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Lasers nicht in herkömmlichen Lichtwellenleiter auf Glas- oder Kunststoffbasis geführt werden. Das Licht wird daher bislang traditionell mit Umlenkspiegeln aus Kupfer oder metallbeschichtetem Silizium zum Werkstück geführt. Als Alternative setzen sich mehr und mehr spezielle Lichtleitfasern auf Silberhalogenidbasis ("PIR-fibers") durch. Die Fokussierung erfolgt mit Parabolspiegeln zum Schweißen oder Linsen aus einkristallinem Zinkselenid zum Schneiden. Die Wellenlänge des CO

2 -Lasers wird von den meisten Metallen stark reflektiert – damit eignet er sich auf den ersten Blick nicht für deren Bearbeitung. Die Absorption erhöht sich jedoch aufgrund von Mehrfachreflexion, sobald ein Loch im Material entsteht. Dieser zunächst erforderliche Einstichvorgang ist aufgrund der hohen Rückreflexion und möglicherweise die Fokussieroptik erreichender Metallspritzer technologisch kritisch. Kupfer, Gold und andere Buntmetalle können mit dem CO

2 -Laser nur schwer bearbeitet werden.

Die Wellenlänge des CO

2 -Lasers wird von Glas hervorragend absorbiert, daher werden CO

2 -Laser auch in der Glasbearbeitung eingesetzt, so zum Verschweißen von Halogenglühlampen, zum Gravieren von Trinkgläsern oder zum Anritzen von Ampullen in der Pharmaindustrie.

Bekannt ist auch ein auf laserinduzierten thermischen Spannungen beruhendes Trennverfahren für spröde Materialien (Glas, Keramik). Hierbei wird das Material mit CO

2 -Lasern lokal erhitzt, jedoch nicht aufgeschmolzen.

Daten

Verstärkung:

o kontinuierlich bis 100 kW

o gepulst bis 10 13 W

Wirkungsgrad:

o theoretisch maximal 40 Prozent

o praktisch maximal 15 Prozent

Strahleigenschaften:

o Rohstrahldurchmesser 3 bis 20 Millimeter (zum Schneiden fokussierbar auf 15…100 µm)

o hervorragende

Strahleigenschaften (TEM

oo -Mode) bei langsam geströmten CO

2 -Lasern bis ein Kilowatt

o Wellenlänge hauptsächlich bei 10,6 µm gelegentlich auch 9,4 µm

Gasanteile:

o CO

2 → 10 3 Pa

o N

2 → 10 3 Pa

o He → 10 4 Pa

o H

2 und H

2 O → ~10² Pa

(Partialdrücke CO

2 : N

2 : He ca. 1 : 1 : 8) Bei gepulsten Lasern kann der He-Anteil geringer sein. Slab-CO

2 -Laser enthalten auch Xenon.

Aufbau

Funktionsprinzip eines geströmten Hochleistungs-CO

2 -Lasers

Es gibt mehrere prinzipielle Möglichkeiten, CO

2 -Laser aufzubauen. Im Leistungsbereich von 0,5 Kilowatt - 15 Kilowatt sind

längsgeströmte CO

2 -Laser am weitesten verbreitet. Man unterscheidet langsam und schnell längsgeströmte CO

2 -Laser.

Der Grundaufbau eines langsam längsgeströmten Hochleistungs-CO

2 -Lasers ist