This is a SEO version of Microsoft Word - PHYSIK.doc. Click here to view full version
« Previous Page Table of Contents Next Page »fasergekoppelte Strahlungsquellen gepumpt werden. Dazu sind Diodenlaser hoher Strahlqualität erforderlich. Diese sind teuer und unterliegen einer Alterung. Durch den Einsatz von Einzeldioden lassen sich Zuverlässigkeit und Pumpstrahlqualität gegenüber der Verwendung von Diodenbarren erheblich steigern. Solche Laser sind bei hohen Strahlqualitäten bis in den hohen Multi-kW-Bereich kommerziell verfügbar.
Durch die große Verstärkung der Faser wirken frequenzselektive Elemente nicht sehr gut. Durch die hohe Auskopplung hat der Resonator keine hohe Güte. Zum anderen hat man einen hohen Anteil verstärkter spontaner Emission (englisch: Amplified Spontaneous Emission (ASE) ).
Durch entsprechendes optisches Design können Faserlaser jedoch auch linear polarisiert und als Single Frequency Laser gefertigt werden.
Durch den kleinen Querschnitt der Faser ist die Spitzenleistung begrenzt. Bei der Erzeugung von Impulsen geringer Dauer ergeben sich hohe Spitzenleistungen. Die damit verbundenen hohen Intensitäten können zur Zerstörung der Faser führen. Insbesondere die Faserendflächen setzen der auskoppelbaren Leistung Grenzen. Durch photonische Strukturen (Lufteinschlüsse) lässt sich der aktive Kern und auch der Pumpmantel hin zu höheren Leistungen optimieren, indem der Kerndurchmesser bei gleicher Strahlqualität größer sein kann und der Akzeptanzwinkel der Pumpstrahlung steigt.
Die Verbesserung der fasergekoppelten Pump-Laserdioden, photonische Strukturen in den Laser- und Pumpbereichen der aktiven Faser sowie die Kopplung mehrerer Einzel-Faserlaser haben es möglich gemacht, mit kontinuierlich arbeitenden Faserlasern in den Kilowattbereich vorzustoßen. Dadurch wurden Faserlaser auch für die Materialbearbeitung interessant, zumal sie eine wesentlich höhere Strahlqualität als diodengepumpte konventionelle Festkörperlaser besitzen. Zur Messe LASER 2005 wurde ein 18-kW-Faserlaser vorgestellt. Durch den modularen Aufbau und die damit
verbundene Skalierbarkeit der Leistung war es 2007 bereits möglich, einen 36-kW-Faserlaser zu bauen.
Aktuelle maximale Ausgangsleistungen bei Faserlasern liegen bei 50 kW (Multimode) und 10 kW (Singlemode). 50 kW Laserausgangsleistung bei hoher Strahlqualität wird zum Beispiel im Schiffbau (Verschweißen von dicken Metallplatten) und für militärische Zwecke verwendet.
Die Strahlqualität der emittierten Strahlung ist (Strahlparameterprodukt < 2,5 mm×mrad bei 4…5 kW und 11,7 mm×mrad bei 17 kW Laserleistung) bis zu viermal besser als die eines vergleichbaren Nd:YAG Lasers (15…25 mm×mrad bei 4 kW), seine Leistung erschließt ihm damit zahlreiche Anwendungsfelder in der Materialbearbeitung, wie z. B. hochqualitatives Schneiden, Löten und Schweißen von Metallen. Bei entsprechender Strahlaufweitung durch Defokussieren ist auch das Härten von großen Metallflächen möglich. Aufgrund der hohen Strahlqualität sind dabei vergleichsweise große Arbeitsabstände (z. B. Metallschweißen in circa 1 Meter Abstand) möglich, was völlig neue Möglichkeiten in der automatisierten Fertigung eröffnet (schwer zugängliche Stellen bearbeiten, Strahl-Ablenkung mit Spiegelscannern).
This is a SEO version of Microsoft Word - PHYSIK.doc. Click here to view full version
« Previous Page Table of Contents Next Page »