 | Newsletter – Nr 8
Zu Ihrem Vorteil: Neueste IR-Optiken – Teil 1
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Vor mehr als 15 Jahren erklärte uns der Berater eines Laserherstellers, dass Hochleistungs- YAG-Laser den CO2-Laser aus dem Markt drängen würden. Er riet uns damals, dass wir als Hersteller für CO2- Laseroptiken nach anderen Märkten Ausschau halten sollten.
Vor weniger als vier Jahren, auf einer kleinen Konferenz für Dioden- und Faserlaser, sagte man uns, dass der Markt für Infrarot-Optiken für Hochleistungslaser ein Relikt der Vergangenheit sei, da die „neuen“ Laser (eben Diodenund Faserlaser) keine Optiken benötigen.
Beide Voraussagungen sind nicht eingetroffen. Nicht nur, dass der CO2-Lasermarkt einen der größten Märkte für IR-Optiken darstellt, sie finden auch in anderen Märkten, wie den NIR- und MIR-Lasern sowie Nachtsichtsystemen.
Das zeigt eindeutig, dass der IR-Optikmarkt äußerst vital ist! Die Mehrheit der heutigen IR-Optiken werden mit konventionellen Schleif- und Poliermaschinen hergestellt. Mehrere Rohlinge werden mittels Wachs auf einem Polierteller befestigt und bearbeitet – mit äußerst zufriedenstellenden Ebenheiten. Die Polierzeiten variieren mit dem Optiktyp, der Größe und dem Material, betragen in der Regel aber Stunden, nicht Minuten. Dafür wiederum kann man viele Optiken gleichzeitig herstellen.
Während der letzten 25 Jahren wurden neue Fertigungstechniken entwickelt, die die Herstellungsmöglichkeiten von IR-Optiken ausweiten. Hochgeschwindigkeitsschleif- und Poliermaschinen erlauben es Herstellern Optiken in Minuten statt in Stunden herzustellen.
Der größte Vorteil solcher Maschinen besteht in Ihrer leichten Programmierung und dem schnellen Werkzeugwechsel um Kleinserien herzustellen. Für ebene Optiken und sphärische Linsen sind diese Maschinen die Arbeitspferde der Industrie. Ihr größter Nachteil besteht allerdings in der Tatsache, dass Optiken immer nur einzeln bearbeitet werden können.
SPDT – Single Point Diamond Turning
Eine alternative Bearbeitungsmethode ist das Diamantbearbeiten – dabei wird mit einer Diamantspitze das Material abgedreht. Asphärische Linsen, die auf herkömmlichen 2-achsigen Diamantbearbeitungsmaschinen hergestellt werden, sind bereits seit vielen Jahren in Hochleistungs-CO2-Lasern im Einsatz. Solche diamantgedrehten – auch „Freiformoptiken“ genannten – Optiken zeigen keinerlei Oberflächenschäden oder internen Stress zwischen gekreuzten Polarisatoren und unterliegen daher keinerlei Leistungsbeschränkungen. |
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SPDT wird verwendet, um auf wirtschaftliche Art interessante nicht-rotationssymmetrische (Freiform-) Optiken herzustellen – wie zum Beispiel facettierte Linsen oder Spiegel (siehe Abbildung 1). Beachten Sie, dass die Facetten quadratisch sind und daher einen quadratischen Fokus erzeugen. Diese Facetten sind tangential zu einem Radius orientiert, so dass die von jeder Facette reflektierten Laserleistungen in der Bildebene überlappen. Der abgebildete Fokus hat dabei die gleichen Dimensionen wie die Facetten – wenn man den 45°-Einfallswinkel berücksichtigt!
Bei Lasern mit sehr hohen Leistungen und schlechtem M2 produzieren diese Spiegel ein einheitliches Intensitätsprofil in der Bildebene und werden daher auch facettierte Strahlintegratoren genannt.
Facettenspiegel werden zur Wärmebehandlung von Metallen oder bei anderen Anwendungen eingesetzt, wo Laser mit höheren Moden in ein gleichförmiges Intensitätsprofil umgewandelt werden müssen.
Ein kleiner Ausflug in die Römische Geschichte (212 vor Christus): Facettenspiegel wurden beim Sieg von Syracus über die römische Flotte eingesetzt. Der Legende nach verwendete Archimedes einen großen Spiegel, bestehend aus vielen kleinen Facetten, um die Sonnenstrahlen zu fokussieren und damit die römischen Schiffe in Brand zu setzen.
Mehr zu diesem Thema erfahren Sie in der nächsten Ausgabe von „Auf den Punkt gebracht“. |
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