die Himmelsscheibe von Nebra legen beredtes Zeugnis davon ab. Aus der Frage „Was funkelt da in allen Farben am nächtlichen Himmel?“, wurde die Frage nach der Entstehung von Galaxien, Sternen und Planetensystemen. Hochempfindliche Systeme wie der Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array Teleskopverbund – kurz ALMA – liefern die Daten, mit denen Wissenschaftler diesen Rätseln auf der Spur sind – und werfen neue Fragen auf.
- ALMA-ArrayALMA-ArrayAm 10. April 2019 sorgte ein spektakuläres, wenngleich eigentlich unmögliches Bild für weltweites Aufsehen: die erste „Fotografie“ eines schwarzen Lochs. 55 Millionen Lichtjahre entfernt, im Zentrum der Galaxie M87 gelegen. Aufgrund der hohen Anziehungskraft kann selbst Licht derartigen Weltraumobjekten nicht entkommen. Doch mit dem Event Horizon Telescope – einem Zusammenschluss von acht Radioteleskopen – überlisteten die beteiligten Forscher gewissermaßen die Physik und erstellten erstmals eine Aufnahme des Schattens eines Schwarzen Lochs. Dieser Schatten entsteht durch die Strahlung des verzerrten Lichts, wenn es unwiderruflich vom Schwarzen Loch aufgesaugt wird.
- ALMA-Array
- HalbleitertechnikHalbleitertechnikSeit Jahrzehnten prägt und verändert unser Leben kein anderes Produkt so sehr wie die omnipräsenten Mikrochips. Ob Computer in all ihren Varianten, Mobiltelefone und Smartphones, Spielekonsolen, Autos und Flugzeuge, ja, mittlerweile sogar der heimische Kühlschrank, der Backofen oder Bügeleisen und Toaster – nichts funktioniert mehr ohne diese Tausendsassas aus dotiertem Silizium. PI hat großen Anteil an dieser Erfolgsgeschichte.
- Suche
Eine Reise in den Nanokosmos.
Anwendungen für die Elektronenmikroskopie decken ein breites Spektrum von der Halbleiterinspektion über die Materialforschung bis zur molekularbiologischen Forschung ab. Sowohl im konventionellen TEM als auch im neueren, im Jahr 2017 mit dem Nobelpreis für Chemie ausgezeichneten Cryo-TEM, müssen die Proben hochpräzise in einer xyz-Koordinate nanopositioniert und dann um eine Achse gekippt werden, um eine bestimmte Anzahl von Transmissionsbildern für die Bildrekonstruktion zu erzeugen. Insbesondere im Cryo-TEM, das sehr dünne, schockgefrorene Probenscheibchen mit einer typischen Dicke von nur 50 Nanometer verwendet, ist der Kontrast gering. Daher werden in der Regel Tausende von Bildern aus ebenso viel Neigungswinkeln für die Rekonstruktion benötigt.
Beim Scannen von Proben im TEM und im SEM (Rasterelektronenmikroskopie) ist jedoch nicht nur eine genaue Anfangspositionierung, sondern auch ein sehr genaues Verfahren der Probe im Nanometer- und Subnanometerbereich ein Hauptaspekt des Verfahrens.
Entsprechend benötigen alle elektronenmikroskopischen Verfahren Präzisionsantriebe für mehrere Freiheitsgrade, typischerweise drei oder auch sechs, einschließlich xyz, Rotationen und Neigungsbewegungen, abhängig von der spezifischen Hardware-Konfiguration.
Um höchste Dynamik, kleinste Außenabmessungen des Mikroskops und höchsten Komfort für den Benutzer zu erreichen, müssen diese Antriebe vorzugsweise in der Vakuumkammer mit Druckanforderungen platziert werden, die typischerweise zwischen 10-4 mbar und 10-6 mbar liegen. Weitere Anforderungen an die Antriebe sind die Verwendung nichtmagnetischer Materialien und für Cryo-TEM zusätzlich die Arbeitstemperatur von flüssigem Ethan (-160° C) oder sogar flüssigem Stickstoff (-196° C).
Der Kampf gegen COVID-19 ist ein aktuelles Anwendungsbeispiel für Cryo-TEM. Diese Technologie spielt eine entscheidende Rolle bei der Identifizierung der Oberflächenstruktur des SARS-CoV-2-Virus. Die Kenntnis über die äußere Gestalt liefert wertvolle Hinweise auf Mechanismen und Möglichkeiten zur Bekämpfung. So zeichnet sich beispielsweise das kugelförmige Corona-Virus, durch eine Art Widerhaken aus, die auf der äußeren Hülle des Virus sitzen. Diese gaben dem Virus nicht nur seinen Namen, Corona = Krone, sondern werden auch mit als Ursache für die hohe Infektiosität vermutet. Mit diesen Widerhaken krallt es sich leicht an den Wirtszellen fest und kann dort ausreichend lang verweilen, um seine DNA in die Wirtszelle einzuschleusen. Da Viren Verwandlungskünstler sind, also ständig mutieren, dient das Aussehen auch als Indikator für Mutationen.
Einen Überblick über geeignete Antriebe auf Basis von Piezotechnologien finden Sie in unserer Broschüre „Elektronen- und Ionenmikroskopie“.
- Suche