Lasersystem für die Mikrobearbeitung

Lasersystem mit ultrakurzen Impulsen für die Laserstrukturierung und Mikrobearbeitung von Materialoberflächen sowie die Entwicklung von Messsystemen für diese Laserprozesse. Das vollständige und funktionsfähige System in modularer Bauweise muss aus einem Femtosekunden-Pulslaser in Industrieausführung, einem schnellen Scankopf, einem optischen vibrationsfreien Tisch, einem motorisierten Positioniersystem und dem erforderlichen Zubehör bestehen. Teil des Lieferumfangs muss die Montage aller Komponenten auf dem optischen Tisch, die Justierung des Strahlengangs über die optischen Elemente und den Scankopf sowie der Nachweis der vollen Funktionsfähigkeit des Systems durch die Durchführung von Texturierung und Mikrobearbeitung mehrerer Proben sein.

Auftraggeber ist die Abteilung für Thermomechanik technologischer Prozesse sowie Labor für Lasermikrobearbeitung. Diese Einrichtungen befassen sich derzeit mit den Forschungsthemen „Thermodiagnostik der gepulsten Lasermikrobearbeitung“ und „Thermische Eigenschaften von Oberflächen und dünnen Schichten“.

Die Grundlage des von uns entworfenen Systems bildet ein pneumatischer Antivibrationstisch, auf dem ein Femtosekundenlaser vom Typ Coherent Monaco angebracht ist, dessen Ausgang in eine Schutzbox geführt wird, in der sich ein Granitrahmen befindet, der die erforderlichen optischen Elemente und den Scankopf, der von oben nach unten auf den Probenraum mit einem dreiachsigen Positioniersystem gerichtet ist. Die gesamte Anlage wird über einen Steuercomputer gesteuert.

Die Laser-Mikrobearbeitungsstation ermöglicht

• eine Änderung der Wiederholungsfrequenz von 1 bis 4 MHz, ohne AOM bis zu 50 MHz
• die Einstellung der Pulsdauer von 350 fs bis 10 ps
• die Änderung der Strahlpolarisation
• das Hinzufügen weiterer Elemente wie die Spurverfolgung durch einen Scankopf

Laser Coherent Monaco

• Ausgang bei 1035 nm
• Mittlere Leistung 40 W
• Burst-Modus möglich
• Konzipiert für den 24/7-Betrieb unter anspruchsvollsten Bedingungen

XYZ-Positioniersystem

• Positionierbereich 205 mm vertikal, 155 x 55 mm horizontal
• Gesamt-Tragkraft vertikal 20 kg
• Gesamt-Positioniergenauigkeit ±10 μm

Robuster optischer Tisch

• Abmessungen der Tischplatte: 1800 × 900 × 200 mm
• Material: ferromagnetischer Edelstahl 430
• Metrisches Lochraster mit M6-Gewinden und einem Abstand von 25 mm
• Ebenheit der Tischplatte ±0,13 mm über die gesamte Tischlänge