Neuer Absorber ermöglicht Messung gepulster Laser mit hoher Leistungen

Ultrakurzpuls-Laser werden insbesondere in der Mikromaterialbearbeitung in der Halbleiterindustrie, der Displayfertigung und der Medizintechnik immer häufiger eingesetzt. Ophir ist es jetzt gelungen, einen thermischen Sensor mit neuer Absorbertechnologie zu entwickeln, der – unter anderem – die Messung leistungsstarker UKP-Laser ermöglicht.

Ophir Absorber decken den Wellenlängenbereich von UV bis ins langwellige IR ab

Ophir Sensoren sind mit zahlreichen, einzigartigen Absorbern erhältlich, die sich jeweils für unterschiedliche Anwendungsbereiche eignen: Ob es darum geht, die emittierte Leistung breitbandiger Lichtquellen zu erfassen, Hochleistungslaser zu messen oder nur ganz schwache Lichtquellen, es gibt immer einen geeigneten Sensor mit passendem Absorber für die jeweilige Anwendung. Die Ophir Absorber decken den gesamten Wellenlängenbereich von UV bis hin zum langwelligen IR ab. Nahezu jeder industrielle Laser im Markt lässt sich mit den Sensoren messen. Jetzt ist es gelungen, einen Absorber zu entwickeln, der neue Herausforderungen adressiert und das bisherige Portfolio hervorragend ergänzt.

Wir stellen vor: Der neue Sensor F80A-CM-17

Basierend auf dem neuen Absorber haben wir jetzt einen Sensor entwickelt, den wir in diesem Blogpost vorstellen. Das Augenmerk liegt dabei auf der Messung von UKP-Lasern mit hoher Wiederholrate.

Beginnen wir zunächst mit einigen allgemeinen Details – der Sensor verfügt über eine 17,5 mm Apertur und misst Laserstrahlen im Wellenlängenbereich zwischen 248 nm bis 9,4 mm.
Dank der integrierten Lüfterkühlung hält der thermische Sensor durchschnittlichen Leistungen von bis zu 80 Watt und den damit verbundenen Leistungsdichten, die je nach Laserparametern sehr hoch sein können, stand. Er lässt sich mit allen Ophir Anzeigegeräten (z.B. StarLite, Juno+) kombinieren.

Lassen Sie uns einen Blick auf die wesentlichen Eigenschaften des Absorbers werfen

Der Absorber eignet sich insbesondere bei der Messung von Dauerstrich-Lasern und gepulsten Lasern mit einer hohen Wiederholrate. Bei den UKP-Lasern sprechen wir von mehreren hunderttausend Pulsen pro Sekunde mit relative geringer Energie pro Puls, aber mit einer sehr hohen Momentanleistung (basierend auf der kurzen Pulsdauer, die nur im Bereich von einer Zehntel Nanosekunde liegt). Für welche maximale Durchschnittsleistung der Sensor geeignet ist, hängt von der mechanischen Konstruktion des Sensors ab.

Bei der Entwicklung eines Absorbers gilt es, die Wellenlänge der Laserstrahlung sowie die punktuelle Laserleistung zu berücksichtigen. Stabile und zuverlässige Messungen über längere Zeit müssen gewährleistet und eine graduelle Schädigung des Absorbers ausgeschlossen werden. Da die Wellenlänge invers proportional ist zur Photonenenergie, ist es wenig erstaunlich, dass kurzwellige Laser Absorber sehr viel schneller beschädigen als langwellige Laser gleicher Leistung. Andererseits bieten die kurzwelligen Laser den enormen Vorteil, dass sie auf kleinere Strahldurchmesser fokussiert werden können. Darüber hinaus gibt es einige Anwendungen, die aus anderen Gründen kürzere Wellenlängen nutzen (höhere Absorption, effizientere Licht-Material-Interaktion). Diese Anforderungen führten zur Entwicklung von kurzwelligen Lasern mit höheren Leistungen und dem Bedarf, diese Laser zu messen,

Der neue CM-Absorber von Ophir eignet sich hervorragend für den UV-Spektralbereich (z.B.  355nm, so dass sich der F80A-CM-17 Sensor ideal zur Messung von durchschnittlichen Leistungen im Zehntel Watt-Bereich eignet – selbst bei gepulsten Lasern mit kurzer Wiederholdauer. Mit seiner Absorptionsrate von  >80% über 300nm und dank der NIST-rückführbaren Kalibration, ist der Absorber in der Lage, selbst leistungsstarke gepulste Laser mit Wiederholraten im Nanosekundenbereich präzise zu messen.