ULTRAKURZPULS-LASERBEARBEITUNG

Als Ultrakurzpuls-Laser (UKP-Laser) werden gepulst arbeitende Lasersysteme bezeichnet, bei denen die Dauer eines Laserpulses im Bereich von wenigen Pikosekunden oder niedriger liegt. Derartig kurze Laserpulse bieten aufgrund ihrer extrem hohen Spitzenintensität einzigartige Anwendungsfelder.

Unsere UKP-Anlagen sind neben Galvoscannern und Achssystemen mit Z-Tastern und Kameras zur Vermessung und Positionierung der Werkstücke ausgestattet. Weitere Ausstattungsmerkmale sind Goniometer- und Drehachse, Trepanierbohroptik, Mikroskopobjektive sowie ein Modul zur Topografievermessung. Mittels Frequenzkonversion stehen mehrere Wellenlängen zur Verfügung.

Alle Arbeiten mit UKP-Lasern werden in ISO6-Reinräumen durchgeführt.

Die Forschungsaktivitäten am ifw Jena im UKP-Bereich konzentrieren sich auf die Bearbeitung von sprödharten Werkstoffen wie Keramiken und Gläsern. Erforscht werden Möglichkeiten des Ritzens, Bohrens, Schweißens und der Oberflächenmodifikation. Desweiteren werden Strategien zur Parallelisierung erarbeitet, um die hohen Laserleistungen moderner UKP-Systeme bis in den kW-Bereich hinein nutzbar zu machen.

Im Gegensatz zur klassischen Lasermaterialbearbeitung, bei der der Werkstoff aufgeschmolzen und verdampft wird, zerstören UKP-Laser aufgrund sehr kurzer Pulse und extrem hoher Pulsspitzenleistungen nur die chemischen Bindungen des Werkstücks. Dies ermöglicht einen hochpräzisen Materialabtrag bei minimaler thermischer Belastung der umliegenden Bereiche. Durch die hohe Pulsintensität wird der Laserstrahl nur im Fokus absorbiert. Damit können auch Materialien bearbeitet werden, welche die Laserwellenlänge sonst nicht absorbieren. Außerdem kann bei transparenten Werkstoffen auch innerhalb des Werkstücks gearbeitet werden, ohne dabei dessen Oberfläche anzugreifen.