12.01.2023 • Optik

Prüfverfahren für moderne Hochleistungsoptiken

Entwicklung neuer Lasersysteme und Optiken erfordert Überprüfung und Anpassung etablierter Methoden.

Die Entwicklung neuer Lasersysteme und Optiken erfordert es, etablierte Prüfverfahren für Optiken zu überprüfen und anzupassen. Im Forschungsvorhaben cw-LIDT arbeitet das Laser-Zentrum Hannover zusammen mit der Laseroptik GmbH und der Raylase GmbH daran, Hochleistungslaseroptiken zuverlässig untersuchen zu können.

Abb.: Das Laser-Zentrum Hannover passt mit Partnern Verfahren von...
Abb.: Das Laser-Zentrum Hannover passt mit Partnern Verfahren von Zerstör­schwellen­messungen an, um auch kleinere Optiken verlässlich prüfen zu können. (Bild: LZH)

Ein limitierender Faktor bei der Entwicklung neuer Lasersysteme ist inzwischen die optische Belastbarkeit der Komponenten, mit denen die Laserstrahlung erzeugt und geführt wird. Diese sind notwendig, um immer höhere optische Ausgangsleistungen zu erreichen. Gleichzeitig wächst der Bedarf nach Optikkomponenten mit geringem Gewicht, etwa für den Einsatz in Galvanometer-Scannern in der Materialbearbeitung.

Die Wissenschaftler am LZH erarbeiten daher im Projekt Messroutinen, um die Leistungsverträglichkeit derartiger Optiken zu prüfen und folglich gewährleisten zu können. Dabei lassen sich die bisherigen Erkenntnisse der etablierten Optik-Prüfungen nicht ohne weiteres auf moderne Optiken mit reduzierter Geometrie und daher geringerem Gewicht übertragen. Beispielsweise wird nach ISO-Norm 21254 die Optik an hundert Positionen bestrahlt. Bei kleinerer Oberfläche ist das nicht möglich, da sich die Messpunkte etwa durch Wärmeleitung oder thermische Spannungen gegenseitig beeinflussen.

Mit der neuen Messroutine untersucht die Gruppe Photonische Materialien des LZH verschiedene Optiken und stellt anhand der Ergebnisse Modelle auf, um Optiken zukünftig noch robuster zu machen. Dabei berücksichtigen sie verschiedene Materialien, Geometrien und unterschiedliche Herstellungsverfahren. Das Unternehmen Laseroptik entwickelt auf die speziellen Geometrien angepasste Optikbeschichtungen höchster Zerstörfestigkeit. Diese Komponenten werden abschließend in eine von Raylase hergestellte Ablenkeinheit eingesetzt und vom LZH anwendungsnah, das heißt im fertigen Modul und mit Parametern ähnlich der späteren Anwendung, untersucht. Ziel ist dabei, leistungsstabilere Scannermodule zu erarbeiten.

LZH / RK

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