BUP62 - FastSHG

Ultraschnelle Flexible Frequenzverdoppelung

Laser sind Schlüsseltechnologien für die Produktion der Zukunft: Sie schneiden, schweißen, bohren, tragen Material ab oder bauen es additiv auf. Bisher werden hierfür meist getrennte Systeme eingesetzt – CW‑Laser (Dauerstrichbetrieb-Laser) beispielsweise für Schweiß- oder Schneidprozesse und gepulste Laser für hochpräzise Mikrobearbeitung.

In Vorgängerprojekten wurde bereits eine kombinierte Quelle entwickelt, die CW und gepulste Laserstrahlung aus einer einzigen Laserstrahlquelle vereint. Der nächste Schritt sind Laserstrahlquellen, die zusätzlich flexibel verschiedene Wellenlängen bereitstellen. Unterschiedliche Wellenlängen erlauben eine gezieltere und effizientere Bearbeitung, z.B. von Multimaterial-Bauteilen, und erschließen neue Prozessketten für die Produktion der Zukunft.

Ziel

Das Projektziel ist die Entwicklung eines Moduls, das die Wellenlänge des Lasers schnell und flexibel verändern kann. Grundlage ist ein gepulster Infrarotlaser (1030 nm), dessen Licht im Modul bei Bedarf in sichtbares Licht (515 nm) umgewandelt werden soll. Der Anteil von infrarotem (IR) zu sichtbarem (VIS) Licht als auch der zeitliche Abstand zwischen den infraroten und sichtbaren Laserpulsen soll frei einstellbar sein. Auf diese Weise kann der Laserstrahl optimal an unterschiedliche Materialien und Bearbeitungsaufgaben angepasst werden.

Vorgehen

Für die flexible Umwandlung des IR-Lichts in sichtbares Licht soll mit einem optischen Modulator erfolgen. Dieser erlaubt es, die Konversionseffizienz von der infraroten Laserstrahlung zu sichtbarer Strahlung in kurzer Zeit anzupassen. So soll sich für jeden einzelnen Puls einstellen lassen, ob er als IR, VIS oder als Kombination beider Wellenlängen am Werkstück ankommt. Dichroitische Spiegel, Verzögerungsstrecken und speziell beschichtete Optiken sollen dafür sorgen, dass beide Wellenlängen zeitlich gezielt versetzt oder gemeinsam zur Bearbeitung genutzt werden können.

Nutzen

Es soll ein modularer Demonstrator entstehen, der bestehende Ultrakurzpulslaser einfach zu einem vielseitigen Mehrwellenlängen-Werkzeug aufrüsten kann. Anwender profitieren von einer deutlich erweiterten Prozessflexibilität, einer verbesserten Anpassung an verschiedene Materialien und der Möglichkeit, neue, effiziente Bearbeitungsstrategien zu realisieren.