Optiken für die Laser der Zukunft
HOHE LEISTUNG ERFORDERT MODERNSTE BESCHICHTUNGSMETHODEN
Als die ersten Laser vor fast 60 Jahren entwickelt wurden, reichten die Leistungsgrenzen bis in den Milliwattbereich. Heute werden in der Optikindustrie Dauerstrichlaser mit einer Leistung von mehreren Kilowatt eingesetzt, und in Forschungszentren werden riesige gepulste Lasergeräte mit einer Leistung von mehreren hundert Terawatt verwendet. Entgegen dem allgemeinen Trend zur Miniaturisierung werden die Laseroptiken bei steigender Ausgangsleistung immer größer. Für Optikhersteller wie LASER COMPONENTS liegt ein großes Potenzial in Präzisionsoptiken mit hohen Zerstörschwellen.
HOCHMODERNE BESCHICHTUNGSMETHODE
Beyond Borders
Eine hohe Laserausgangsleistung erfordert eine geringe Absorption der Laseroptiken. In der Optikindustrie werden Dauerstrichlaser (cw-Laser) zum Schweißen und Schneiden eingesetzt. Die Herstellung der dafür benötigten Optiken ist ein komplexer Prozess, da die hohe Ausgangsleistung besonders robuste Komponenten erfordert.
Im Vergleich zu anderen Anwendungsbereichen hat die Absorption im ppm-Bereich bei Hochleistungslasern gravierende Folgen: Das absorbierte Licht erzeugt Wärme im Substrat und in der Beschichtung. Da optische Komponenten Wärme nicht gut leiten, kann es zu Beschädigungen kommen. Temperaturschwankungen können dazu führen, dass der Brennpunkt "wandert" und nicht mehr in der Bearbeitungsebene bleibt. Man spricht in diesem Fall von einer thermischen Linse.
Wie sich die Absorption auf den Laserstrahl auswirkt, lässt sich über die kalorimetrische Messung der Oberflächentemperatur oder über einen Referenzstrahl ermitteln.
Was kann man tun, um das Problem der Absorption zu lösen? Mit OH-armen Substraten und einer optimalen Beschichtungswahl lassen sich Optiken mit sehr niedrigen Absorptionsraten herstellen. Die Verwendung von so genannten TLC-Optiken™ ist relativ neu. Hier wird ein Verfahren, das seit Jahrzehnten erfolgreich in der Infrarotoptik eingesetzt wird, auf Laserlicht übertragen.
OPTIKEN FÜR DIE GRÖSSTEN LASER DER WELT
Bester LiDT
Laser in der Forschung. Für die Kernfusion und die Krebsforschung werden Hochenergielaser im Megawatt- und Petawattbereich benötigt, die die Wissenschaft bei der Erzielung von Durchbrüchen unterstützen. Es gibt eine Handvoll gigantischer Anlagen, die in Betrieb sind. Die bekannteste Anlage in Europa ist wohl der Laser Mégajoule bei Bordeaux. Im Jahr 2014 wurde die erste von 22 Strahlführungen in Betrieb genommen. Bis 2025 wird jedes Jahr ein weiterer hinzukommen. Die in diesen Anlagen eingesetzten Laser brechen alle Rekorde in Bezug auf die Dimensionen, mit denen wir in der Optikbranche vertraut sind. Das wird allein schon an der Größe des Gebäudes deutlich. Jede der vier Laserhallen ist 100 m lang und
30 m breit. Auch die Anzahl der verwendeten Komponenten ist immens: Für die komplexe Strahlführung werden beispielsweise 10.000 Optiken in verschiedenen Größen benötigt [1].
Investitionen zur Erfüllung der Kundenbedürfnisse. LASER COMPONENTS fertigt für diese wissenschaftlichen Einrichtungen Optiken mit Durchmessern von bis zu 390 mm. Um dies erfolgreich durchführen zu können, muss zunächst das richtige Substrat und Beschichtungsmaterial ausgewählt werden.
Nicht alle Substrate sind absorptionsarm, für die gewünschten Größen geeignet und gleichzeitig glatt genug. Die Oberflächenrauhigkeit darf höchstens ein paar Ångström betragen, und die Oberflächenzahl muss im Bereich von l/10 liegen.
Darüber hinaus wird eine Beschichtungsanlage benötigt, die mit großen Substraten umgehen kann und auch bei großen Durchmessern eine sehr homogene Beschichtung gewährleistet. Dies überprüfen wir regelmäßig durch Verteilungsmessungen.
HOHE QUALITÄT
Laser-Optik
In guter Form, auch unter Druck. Bei plasmagestützten Verfahren ist die Packungsdichte der aufgedampften Schichten besonders hoch. Je nach Durchmesser-Dicken-Verhältnis der Substrate kann dies zu leichten Verformungen der Substrate führen. Dieser Effekt lässt sich durch geeignete Maßnahmen korrigieren: Entweder ist es notwendig, ein entsprechend vorgebogenes Substrat zu verwenden oder eine weitere Beschichtung auf der Rückseite des Substrats aufzubringen, die diesen Effekt umkehrt. Entscheidend ist ein Produktionsteam, das in der praktischen Anwendung erfahren ist und weiß, wie man die gewünschten Ergebnisse erzielt.
Erfahrung und wissenschaftliche Neugierde. Mit unseren hochwertigen Laseroptiken liefern wir praxisnahe Lösungen für die Herausforderungen der Gegenwart. Dabei hat LASER COMPONENTS immer auch die Zukunft im Blick: Gemeinsam mit Industriepartnern und renommierten Forschungsinstituten arbeiten wir bundesweit an der Entwicklung der Technologien und Verfahren von morgen.
Diese Kombination aus Entwicklung, Produktion, Erfahrung und Forschungsneugier ist das Erfolgsgeheimnis von LASER COMPONENTS. Sie ermöglicht es uns, selbst die komplexesten technischen Anforderungen zu erfüllen. Und sie gibt uns die Sicherheit, jede neue Herausforderung zu meistern: Unsere Vertriebsingenieure und Entwickler arbeiten in enger Zusammenarbeit mit unseren Kunden an innovativen Lösungen für Anwendungen der Zukunft.
LASER COMPONENTS Germany – Ihr kompetenter Partner für optische und optoelektronische Komponenten in Deutschland.
Willkommen bei der LASER COMPONENTS Germany GmbH, Ihrem Experten für Komponenten in der Photonik. Unser breites
Produktsortiment an Detektoren, Laserdioden, Lasermodulen, Optik, Faseroptik und mehr ist jeden Euro (€/EUR)
wert. Mit maßgeschneiderten Lösungen decken wir alle denkbaren Anwendungsbereiche ab: von der Sensortechnik bis
zur Medizintechnik.
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