Materialien präzise bearbeiten

Femtosekundenlaser (fs-Laser) sind der Schlüssel zur Ultrapräzisionsbearbeitung. Ob in der Medizintechnik, der Elektronik, der Luft- und Raumfahrt oder in der Solartechnik - mit fs-Lasern lassen sich hochpräzise dünne Schichten abtragen, faserverstärkte Kunststoffe bohren oder Oberflächen von Keramik-Bauteilen strukturieren.

Als Hürde für die Verbreitung der fs-Laser erweist sich die bei kommerziellen Systemen auf unter 100 W begrenzte mittlere Leistung. Der neue fs-Laser des Fraunhofer ILT hat eine mittlere Leistung von über 400 Watt und Pulsdauern unter 1 Pikosekunde.

Dies wurde möglich durch die Neuinterpretation der sogenannten InnoSlab- Technologie, die seit über 10 Jahren am Fraunhofer ILT entwickelt wird. Diese Technologie bildet bereits die Grundlage für zahlreiche Nano- und Pikosekunden-Lasersysteme im industriellen Einsatz.

Der innovative Laser des Fraunhofer ILT ist dadurch gekennzeichnet, dass Oszillatoren mit 1-2 Watt Ausgangsleistung mit einer einzigen Verstärkerstufe auf bis zu 400 Watt Leistung verstärkt werden können.

Weitere Highlights sind Pulsdauern unter 700 Femtosekunden und spektrale Bandbreiten unter 2 nm. Die Pulse sind damit deutlich kürzer als bei heutigen ps-Lasern und ermöglichen bessere Ergebnisse zum Beispiel in der Mikromaterialbearbeitung. Die Bandbreite und Wellenlänge erlauben die uneingeschränkte Verwendung der gleichen Optiken wie bei typischen ps- und ns-Lasern. Spezielle Aufbauten zur zeitlichen Komprimierung (Kompressoren), wie bei Ultrakurzpulslasern häufig notwendig, sind überflüssig. Damit entfallen sämtliche Probleme, wie z.B. Pulsfront-/Phasenfront-Neigung, die durch diese Aufbauten hervorgerufen werden können.

Die praktischen Grenzen des Ultrakurzpulslasers sind nach allen theoretischen und experimentellen Erkenntnissen derzeit noch nicht erreicht. Daher befasst sich das Fraunhofer ILT bereits mit der Skalierung des innovativen fs-Lasers zu Leistungen größer als 1000 Watt.

COMPAMED.de; Quelle: Fraunhofer- Institut