21.03.2019

Laserpulse mit Hintergrund

Messmethode für die zuverlässige Messung des cw-Hintergrunds von gepulsten Lasern.

Der Einsatz gepulster Laser ist in vielen Bereichen absoluter Standard. Nahezu sämtliche Industrie­laser sind mittlerweile gepulst. Gepulste Laser werden vor allem in der Material­bearbeitung und im Maschinen- und Auto­mobilbau sowie bei der Herstellung von Photovoltaik-Wafern eingesetzt. Auch in der Medizintechnik sowie in der wissenschaftlichen und industriellen Messtechnik finden gepulste Laser Anwendung.

Abb.: Messaufbau mit Strahlteilung und Absorberspiegel (Bild: U. Stuttgart)
Abb.: Messaufbau mit Strahlteilung und Absorberspiegel (Bild: U. Stuttgart)

Allerdings gibt es bei gepulsten Lasern ein messtechnisches Problem: Die direkte Messung des Leistungsanteils des continuous-wave-Hintergrunds von gepulsten Lasersystemen. Am Institut für Strahlwerkzeuge der Universität Stuttgart haben Forscher nun ein Messgerät entwickelt, mit dem sich der cw-Leistungsanteil an der Gesamtleistung eines gepulsten Lasers messen lässt. Dieser cw-Leistungs­anteil konnte bislang mit herkömmlichen Methoden nicht exakt bestimmt werden. Bislang ließ sich nur indirekt und rein qualitativ, beispielsweise über das Spektrum, auf den cw-Hintergrund schließen.

Das an der Universität Stuttgart neu entwickelte System „Background-to-Impulse Ratio Detector“ (BIRD) verwendet ein sättigbares Element mit großer Modulationstiefe, beispielsweise einen sättigbaren Absorberspiegel. Dieser sorgt für ein intensitäts­abhängiges Messsignal. Die Berechnung des Anteils des cw-Hintergrunds an der Gesamtleistung des Systems basiert damit auf Vergleichs­messungen mit und ohne Übergang des Laserstrahls über das sättigbare Element. Dazu wird der Strahl in leistungsgleiche Teilstrahlen gesplittet. Ist die Gesamt­leistung bereits bekannt, kann auch auf die Strahlteilung verzichtet werden. Der Aufbau und die Implementierung des Systems werden dadurch noch einfacher.

Durch die Messung des cw-Hintergrundes wird die Leistungs­überwachung erweitert. Die neue Methode kann einfach in bestehende Leistungs­überwachungs­systeme integriert werden. Durch die zuverlässige Quantifizierung des Leistungs­anteils des cw-Hintergrunds an der Gesamtleistung ist das neue Messverfahren „BIRD“ sehr hilfreich bei der Entwicklung von neuen Lasern.

Die Erfindung wurde in Deutschland und den USA zum Patent angemeldet und in Deutschland wurde das Patent auch bereits erteilt. Die Technologie-Lizenz-Büro (TLB) GmbH unterstützt die Universität Stuttgart bei der Patentierung und Vermarktung der Innovation. TLB ist im Auftrag der Universität Stuttgart mit der weltweiten wirtschaftlichen Umsetzung dieser zukunftsweisenden Technologie beauftragt und bietet Unternehmen Möglichkeiten der Zusammenarbeit und Lizenzierung der Schutzrechte.

TLB / DE

 

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