Das Geheimnis einer sehr hohen Präzision in der Serienfertigung

Der neueste Coherent HyperRapid NXT 532-100 ist ein industrieller Ultrakurzpuls-Laser (USP), der eine unübertroffene Kombination aus hoher Leistung (100 W) im grünen Wellenlängenbereich und dauerhaft hervorragender Strahlqualität bietet. Dadurch eignet er sich für anspruchsvolle, hochpräzise Materialbearbeitungsanwendungen, die gleichzeitig einen hohen Durchsatz erfordern.

Für präzise Anwendungen mit hoher Leistung

Eine der Hauptanwendungen des Coherent HyperRapid NXT ist das Ritzen und Rillen von Solarzellen der neuen Generation, die aus Dünnschichtmaterialien wie Perowskit oder innovativen Technologien wie Modulen mit interdigitalem Rückkontakt hergestellt werden. Weitere Anwendungsbereiche sind das Strukturieren dünner Schichten von Solarzellen, das Schneiden von Folien für Batterien, das Ritzen von Siliziumwafern und viele andere. Um die erforderliche Präzision und die gewünschte Materialabtragsrate (und damit den Gesamtdurchsatz) für diesen Prozess zu gewährleisten, sind hochleistungsfähige, umweltfreundliche und ultrakurze Impulse erforderlich. Es geht jedoch nicht nur um Leistung; es geht darum, den Herstellern die Ausweitung ihrer Produktion zu ermöglichen und gleichzeitig einwandfreie Qualität und Kosteneffizienz zu gewährleisten. Ein entscheidender Faktor für das Erreichen dieses Ziels ist die Qualität des Laserstrahls.

Der Grund, warum die Strahlqualität in dieser Anwendung eine so entscheidende Rolle spielt, ist der Einsatz von diffraktiven optischen Elementen zur Transformation des Laserstrahls (DOE). DOEs können den eingehenden Laserstrahl in mehrere Strahlen aufteilen, wodurch mehrere verschiedene Bereiche auf einer Solarzelle gleichzeitig bearbeitet werden können. Diese parallele Bearbeitung steigert die Gesamtleistung des Systems erheblich. In anderen Prozessen werden DOEs eingesetzt, um einen runden Laserstrahl mit einem Gaußschen Intensitätsprofil in einen quadratischen Strahl mit gleichmäßiger Intensität umzuwandeln, um den Abtragungsprozess selbst zu optimieren.

Das Problem besteht darin, dass das DOE für seine optimale Funktion einen vollkommen kreisförmigen Eingangsstrahl benötigt. Zudem müssen die Strahleigenschaften über die Zeit hinweg stabil sein. Ist dies nicht der Fall, verändert sich die optische Anordnung des Systems, was zu Inkonsistenzen im Prozess führt. Bei einem hochleistungsfähigen grünen USP-Laser ist es jedoch schwierig, einen hochwertigen Strahl zu erzeugen, der über die Zeit hinweg vollkommen stabil bleibt. Dies liegt daran, dass diese Festkörperlaser nichtlineare Kristalle verwenden, um die infrarote Ausgangsstrahlung in das grüne Spektrum umzuwandeln. Die hohe Pulsenergie eines Hochleistungs-USP-Lasers kann den Kristall jedoch beschädigen oder in einer Weise beeinflussen, die die Qualität des Ausgangsstrahls beeinträchtigt.

Coherent stellt seine eigenen nichtlinearen Kristalle her und verfügt über umfangreiche Erfahrung in deren Großserienfertigung für grüne sowie ultraviolette Hochleistungslaser. Einfach ausgedrückt: Wir stellen hochwertigere Kristalle her, die den extremen Betriebsbedingungen eines Hochleistungs-Grün-USP-Lasers standhalten und die Strahlform nicht verzerren. Dies ist ein entscheidender Faktor für die hervorragende Langzeitstabilität des Laserausgangs des HyperRapid NXT.

Fortschrittliche Funktionen für anspruchsvolle Anwendungen

Beim grünen USP-Laser HyperRapid NXT geht es nicht nur um hohe Leistung. Dank stabiler Leistungsmodulation, Pulsen auf Abruf und variabler Wiederholungsfrequenz ist er so konzipiert, dass er die für ultrapräzise Bearbeitungsaufgaben erforderliche Feinheit und Kontrolle bietet.

Coherent unterstützt seit langem ultrapräzise Materialbearbeitungsanwendungen mit einer breiten Produktpalette. Dazu gehören USP-Laser wie der Coherent HyperRapid und der Monaco, unser umfangreiches Sortiment an Excimer-Lasern sowie Industrielaser mit Nanosekunden-Pulsdauer wie der AVIA LX und der AVIA NX.