7. UKP-Workshop In Raum und Zeit manipulierte Laser arbeiten perfekter

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Ultrakurz gepulste (UKP) Laser sind flexible Werkzeuge für die Materialbearbeitung. Noch besser funktionieren sie, wenn die Laserpulse in Raum und Zeit manipuliert werden.

Vor einiger Zeit traf sich die wieder die Community der Entwickler und Anwender von UKP-Lasern in Aachen zum 7. UKP Workshop, organisiert vom Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT. Lesen Sie hier, was man da so alles erfahren durfte.

Strahlmodulation in Raum und Zeit erhöht die Produktivität

Was passiert, wenn gepulste Laserstrahlung bei der Bearbeitung eine Kurve auf dem Werkstück markiert? Der Laser wird langsamer, der Abstand der Pulse wird reduziert, die Kontur wird dicker. Der Laserhersteller Amplitude hat sich des Problems angenommen und offeriert eine Einzelpulssteuerung, die zum Beispiel die Abstände zwischen einzelnen Pulsen in einer Kontur regeln kann.

Egal, ob Gigahertz-Bursts, Einzelpuls oder regelbare Pulsfolgefrequenzen, die flexible Steuerung der Pulsfolge entwickle sich bei UKP-Lasern derzeit zum Standard. Dadurch könnten die Prozesse auf maximale Produktivität ausgelegt werden. Ähnlich sieht es auch bei der räumlichen Modulation aus, wobei auf diesem Gebiet mehrere spannende Innovationen in Aachen präsentiert wurden. Die erste stellte Gwenn Pallier von Cailabs vor: Über die wiederholte Reflektion an einer Phasenplatte (Multiplane Light Conversion MPLC) werden Laserpulse so manipuliert, dass zum Beispiel höhere Moden unterdrückt und die Tiefenschärfe verbessert wird.

Ahnliches zeigte Professor Carlo Holly von der RWTH Aachen. Er wendet Künstliche Intelligenz im Optikdesign an. Dazu nutzt Holly zwei diffraktive optische Elemente, die hintereinandergeschaltet die Propagation der Laserstrahlung in drei Dimensionen manipulieren. So erhalte er nicht nur spezielle Strahlprofile, sondern er vergrößere auch die Tiefenschärfe erheblich.

Jetzt kommen die Secondary Sources für den Laser

Secondary Sources sind Strahlquellen, bei denen hochintensive Laserstrahlung in andere Spektralbereiche transferiert wird, die oft weit von der Laserwellenlänge entfernt liegen, erklären die Experten. Das könne spezielle Röntgenstrahlung sein, aber auch Elektronen- und sogar Protonenstrahlen werden mit Blick darauf diskutiert. Bisher habe insbesondere der Laser- und Maschinenbauer Trumpf mit der EUV-Quelle für ASML eine Pionierleistung auf diesem Gebiet erbracht. Aber weil für Secondary Sources extrem starke Laser gebraucht würden, habe bisher niemand so recht an ihre Marktrelevanz geglaubt. Dr. Torsten Mans, Produktmanager Secondary Sources bei Trumpf, hat das mit seinem Vortrag geändert. Denn Trumpf hat sehr stark auf modulare Systeme hingearbeitet, die für unterschiedliche Zwecke kombiniert werden können, um als Secondary Sources Zukunftsmärkte zu bedienen. Dazu führt man offenbar Kompetenzen aus verschiedenen Teilbereichen zusammen, um mit diodengepumpten hoch-repetierenden UKP-Lasern Intensitäten bis in den Terawattbereich zu erreichen. Erste Anwendungen sieht Mans in der Metrologie im Halbleiterbereich. Wenn es seiner Ansicht nach gelingt, große Beschleuniger als Strahlquellen zu ersetzen, dann könnten aufwendige Testverfahren von der Forschung in die Produktion wandern, oder neue Therapien im Gesundheitsbereich möglich werden.

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