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Verschmutzungen führen zu Optik-Defekten
Hilfe, mein Laser schneidet nicht! Diesen oder ähnliche Ausrufe haben wir schon oft vernommen, meistens gefolgt von Klagen über die Optiken, die "natürlich" immer Schuld haben.
Mangelhaftes Schneidvermögen liegt natürlich natürlich nicht immer an den Optiken. In den meisten Fällen sind die Optiken überhaupt unschuldig, denn der Fehler kommt durch etwas Anderes zustande: Dreck, schlicht und einfach Dreck (oder Optikverschmutzung, Kontamination, Absorptionserhöhung oder wie das auch immer genannt wird).
Dazu muss man wissen, dass Hochleistungslaseroptiken im Prinzip sehr komplexe optische Systeme sind. Denn sie sollen ja den Multi-Kilowatt-Laserstrahl (von dem erwartet wird, dass er verschiedene Metalle, Kunststoffe, Holz, Quarz, etc schneidet und/oder schweißt), ohne jeden nennenswerten Verlust passieren lassen oder auch reflektieren. Mit anderen Worten: obwohl man von einem Hochleistungslaser (und der dazugehörigen Maschine) erwartet, dass der von diesem erzeugte Strahl fast alles schneidet, schweißt oder aufschmilzt, geht man stillschweigend davon aus, dass die Laseroptiken (die den Strahl formen) von eben diesem Strahl unbeeinflusst bleiben. Das stimmt auch – Fast! Denn obwohl von den vielen Kilowatt, die der Laser unter Umständen erzeugt, nur wenige Watt in den Optiken "stecken bleiben" (so lange sie sauber sind werden nur 0,1% - 0,3% der Laserleistung absorbiert), so können doch diese Optiken durch unsachgemäße Handhabung, problematische Umgebungsbedingungen und den Bearbeitungsprozess beeinträchtigt werden und hier beginnt die "echte" Hausforderung:
Die von uns gelieferten Optiken sind perfekt und genügen höchsten Qualitätsanforderungen, aber... jede Verschmutzung (Staub, Dämpfe, Spritzer) oder Beschädigung der Oberfläche (Kratzer, Einbrände) bzw. mechanische Verspannung führt unweigerlich zu einem Verlust der optischen Qualität.
Laser- und Lasermaschinenhersteller legen allergrößten Wert auf die Sauberkeit der Strahlführungs- und Fokussier-Optiken. Dennoch wird eine Verschmutzung der Optiken (über einen Zeitraum, der von Tagen bis zu Monaten und Jahren reicht) stattfinden. Dies ist ein unaufhaltsamer, mehr oder weniger schleichender Prozess, obwohl das optische Material an sich nicht altert!
Aber durch Schmutzschichten, Staubteilchen etc, die sich auf den optischen Oberflächen ablagern, ändert sich der Anteil der in den Optiken absorbierten Laserstrahlung. Diese Absorption bewirkt eine Aufheizung des Spiegels (oder der Linse). |
