Tutorial - Beam
Gute Modusqualität ist keine Raketenwissenschaft
Scott Kiser, Technischer Berater, Laser Maintenance Group

Es spielt keine Rolle, wie gut Ihre Bediener und Ihr Wartungspersonal sind. Es spielt keine Rolle wie neu oder leistungsfähig Ihr Laserzentrum ist. Es ist nicht wichtig, dass Sie die besten Materialien verwenden oder die beste Programmiersoftware einsetzen. Klingt das wahr? Natürlich nicht. Mit Ausnahme von einem Fall. Wenn die Modusqualität Ihres Resonators schlecht ist, werden Sie mit keinem der oben Genannten gute Teile auf Ihrem Laserzentrum schneiden. Aber was entscheidet dann, ob Ihr Modus gut oder schlecht ist?

Bevor wir die Modusqualität diskutieren, sollten wir erklären, was wir mit ""Modus" meinen. Der Begriff Modus, wie er im Bereich Laser verwendet wird, ist die Kurzfassung von ""Transversal-Elektro-Modus". Licht, das sich durch den freien Raum bewegt, wird einen TEM machen, da es kein elektrisches oder magnetisches Feld in Richtung der Ausbreitung gibt. Dies wird genutzt, um die Form Ihres Laserstrahls grundlegend zu beschreiben. Modi niedrigerer Ordnung eignen sich am besten für Laserschneide-Anwendungen, da sie tendenziell besser fokussieren. Dies liegt daran, dass sie weniger komplex sind bzw. weniger Fokuspunkte als die Modi höherer Ordnung haben. Der Modus niedrigster Ordnung oder TEM00 wird als Gauß-Modus bezeichnet. Auf diesem Modus bauen alle anderen Modi auf.

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Strahllieferoptiken

Im Strahllieferabschnitt einer Lasermaschine wird der Laserstrahl vom Laserresonator an den Arbeitskopf übertragen. Im Prinzip würden in einer 2-D-Maschine zwei Spiegel ausreichen, um den Laserstrahl an jede beliebige Stelle des Werkstücks zu leiten. In modernen 2-D-Maschinen und speziell bei 3-D-Maschinen übernimmt der Strahllieferbereich allerdings noch zusätzliche Aufgaben, die weitere Spiegel mit speziellen Eigenschaften erfordern. Um die Funktion dieser Spiegel zu optimieren, werden verschiedene Substrate verwendet - am häufigsten Silizium (Si) und Kupfer (Cu). Sliziumspiegel sind leicht und werden deshalb bei fliegenden Optiken bevorzugt, wo große Beschleunigungen benötigt werden. Kupfer verfügt über eine bessere Wärmeleitfähigkeit und Kanäle für Kühlwasser können direkt in die Spiegel integriert werden. Deshalb werden Kupferspiegel bevorzugt, wenn bestmögliche Kühlung wichtig ist, z. B. in Maschinen mit sehr hoher Laserleistung. - Die optischen Eigenschaften eines Spiegels (Reflexionsvermögen, Phasenverschiebung, usw.) werden durch seine Beschichtung bestimmt. Somit werden verschiedene Beschichtungen benötigt, um die verschiedenen Spiegelfunktionen zu realisieren.

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